DEFEITOS, AVALIAÇÃO E RESTAURAÇÃO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
DEFEITOS DE SUPERFÍCIE DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Defeitos de superfície Os defeitos de superfície são os danos ou deteriorações na superfície dos pavimentos asfálticos que podem ser identificados a olho nu e classificados segundo uma terminologia normalizada Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 3
Finalidades O levantamento dos Defeitos de Superfície é realizado para poder avaliar o estado de conservação dos pavimentos asfálticos Em caso de necessidade de Restauração do pavimento, a análise dos defeitos embasa o diagnóstico do problema para subsidiar uma solução tecnicamente adequada Em caso de Gerência de Pavimentos ou de Manutenção, o conjunto de defeitos de um dado trecho pode ser resumido por índices que auxiliem na hierarquização de necessidades e alternativas Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 4
Tipos de defeitos Danos Precoces: aparecem nos primeiros meses até cerca de um ou dois anos após a execução do pavimento Danos de Médio e Longo Prazos: ocorrem após anos de operação da via até o final da vida útil estipulada em projeto Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 5
Causas dos defeitos Os defeitos de pavimentos asfálticos decorrem de: Erros de projeto Erros ou inadequações na seleção de materiais ou na dosagem de materiais Erros ou inadequações construtivas Erros ou inadequações nas alternativas de conservação e manutenção Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 6
Causas dos defeitos ERROS DE PROJETO Exemplo: dificuldade de prever o tráfego real que atuará no período de projeto por: Falta de contagens e dados de tráfego local e de utilização das vias da região; Falta de planejamento estratégico regional, levando ao desconhecimento das perspectivas de crescimento real; Uso não previsto em projeto (uso como via alternativa pelo maior conforto ao rolamento ou por não ser pedagiada), levando em geral ao excesso de tráfego. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 7
Causas dos defeitos ERROS DE PROJETO Exemplo: erros ou problemas no dimensionamento estrutural: Incompatibilidade estrutural entre as camadas gerando fadiga precoce dos revestimentos (ex: revestimento asfáltico com módulo de resiliência muito elevado alta rigidez, e muito delgado sobre camadas muito resilientes ou elásticas, com alta deflexão); Especificação de material inexistente ou de difícil disponibilidade local, obrigando a substituições incorretas durante a obra; Concepção estrutural que permita aprisionamento de água na estrutura de pavimento (ex: base drenante sobre subleito impermeável, acostamentos com base impermeáveis e falta de drenagem apropriada); Sub-dimensionamento estrutural. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 8
Causas dos defeitos ERROS OU INADEQUAÇÕES NA SELEÇÃO DE MATERIAIS OU NA DOSAGEM DE MATERIAIS Exemplos: Seleção incorreta de solo para reforços de subleito (ex: solos muitos resilientes). Seleção imprópria de agregados e de graduação para compor bases e sub-bases. Seleção imprópria do tipo de solo ou dosagem inadequada para solobrita. Dosagem errada de materiais estabilizados com cimento ou cal. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 9
Causas dos defeitos ERROS OU INADEQUAÇÕES NA SELEÇÃO DE MATERIAIS OU NA DOSAGEM DE MATERIAIS Exemplos (cont.): Dosagem errada do teor de ligante asfáltico de misturas asfálticas: Excesso de ligante, causando fluência excessiva, escorregamentos de massa, exsudação ou deformação permanente; Falta de ligante, causando excesso de vazios com ar e desagregação ou trincamento precoces. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 10
Causas dos defeitos ERROS OU INADEQUAÇÕES NA SELEÇÃO DE MATERIAIS OU NA DOSAGEM DE MATERIAIS Exemplos (cont.): Variações de materiais e teores durante usinagem Uso de ligante inadequado para as condições ambientais ou de tráfego Uso de temperatura inadequada na usinagem das misturas Uso de faixa granulométrica inadequada Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 11
Causas dos defeitos ERROS OU INADEQUAÇÕES CONSTRUTIVAS Exemplos: Falta de compactação apropriada das camadas, causando deformações e afundamentos excessivos ou rupturas localizadas. Técnica de compactação inadequada, com uso de equipamentos de baixa eficiência. Compactação de misturas asfálticas em temperaturas inadequadas, ou variabilidade de temperatura na massa asfáltica durante o processo de compactação. Erros nas taxas de ligante. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 12
