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44ª RAPv – REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO
E
18º ENACOR – ENCONTRO NACIONAL DE CONSERVAÇÃO
RODOVIÁRIA
Foz do Iguaçu, PR – 18 a 21 de agosto de 2015.
USO DA VIGA BENKELMAN PARA MONITORAMENTO DE RODOVIAS
Rafaella Oliveira Guimarães1, Lilian Ribeiro de Rezende
2 & Mirella Talitha Rocha
3
RESUMO
Para avaliar o comportamento do pavimento ao longo do tempo, existem diversos tipos de
equipamentos que podem ser utilizados. A viga Benkelman, apesar de não ser um equipamento
moderno, tem baixo custo e pode apresentar dados confiáveis desde que os ensaios sejam bem
executados e os dados sejam analisados adequadamente. Este artigo tem como objetivo mostrar a
aplicação da viga Benkelman no monitoramento de duas rodovias estaduais logo após a realização
de serviços de restauração e dois anos depois. Para tanto, em cada rodovia foi definido um trecho de
análise, os ensaios de viga Benkelman foram realizados de 20 em 20 m de maneira alternada tanto
na faixa da direita como na da esquerda e os dados foram analisados conforme normas do
Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Com os resultados apresentados neste
artigo, conclui-se que a realização do monitoramento estrutural de pavimentos com a viga
Benkelman é capaz de mostrar resultados confiáveis e importantes para o entendimento do
desempenho de pavimentos asfálticos. Análise funcional do pavimento e retroanálise dos dados
obtidos no ensaio de viga Benkelman são necessárias a fim de complementar as análises, bem como
identificar em quais camadas está acontecendo problemas.
Palavras-chave: Pavimento asfáltico, restauração, ensaio de campo.
1 Universidade Federal de Goiás, Escola de Engenharia Civil, Programa de Pós-Graduação em Geotecnia, Estruturas e
Construção Civil, e-mail: [email protected] 2 Universidade Federal de Goiás, Escola de Engenharia Civil, Programa de Pós-Graduação em Geotecnia, Estruturas e
Construção Civil, e-mail: [email protected] 3 Universidade Federal de Goiás, Escola de Engenharia Civil, Programa de Pós-Graduação em Geotecnia, Estruturas e
Construção Civil, e-mail: [email protected]
ABSTRACT
To study the pavement behavior along time, there are several types of tests that might be used. The
Benkelman beam is not a modern equipment, but presents low cost and can produce reliable data if
the tests are well executed and the data are correct analyzed. This paper has the purpose to show the
application of the Benkelman beam tests for monitoring two highways after the maintenance
services and two years later. Therefore, in each highway was defined a segment for study, the tests
were realized in 20 to 20 m alternately in the right and the left lane and the data were analyzed
according to National Department of Infrastructure of Transports standards. With the results
presented in this article, the authors concluded that the pavement structural monitoring with
Benkelman beam tests is able to show valid and important results for understanding the
performance of asphalt pavements. Functional pavement analysis and back analysis of Benkelman
beam test data are necessary to complement the analysis and identify in which layers is happening
problems.
KEYWORDS: Asphalt pavement, maintenance, field tests.
INTRODUÇÃO
A deterioração de estruturas de pavimentos rodoviários ocorre, gradualmente, através do desgaste
de seus componentes físicos, ocasionando a queda de sua serventia ao longo do tempo. Esse
processo é acionado pela ação repetida das cargas de serviço, das intempéries, pelas alterações
físicas e químicas naturais dos materiais e depende das espessuras das camadas e de sua rigidez.
Esses dois fatores determinam a maneira que será distribuída as tensões advindas do tráfego, sendo
que camadas mais rígidas e espessas elevam o grau de abertura do cone de tensões e reduzem os
esforços solicitantes nas camadas subjacentes (HARTMANN et al., 2012). Sendo assim, para que
um pavimento seja estruturalmente eficiente, é necessário que haja uma relação intrínseca entre as
diferentes camadas, assim como possuir espessuras e rigidezes adequadas.
