2 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL AVALIAÇÃO ESTRUTURAL: Comportamento da estrutura x tráfego DEFORMAÇÕES PERMANENTES: Caráter residual Flechas nas trilhas, rupturas plásticas
2 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DEFORMAÇÕES RECUPERÁVEIS: Comportamento elástico da estrutura Cessam após passagem da carga Esforços de tração Levam à fadiga Refletem bem o comportamento da estrutura
2 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL AVALIAÇÃO ESTRUTURAL: PROCESSO DESTRUTIVO: Sondagens e ensaios PROCESSO NÃO-DESTRUTIVO: Deflectometria DEFORMABILIDADE: Análise da deformação elástica do pavimento sob a ação de uma carga ou esforço Vinculação com o desempenho em serviço
DEFORMADAS E SEUS PARÂMETROS Comportamento da estrutura x tráfego Na prática: medida segundo a longitudinal
ÁREAS DE CONTATO DOS PNEUMÁTICOS
MEDIDA DE DEFLEXÕES Viga Benkelman: Carga de eixo de 8,2 tf Cálculo de d 0 : d 0 = (L 0 L f ) x F F = constante (relação entre braços) Cálculo de uma deformada completa (exemplo)
- MEDIDA DE DEFLEXÕES Operação da Viga Benkelman:
Bolivar Armando Foto histórica
MEDIDA DE DEFLEXÕES Falling Weigth Deflectometer (FWD): Simula melhor a ação a dinâmica da carga Impacto de peso sobre placa circular Deflexão em 7 sensores Pulso de carga Carga de pico: 4,1 kgf
Falling Weigth Deflectometer (FWD):
PARÂMETROS DAS DEFORMADAS a- DEFLEXÃO MÁXIMA M (d( 0 ) - Reflete deformabilidade (resiliência)) global da estrutura - Maior d 0, mais elástica (resiliente) a estrutura 0 20 40 60 80 100 120 d 0 30 60 90 120 150
b. FATOR DE FORMA F 1 d o d 60 F 1 = d 30 REFLETE A RIGIDEZ RELATIVA DAS CAMADAS COESIVAS SUPERIORES DA ESTRUTURA Menor F 1, maior a rigidez relativa 0 20 40 60 80 100 120 d 0 30 60 90 120 150
c. FATOR DE FORMA F 2 F 2 = d 30 d 90 d 60 REFLETE A RIGIDEZ RELATIVA DA BASE E PORÇÃO INFERIOR DO PAVIMENTO Maior F 2, maior a rigidez relativa 0 20 40 60 80 100 120 d 0 30 60 90 120 150
d. PARÂMETRO ÁREA do 0 20 40 60 80 100 120 d 0 30 60 90 120 150 K 91,4 cm ÁREA = K / do Baixos valores de Área: estrutura do pavimento não difere muito do subleito Máximo valor de Área: 914 mm (d 0 = d 30 =... = d 90 )
TENDÊNCIAS INFERIDAS A PARTIR DE d0 E ÁREA ÁREA d0 TENDÊNCIA Baixa Baixa Estrutura fraca sobre subleito forte Baixa Alta Estrutura fraca sobre subleito fraco Alta Baixa Estrutura forte sobre subleito forte Alta Alta Estrutura forte sobre subleito fraco
VALORES TÍPICOS DE ÁREA PAVIMENTO Placa de CCP sadia Placa de CCP Pavimento com CBUQ = 10cm Pavimento com CBUQ < 10cm Pavimento com TS (estrutura delgada) Pavimento com TS (estrutura fraca) ÁREA (mm) 610-840 740-810 530-760 410-530 380-430 300-380
e. RAIO DE CURVATURA 0 20 40 60 80 100 120 d 0 30 60 90 120 150 do dx x Rx = 5. X 2 do - d X - No Brasil, em geral adota-se X=25cm -Raio é muito influenciado pela porção superior da estrutura - R < 100 m: mau comportamento?