Causas dos defeitos ERROS OU INADEQUAÇÕES NAS ALTERNATIVAS DE CONSERVAÇÃO E MANUTENÇÃO Exemplos: Reforço com uso de revestimento asfáltico delgado e rígido sobre pavimento muito trincado, possibilitando rapidamente a reflexão de trincas. Uso de tratamentos superficiais delgados para redução de irregularidade. Uso de revestimentos asfálticos permeáveis sobre pavimento trincado sem tratamentos de impermeabilização Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 13
Diagnóstico geral Importância da busca das prováveis causas: Verificação in situ dos problemas do trecho ou da via, e das condições geométricas, dos taludes e de drenagem. Levantamento de dados climáticos, de tráfego e de mapas geológicos, pedológicos ou geotécnicos. Levantamento de memórias técnicas e de relatórios de projeto e de controle. Estabelecimento de cenário global de defeitos e relação com todos os dados. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 14
Normas Métodos de Levantamento Sistemático de Defeitos de Superfície em Pavimentos Asfálticos Norma DNIT 005/2003 TER (substituindo DNER-TER 01-78) - Defeitos nos pavimentos flexíveis e semirígidos: terminologia. Norma DNIT 006/2003 PRO (substituindo a DNER PRO 08-94) - Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos: procedimento. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 15
Norma DNIT 005/2003 TER Fendas (fissuras e trincas) Qualquer descontinuidade na superfície do pavimento que conduza a aberturas de menor ou maior porte: Fissuras: fenda de largura capilar, perceptível a olho nu apenas a distâncias inferiores a 1,5 metros. Trinca: fenda facilmente visível a olho nu. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 16
Norma DNIT 005/2003 TER Fendas (fissuras e trincas) Classes: FC-1: trincas cujas aberturas são menores que 1,0mm. FC-2: trincas cujas aberturas são superiores a 1,0mm, sem erosão nas bordas. FC-3: trincas cujas aberturas são superiores a 1,0mm, com erosão nas bordas. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 17
Norma DNIT 005/2003 TER Fendas (fissuras e trincas) Tipos: Fissura (FI) Trinca Longitudinal Curta (TLC) ou Longa (TLL) Trinca Transversal Curta (TTC) ou Longa (TTL) Trincas Interligadas tipo Couro de Jacaré, sem erosão acentuada nas bordas (J) ou com erosão (JE) Trinca Isolada de Retração (TRR) Trincas Interligadas tipo Bloco, sem erosão acentuada nas bordas (TB) ou com erosão (TBE) Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 18
Exemplos de fissuras e trincas TLC - Trinca isolada Longitudinal Curta (até 100 cm de extensão) TRR - Trinca de Retração Térmica (temperaturas baixas) Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 19
Exemplos de fissuras e trincas TLL - Trinca Longitudinal Longa (devido ao tráfego) Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 20
Exemplos de fissuras e trincas TLL - Trinca Longitudinal Longa (junta construtiva) TLL - Trinca Longitudinal Longa (Movimentação do aterro) Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 21
Exemplos de fissuras e trincas TLL - Trinca Longitudinal Longa (Problemas de drenagem e infiltração de água) Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 22
Exemplos de fissuras e trincas TLL - Trincas Longitudinais Longas FC2 (ruptura por solicitação do tráfego: queda de resistência da base por aumento de umidade vinda do acostamento permeável) Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 23
Exemplos de fissuras e trincas TB - Trinca interligada de Bloco sem erosão Base de solo-cimento TBE - Trinca interligada de Bloco com Erosão Base de solo-cal Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 24
Exemplos de fissuras e trincas TB - Trinca interligada de Bloco sem erosão Base de paralelepípedos Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 25
Exemplos de fissuras e trincas Vista Geral Detalhe J - trinca interligada Jacaré sem erosão Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 26
Exemplos de fissuras e trincas erosão JE - trinca interligada Jacaré com Erosão acentuada JE - trinca interligada Jacaré com início de Erosão nas bordas Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 27
Norma DNIT 005/2003 TER Afundamentos Devido à fluência plástica de uma ou mais camadas, ou ainda do subleito: Local: afundamento localizado, atingindo extensão de até 6 metros; Trilha: afundamento localizado na região de trilhas de roda, com mais de 6 metros de extensão. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 28