Para a manutenção das rodovias, os processos de restauração devem ser periódicos. Geralmente,
esses processos contemplam aplicação de novas camadas de revestimento asfáltico, retirando ou
não a camada defeituosa (ARRA, 2001). O processo de reciclagem de um pavimento asfáltico
apresenta-se como uma solução viável em muitos casos, oferecendo inúmeras vantagens em relação
à utilização convencional de materiais virgens. Além disso, a reciclagem se apresenta mais
adequada em alternativa à restauração com recapeamento em que a adição sucessiva de camadas
pode formar degraus em acostamentos ou em passagens como viadutos e pontes que possuem o
greide fixo.
Dentre os tipos de reciclagem, ressalta-se a reciclagem profunda, amplamente utilizada nas rodovias
do estado de Goiás. Trata-se de um serviço onde a rodovia reabilitada pode ter melhorias em todas
as áreas: aumento da capacidade (através de alargamento da estrada), aumento da resistência
estrutural e melhor condição de estrada e vida útil (MORIAN et al., 2012). Resumidamente, a
reciclagem profunda consiste na trituração do pavimento existente e das camadas subjacentes,
homogeneização do material pulverizado e compactação. Na maioria das vezes, são necessários
materiais adicionais, como brita, cascalho e cimento para melhorar a qualidade e capacidade de
carga da base estabilizada.
A fim de verificar a efetividade e o nível de qualidade das etapas construtivas e dos serviços
disponíveis, é preciso que haja o controle tecnológico do pavimento restaurado. Esse controle pode
ser feito por meio de coleta de amostras para realização de ensaios laboratoriais ou por meio de
avaliações funcionais e estruturais in situ do pavimento, descrevendo o possível comportamento das
estruturas reconstruídas e identificando os padrões e causas das patologias existentes no pavimento.
A avaliação funcional, incluindo a segurança, engloba itens como: conforto ao rolamento, condição
da superfície, interação pneu-pavimento, defeitos e irregularidades (BERNUCCI et al., 2010). A
avaliação estrutural está associada ao conceito de capacidade de carga e os defeitos vinculam-se às
deformações elásticas ou recuperáveis e plásticas ou permanentes. As deformações elásticas são
avaliadas medindo-se os deslocamentos verticais nomeados como deflexão do pavimento, por
equipamentos próprios chamados, genericamente, de deflectômetros.
A avaliação estrutural pode ser feita por métodos destrutivos, semidestrutivos ou não destrutivos.
Para casos em que se desejam inúmeras avaliações num mesmo trecho, a fim de acompanhar a
variação da capacidade de carga com o tempo, o método mais adequado é o não destrutivo. Dentre
os equipamentos utilizados para essas avaliações, ressalta-se o ensaio de viga Benkelman, que
utiliza um carregamento semi-estático e o Falling Weight Deflectometer (FWD), com carregamento
por impacto. O FWD é menos utilizado por ter desvantagens como custo do equipamento,
necessidade de calibrações mais sofisticadas e diferenças de resultados entre marcas, mas por outro
apresenta resultados mais confiáveis. A viga Benkelman, apesar de não ser um equipamento
moderno, tem baixo custo e pode apresentar dados satisfatórios desde que os ensaios sejam bem
executados e os dados sejam analisados adequadamente.
A deflexão recuperável máxima (D0) é um parâmetro importante para a compreensão do
comportamento da estrutura, sendo considerada em diversos métodos de dimensionamento de
reforço como o principal fator a afetar o cálculo da espessura do reforço necessário. Isso ocorre nos
métodos PRO 010 (DNER, 1979a), PRO 011 (DNER, 1979b), PRO 159 (DNER, 1985) e PRO 269
(DNER, 1994a), normalizados pelo extinto Departamento Nacionais de Estradas de Rodagem
(DNER), atualmente denominado de Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes
(DNIT).
Quanto à aplicação dos parâmetros deflectométricos na avaliação estrutural, geralmente, analisa-se
o emprego da deflexão máxima (D0) e do raio de curvatura (R). Outra maneira de se fazer a análise
estrutural do pavimento é por meio do produto RxD0 (PAIVA; CAUSIM, 2000). Valores menores que
5500 indicariam provável existência de problemas estruturais.