f. PRODUTO R x d (LCPC / França) a)
EXERCÍCIO 2 Deflectometria Avaliar e comparar os parâmetros correspondentes a duas deformadas FWD como segue: SP-270 (pavimento semi-rígido) Força Deflexões (0,01 mm) Temp Temp Km (kgf) D0 D20 D30 D45 D65 D90 D120 ar (ºC) pav (ºC) 92,850 40620 18 14 12 10 8 6 5 18 19 0 cm 0 30 60 90 120 150 5 10 15 20 d
EXERCÍCIO 2 Deflectometria BR-277 (pavimento flexível) Força Deflexões (0,01 mm) Temp Temp Km (kgf) D0 D20 D30 D45 D65 D90 D120 ar (ºC) pav (ºC) 122 4531 85 56 43 32 18 15 10 37 25 0 cm 0 30 60 90 120 150 20 40 60 80 100 d
EXERCÍCIO 2 Deflectometria Resolução: Estrutura d0 d25 d30 d60 d90 Cimentada 18 13 12 9 6 Flexível 85 50 43 20 15 Estrutura F1 F2 K d0 Área R25 Rxd Cimentada 0,75 0,67 9784 18 544 625 11250 Flexível 1,53 1,4 33848 85 398 89 7589 0,01mmxmm 0,01mm mm m mx0,01mm
APLICAÇÕES - DEFLEXÃO MÁXIMAM - Definir segmentos homogêneos - Deflexão de projeto: d c = d + σ - Cálculo da espessura de reforço o (vários métodos) - Identificação de pontos debilitados - Acompanhamento durante a construção
- DEFLEXÃO ADMISSÍVEL -Problema complexo - Exemplo 1: PRO-10
- DEFLEXÃO ADMISSÍVEL Exemplo 2: PRO-11 log d adm = 3,01-0,176 log N Exemplo 3: Tecnapav (PRO-269) log d adm = 3,148 0,158 log N
- AVALIAÇÃO DO MÓDULO M DO SUBLEITO a P 0 =40KN σ 0 d (r) r z = r
C = 1,1 log ( r / a ) + 1,15 µ = 0,40 E s = σ 0. a 2. ( 1 µ ). C r. d (r) Es 150 100 Exercício 3 50 0 Es mín = E SL 0 30 60 90 120 150 r (cm) r (cm)
- RETROANÁLISE. Problema complexo software Estrutura do pavimento 0 30 60 90 120 150 0 20 40 60 80 100 120 d Deformada Software Módulos: E1, E2,..., En
AVALIAÇÃO DE MÓDULOS POR RETROANÁLISE Softwares: -Modulus; Evercalc,...
AVALIAÇÃO POR MÉTODO DESTRUTIVO
AVALIAÇÃO POR MÉTODO DESTRUTIVO
AVALIAÇÃO POR MÉTODO DESTRUTIVO
Serventia: 3. AVALIAÇÃO FUNCIONAL Definição da pista da AASHTO PSR - Present Serviceability Ratio (Subjetiva) PSI - Present Serviceability Index (Objetiva) Serventia PSI = 5,03-1,91 log (1+ SV) - 1,38 (RD)² - 0,01 (C + P) ½ Tráfego
3. AVALIAÇÃO FUNCIONAL Irregularidade: desvios em relação a plano ideal Decorre de problemas de construção ou de fatores externos Influi na interação da superfície da via com os veículos Importância: forte vinculação a custos de operação
3. AVALIAÇÃO FUNCIONAL
3. AVALIAÇÃO FUNCIONAL Usos da irregularidade: Aceitação da qualidade (conforto ao rolamento) Definição da necessidade de intervenção Estimativa da serventia PSI = 4,66 e 0,0053.QI Modelos de previsão de desempenho
MEDIDA DA IRREGULARIDADE Método de Nível N e Mira: Experimento internacional (Brasil 1992) QI = - 8,54 + 6,17 AV 1,0 + 19,38 AV 2,5 QI = quociente de irregularidade (cont/km) Associação com Quarter Index do Perfilômetro GMR (QI em m/km) Utilização em bases de calibração: A partir de N e M estimativa de QI
MEDIDA DE IRREGULARIDADE Sistemas tipo-resposta: Quantificação do trabalho da suspensão de veículo culo- teste a certa velocidade (a cada 200m) Necessidade de calibração e aferição V = 40 a 80 km / h
Sistema Tipo-Resposta
MEDIDA DE IRREGULARIDADE Calibração de Sistemas Tipo-Resposta: Seleção de 20 bases (200m cada) Irregularidade alta, média m e baixa Nível e mira: de 0,5 em 05m Cálculo do QI = f (AV) Medição com o integrador: leituras L Correlação: QI = f ( L ), para cada velocidade Em geral: QI = a + b x L Índice internacional de irregularidade (IRI): IRI = QI /13 (m / km)
MERLIN
MEDIDA DE IRREGULARIDADE Sistemas a laser:
MEDIDA DE IRREGULARIDADE Parâmetros de irregularidade em Concessões no PR: Fase de recuperação inicial: IRI máx = 4 m/km Pavimentos novos ou restaurados: IRI máx = 2,5 m/km O que isso traduz em termos de serventia (PSI)? PSI = 4,66 e 0,0053.QI IRI = QI /13 IRI máx = 4 m/km IRI máx = 2,5 m/km QI = 52 cont/km PSI = 3,5 QI = 33 cont/km PSI = 3,9
MEDIDA DE IRREGULARIDADE Qualificação quanto à irregularidade: Condição IRI (m/km) QI (cont./km) Boa 1,0-3,5 13-45 Regular 3,5-4,5 45-59 Ruim > 4,5 > 60