Norma DNIT 005/2003 TER Afundamentos Devido à consolidação diferencial ocorrente em camadas do pavimento ou do subleito: Local: afundamento localizado, atingindo extensão de até 6 metros; Trilha: afundamento localizado na região de trilhas de roda, com mais de 6 metros de extensão. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 29
Exemplos de afundamentos ATP - Afundamento na Trilha Plástico Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 30
Exemplos de afundamentos ATP - Afundamento na Trilha Plástico Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 31
Exemplos de afundamentos ALP - Afundamento Local Plástico Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 32
Exemplos de afundamentos ATC - Afundamento em Trilha por Consolidação Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 33
Exemplos de afundamentos ALC - Afundamento Local de Consolidação Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 34
Norma DNIT 005/2003 TER Ondulação ou corrugação (O) Deformação caracterizada por ondulações ou corrugações transversais na superfície do pavimento Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 35
Norma DNIT 005/2003 TER Escorregamento (E) Deslocamento do revestimento em relação à camada subjacente do pavimento Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 36
Norma DNIT 005/2003 TER Exsudação (EX) Excesso de ligante betuminoso na superfície do pavimento, causado pela migração do ligante através do revestimento Foto: Edson de Moura Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 37
Norma DNIT 005/2003 TER Desgaste (D) Efeito do arrancamento progressivo do agregado do pavimento, caracterizado por aspereza superficial do revestimento e provocado por esforços tangenciais causados pelo tráfego. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 38
Norma DNIT 005/2003 TER Desgaste (D) D - Desgaste remoção de ligante e mástique Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 39
Norma DNIT 005/2003 TER Desgaste (D) Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 40
Norma DNIT 005/2003 TER Panela ou buraco (P) Cavidade que se forma no revestimento por diversas causas (inclusive por falta de aderência entre camadas superpostas, causando o desplacamento das camadas), podendo alcançar as camadas inferiores do pavimento, provocando a desagregação dessas camadas. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 41
Norma DNIT 005/2003 TER Panela ou buraco (P) Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 42
Norma DNIT 005/2003 TER Panela ou buraco (P) Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 43
Norma DNIT 005/2003 TER Remendo (R) Panela preenchida com uma ou mais camadas de pavimento na operação denominada de tapa-buraco REMENDO PROFUNDO: aquele em que há substituição do revestimento e, eventualmente, de uma ou mais camadas inferiores do pavimento REMENDO SUPERFICIAL: correção, em área localizada, da superfície do revestimento pela aplicação de uma camada betuminosa Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 44
Norma DNIT 005/2003 TER Remendo (R) Foto: Daniel Rodrigues Aldiguieri Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 45
Norma DNIT 005/2003 TER Remendo (R) Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 46
Outros Defeitos que não constam da Norma DNIT 005/2003 TER Segregação - concentração de agregados graúdos decorrente de separação dos mesmos do mástique asfáltico por problemas de graduação, usinagem ou temperatura heterogênea na aplicação Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 47
Outros Defeitos que não constam da Norma DNIT 005/2003 TER Bombeamento de finos - surgimento de finos na superfície, que sobem pela ação da água e que, sob pressão devido ao tráfego, vem à superfície pela trincas do revestimento asfáltico Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 48
Outros Defeitos que não constam da Norma DNIT 005/2003 TER Falha de bico em tratamentos superficiais - gerado pela ausência ou redução de taxa de ligante nos tratamentos superficiais, provocando o desprendimento de agregados Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 49
AVALIAÇÃO OBJETIVA DA SUPERFÍCIE DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS: ÍNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL
Normas Métodos de Levantamento Sistemático de Defeitos de Superfície em Pavimentos Asfálticos Norma DNIT 005/2003 TER (substituindo DNER-TER 01-78) - Defeitos nos pavimentos flexíveis e semirígidos: terminologia. Norma DNIT 006/2003 PRO (substituindo a DNER PRO 08-94) - Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos: procedimento. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 51