O presente artigo tem como objetivo mostrar a aplicação da viga Benkelman no monitoramento de
duas rodovias estaduais, GO-154 e a GO-222, logo após a realização de serviços de restauração e
dois anos e meio depois.
METODOLOGIA
Para a realização deste estudo, foram selecionadas duas rodovias que foram restauradas em julho de
2012 cujas características estão apresentadas na Tabela 1. Os trechos analisados de cada rodovia
foram recuperados com a técnica de reciclagem profunda, com adição de material na base reciclada
e execução de um novo revestimento.
Os ensaios de determinação dos deslocamentos utilizando a viga Benkelman foram realizados sobre
o revestimento, nas bordas direita e esquerda do trecho, lodo após a conclusão da restauração
(julho/2012) por Costa (2013) e dois anos e meio depois (janeiro/2015). A determinação da
deflexão máxima foi realizada de 20 em 20 m, de maneira alternada entre as bordas direita e
esquerda da pista, conforme o método de ensaio ME 024 (DNER, 1994b). A viga utilizada
apresenta a relação a/b de 2/1, sendo a igual a 2,44 m e b igual a 1,22 m. A viga foi aferida em
laboratório de acordo com o procedimento PRO 175 (DNIT, 1994).
Tabela 1. Características dos trechos estudados.
RODOVIA TRECHO
EXTENSÃO
MONITORADA
(km)
BASE
RESTAURADA
REVESTIMENTO
NOVO
GO – 154 ITAGUARI /
ITAGUARU 8
Reciclagem de base + adição
de 20% de brita (18cm)
Tratamento superficial duplo +
Microrrevestimento
GO – 222 ANÁPOLIS /
NERÓPOLIS 8
Base + 3% de cimento e
incorporação de 8cm de
cascalho novo
Concreto asfáltico
(5 cm de espessura)
Além disso, para determinação das bacias de deslocamento, foram realizadas as leituras no
extensômetro quando o caminhão foi deslocado de 0,25m em 0,25m até a extensão de 2,00m para
delineamento, de acordo com o método de ensaio ME 133 (DNIT, 2010) de 100 em 100 m, de
maneira alternada entre os bordos direito e esquerdo da pista na extensão do trecho que está em
avaliação. A temperatura do revestimento foi medida com termômetro infravermelho em cada
ensaio e, no caso de revestimento em concreto asfáltico, foi realizada a correção da deflexão em
função da temperatura do revestimento conforme recomenda a norma IP-DE-P00/003 (DER-SP,
2006).
Após a realização dos ensaios, foram executados os cálculos conforme descrição da norma PRO
011 (DNER, 1979b) com a obtenção das seguintes informações:
Análise estatística dos valores de deflexão máxima (D0) e do raio de curvatura (R);
Definição dos segmentos homogêneos através dos valores de desvio padrão e os
correspondentes intervalos de aceitação. De acordo com a norma IP-DE-P00/003 (DER-SP,
2006), para determinar uma distribuição homogênea deve-se obter valores de coeficientes de
variação próximos de 0,30;
Cálculo da deflexão característica (Dc);
Determinação da deflexão de projeto (Dp) realizando a correção sazonal. De acordo com a
norma PRO 011 (DNER, 1979b), devem-se utilizar fatores de correção sazonal para as
deflexões obtidas em qualquer época do ano a fim de corrigi-las para a época mais
desfavorável, quando o subleito está com o máximo de umidade. A norma apresenta fator de
correção sazonal na estação seca de 1,10-1,30 para subleito arenoso e permeável e 1,20-1,40
para subleito argiloso e sensível à umidade. Já na estação chuvosa o valor é igual a 1,00 para
os dois tipos de subleito. As rodovias apresentam subleito argiloso, portanto, nos ensaios
realizados em julho de 2012, foi adotado fator de 1,30 por ser estação seca e nos ensaios
realizados em janeiro de 2015 foi adotado fator de 1,00 por ser estação chuvosa;
Definição da deflexão admissível, sendo que como para as rodovias estudadas não existem
dados sobre o estudo da projeção do Volume Médio Diário Anual de Tráfego para os
cálculos da deflexão admissível foram definidas três estimativas de N com a ordem de
grandeza para um tráfego leve (N = 105), médio (N = 10
6) e pesado (N = 10
7).