Aparelhagem Treliça de alumínio para determinação da profundidade da trilha de roda Equipamentos e materiais para demarcação das estações Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 52
Estações a serem inventariadas Rodovias de pista simples: a cada 20 metros, alternados entre faixas, sendo em cada faixa, a cada 40 metros Rodovias de pista dupla: a cada 20 metros, na faixa mais solicitada pelo tráfego, em cada uma das pistas. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 53
Estações a serem inventariadas A superfície de avaliação corresponde a 3,00m antes e 3,00m após cada uma das estacas, totalizando 6,00m de extensão pela largura da faixa a ser avaliada. ESTAÇÃO. 6 m 6 m 6 m PISTA DE ROLAMENTO 20 m 20 m Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 54
Formulário DNIT 006/2003 PRO Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 55
Formulário DNIT 006/2003 PRO Os defeitos são agrupados nesta norma em 8 tipos, além das medidas referentes aos afundamentos nas trilhas de roda. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 56
Cálculos Frequências absolutas e relativas Onde: f r = frequência relativa do defeito ou do tipo; f a = frequência absoluta (número de vezes que o defeito ou o tipo de defeito ocorreu num mesmo segmento); n = número de estações inventariadas em um segmento. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 57
Cálculos observações Para efeito de cálculo da frequência em cada estação, serão observados os defeitos por tipo. Ou seja, defeitos diferentes, mas pertencentes ao mesmo tipo (exemplo tipo 5: Ondulação, Panela e Escorregamento), contam uma única vez, mesmo que ocorram simultaneamente. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 58
Cálculos observações Para efeito de ponderação, quando em uma mesma estação forem constatadas ocorrências tipo 1, 2 e 3 (relativas às Fendas), só considerar as do tipo 3 para o cálculo da frequência relativa em percentagem (fr) e índice de gravidade individual (IGI) Do mesmo modo, quando forem verificadas ocorrências dos tipos 1 e 2 em uma mesma estação, só considerar as do tipo 2 Quando somente ocorrerem as tipo 1, considerá-las. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 59
Cálculos Índice de Gravidade Individual (IGI) Onde: f r = frequência relativa do defeito ou do tipo; f p = fator de ponderação (pré-fixado pela Norma). Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 60
Cálculos Índice de Gravidade Global (IGG) Conceitos Limites de IGG Ótimo 0 20 Bom 21 40 Regular 41 80 Ruim 81 160 Péssimo maior que 160 Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 61
Formulário DNIT 006/2003 PRO Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 62
Exemplo Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 63 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 3 1 0 1 0 3 1 0 1 0
Exemplo 6 2 3 3 0 0 5 0 1,0 1,33 10 3 2 3 0,2 0,18 30% 20% 30% 30% 0% 0% 50% 0% 0,6 0,76 x x 84 RUIM 6,00 10,00 24,00 27,00 0,00 0,00 15,00 0,00 0,80 0,76 Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 64
TÉCNICAS DE RESTAURAÇÃO E REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Técnicas de restauração de pavimentos com problemas FUNCIONAIS Quando não existem problemas estruturais e a restauração é necessária para a correção de defeitos funcionais superficiais, são empregados geralmente os tipos de revestimentos a seguir, isoladamente ou associados e antecedidos ou não por fresagem: Lama asfáltica (selagem de trincas e rejuvenescimento) Tratamento superficial simples ou duplo (restauração da aderência superficial) Microrrevestimento asfáltico (quando existe condição de ação abrasiva acentuada do tráfego) Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 66
Técnicas de restauração de pavimentos com problemas FUNCIONAIS Concreto asfáltico (com granulometria fina e utilizado para reperfilagem) Mistura para camada porosa de atrito (melhorar condições de atrito e escoamento de água superficial) Misturas descontínuas delgadas (melhorar condições de atrito e escoamento de água superficial) Reciclagem Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 67
Técnicas de restauração de pavimentos com problemas ESTRUTURAIS Quando existe o comprometimento estrutural do pavimento, as alternativas de restauração consideradas compreendem soluções que restabelecem uma condição aceitável através da incorporação de novas camadas à estrutura e ou tratamento de camadas existentes. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 68