A deflexão recuperável máxima (D0) é um parâmetro importante para a compreensão do
comportamento da estrutura. Quanto maior o seu valor, mais elástica ou resiliente é a estrutura, e
maior o seu comprometimento estrutural. Por sua vez, um raio de curvatura (R) baixo é indicativo
de um severo arqueamento da deformada, denotando uma condição estrutural crítica.
APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS
A seguir são apresentados os resultados obtidos e as análises realizadas para as duas rodovias
estudadas.
Resultados obtidos para GO-154
A Figura 1 apresenta as bacias de deslocamento médias obtidas para o trecho estudado nos dois
períodos de monitoramento. Comparando os dados em termos de média global, verifica-se que em
janeiro/2015 os valores de deflexão foram menores (D0 = 58 x 10-2
mm) do que em julho/2012 (D0
= 64 x 10-2
mm).
Figura 1. Bacias médias de deslocamento obtidas para o trecho estudado da GO-154 nos dois períodos de
monitoramento.
Ao realizar as análises com a identificação de segmentos homogêneos (Tabelas 2 e 3), no estudo
realizado tanto no ano de 2012 por Costa (2013) quanto no ano de 2015, foram obtidos seis
segmentos homogêneos. No entanto, as estacas que limitam esses segmentos não foram exatamente
as mesmas nos dois períodos. Observa-se, ainda, que em 2012 foi obtida maior variabilidade em
termos de coeficiente de variação (Tabela 2) em relação a 2015 (Tabela 3). Para Andriotti (2010),
valores de coeficiente de variação abaixo de cerca de 0,40 refletem homogeneidade da amostra.
Sendo assim, Costa (2013) considerou os valores de coeficiente de variação abaixo de 0,40
satisfatórios para a definição de segmentos homogêneos. Já a norma IP-DE-P00/003 (DER-SP,
2006) especifica valores de coeficientes de variação próximos de 0,30 para determinar uma
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0 25 50 75 100 125 150 175 200
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-2 m
m)
Distância (cm)
Média total - 2012 (COSTA, 2013) Média total - 2015
distribuição homogênea. De qualquer forma, verifica-se que após dois anos e meio da execução da
reciclagem do pavimento, os coeficientes de variação foram menores, fato que pode ser explicado
pela consolidação das camadas ao longo desse período, gerando maior homogeneidade nos dados
medidos.
Tabela 2. Definição dos segmentos homogêneos e parâmetros deflectométricos para a GO-154 em julho/2012
(modificado de COSTA, 2013).
SE
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RA
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ICA
0 100 2000 234,12 64,35 21,26 100 128,14 0,57 0,33 1,30 111,30
2 101 120 380 135,42 78,30 22,74 19 146,52 10,08 0,29 1,30 131,35
3 121 189 1360 183,28 62,30 20,86 68 124,89 0,0 0,33 1,30 108,12
4 190 290 2000 167,46 68,47 16,67 100 118,48 18,45 0,24 1,30 110,68
5 291 340 980 218,27 50,21 20,91 49 112,96 0,0 0,42 1,30 92,47
6 341 400 1180 187,38 58,59 22,11 59 124,91 0,0 0,38 1,30 104,91
Tabela 3. Definição dos segmentos homogêneos e parâmetros deflectométricos para a GO-154 em janeiro/2015.