Técnicas de restauração de pavimentos com problemas ESTRUTURAIS Os tipos de revestimentos geralmente utilizados como recapeamento são o concreto asfáltico, o SMA (como camada de rolamento para resistir a deformações permanentes em vias de tráfego pesado), etc. Nestes são empregados cimentos asfálticos convencionais ou modificados com polímeros. Estes revestimentos são utilizados isoladamente no caso do concreto asfáltico ou associados, como por exemplo: CA + SMA, etc. Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 69
Mecanismo das trincas de reflexão Causas Ciclos de baixas temperaturas Cargas de tráfego Desenvolvimento de tensões de tração elevadas em recapeamentos devido a movimentos do revestimento antigo Propagam-se normalmente de baixo para cima no recapeamento Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 70
Mecanismo das trincas de reflexão Surgem acima de juntas ou trincas existentes em camadas de revestimento antigo Cuidados adicionais devem ser tomados para reduzir a severidade e velocidade de propagação Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 71
Medidas para controle de reflexão de trincas Geossintéticos Camadas intermediárias de alívio de tensões Camadas de dissipação de trincas Espessura de recapeamento aumentada (não elimina as trincas de reflexão, mas pode diminuir sua velocidade de propagação) Reciclagem do revestimento existente Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 72
Geossintéticos Promove uma barreira física (camada de reforço) que resiste à formação de trincas Não é tão efetivo na presença de movimentos horizontais e verticais É mais eficiente em juntas longitudinais e em regiões de clima ameno Geotextil, geogrelha Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 73
Geossintéticos posicionamento Recapeamento Geossintético Concentração de tensões Revestimento antigo Abertura horizontal Movimento diferencial vertical Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 74
Aplicação de geotextil Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 75
Aplicação de geotextil Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 76
Aplicação de geogrelha Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 77
Aplicação de geogrelha Fotos: Montestruque Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 78
Camadas de absorção de tensões SAMI : stress absorbing membrane interlayer Dissipa movimentos e tensões em trincas e juntas Aplicação de tratamento superficial duplo ou microrrevestimento com asfalto modificado com polímero ou borracha Mais eficiente em restaurações com concreto asfáltico Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 79
Camadas de absorção de tensões Recapeamento SAMI Revestimento antigo Concentração de tensões Abertura horizontal Movimento diferencial vertical Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 80
Camadas de interrupção de trincas São camadas granulares com poucos finos e agregados com diâmetro máximo de 75 mm Propiciam grandes espaços vazios que efetivamente interrompem a propagação das trincas Eficientes quando construídas de forma adequada Espessura mínima = 100 mm Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 81
Camadas de interrupção de trincas Recapeamento Camada de interrupção de trincas (20 a 30% de vazios) Revestimento antigo Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 82
Aumento da espessura do recapeamento Não previne a ocorrência de trincas por reflexão Reduz a velocidade de propagação e a severidade de trincas por reflexão O custo-benefício deve ser considerado em relação a outras técnicas Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 83
Reciclagem do revestimento existente A reciclagem de revestimento pode ser complementada com um recapeamento A reciclagem pode ser realizada com incorporação de agregado para correção granulométrica, de emulsões asfálticas e de cimento Portland Pode ser realizada em usina, mas a preferência é pela execução in situ Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 84
Reciclagem do revestimento existente antes depois Fotos: Oswaldo Tuchumantel Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 85
Reciclagem do revestimento existente BENEFÍCIOS: Conservação do agregado Conservação do ligante asfáltico Conservação de energia Preservação ambiental Baixo custo inicial de projeto Baixo custo de ciclo de vida Defeitos, avaliação e restauração de pavimentos asfálticos 86