SE
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ÍST
ICA
1 0 100 2000 187,68 57,96 14,71 100 102,10 13,82 0,25 1,0 72,67
2 101 201 2000 200,36 59,49 16,31 100 108,40 10,57 0,27 1,0 75,79
3 202 302 2000 201,35 60,42 15,71 100 107,56 13,28 0,26 1,0 76,13
4 303 315 240 221,64 43,69 8,24 12 64,29 23,09 0,19 1,0 51,93
5 316 326 200 195,75 65,82 16,50 10 107,08 24,56 0,25 1,0 82,32
6 327 400 1460 203,04 55,81 19,73 73 115,00 0,0 0,35 1,0 75,54
Refazendo as análises das bacias de deslocamento médias obtidas para cada segmento homogêneo,
são gerados os gráficos apresentados nas Figuras 2 e 3. Observando apenas as variações mínimas e
máximas de deflexão, verifica-se que em 2012, D0 variou entre 50 e 80 x 10-2
mm. Já em 2015, D0
variou entre 40 e 70 x 10-2
mm. Ou seja, em 2015, foram obtidos menores valores de deflexão que
em 2012. Essa afirmação condiz com a conclusão obtida quando foram analisados os resultados em
termos de média global (Figura 1), mostrando-se coerente já que se sabe que o ciclo de vida do
pavimento pode se dar em três fases: fase de consolidação (a deflexão tende a diminuir devido à
consolidação das camadas); fase elástica (define a vida útil do pavimento e as deflexões são
praticamente constantes); fase de fadiga (as camadas perdem sua capacidade estrutural). No caso
em questão, após dois anos e meio de conclusão da restauração, o pavimento provavelmente está na
fase de consolidação, passando para a fase elástica.
Figura 2. Bacia média de deslocamento obtida para cada segmento homogêneo da GO-154 em julho/2012 (COSTA,
2013).
Figura 3. Bacia média de deslocamento obtida para cada segmento homogêneo da GO-154 em janeiro/2015.
Assim, observa-se que devem ser definidos critérios adequados para análise dos resultados dos
ensaios de viga Benkelman, pois em função da forma que os dados forem tratados, podem ser
obtidos resultados e conclusões divergentes. Nesse caso, recomenda-se a utilização das normas que
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0 25 50 75 100 125 150 175 200
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Distância (cm)
Segmento 1 Segmento 2 Segmento 3
Segmento 4 Segmento 5 Segmento 6
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0 25 50 75 100 125 150 175 200
Des
loca
men
to (
10-2
mm
)
Distância (cm)
Segmento 1 Segmento 2 Segmento 3
Segmento 4 Segmento 5 Segmento 6
especificam o tratamento estatístico dos dados obtidos e a identificação de segmentos homogêneos
para análise dos resultados.
Nessa linha, verifica-se que em 2012, o segmento 5 (entre as estacas 291 e 340) apresentou as
menores deflexões e o segmento 2 (entre as estacas 101 a 120), as maiores. Em 2015, considerando
a alteração dos limites dos segmentos, foram obtidas menores deflexões para o segmento 4 (entre as
303 e 315) e maiores valores para o segmento 5 (entre as estacas 316 e 326). Os demais segmentos
apresentaram valores de deflexão intermediários e semelhantes. Assim, observa-se que há diferença
de comportamento estrutural para um mesmo pavimento logo após a sua restauração e um período
depois de monitoramento, sendo que o ensaio de viga Benkelman é capaz de identificar essa
variação.
Em termos da média de R, nos dois anos não foram obtidos valores abaixo de 100 m, o que é
considerado satisfatório. Ao verificar os resultados do produto RxD0, também não foram observados
valores menores que 5500.
Bernucci et al. (2010) indicam, para um pavimento com revestimento de tratamento superficial,
valores de D0 na ordem de 80 x 10-2
mm. Os resultados obtidos para a GO-154 tanto em 2012 como
em 2015 apresentaram valores abaixo desse limite, indicando que em termos estruturais, a
reciclagem realizada está apresentando bom desempenho até o momento. Na Tabela 4 têm-se os
valores de deflexão média (D0) de cada segmento relacionados com os valores de deflexão
admissível (Dadm) calculados pelas normas PRO 011 (DNER, 1979b) e PRO 269 (DNER, 1994a)
para diferentes níveis de tráfego.
Tabela 4 – Comparação entre os valores de deflexões médias obtidas com a deflexão admissível calculada para a GO-
154.
Segmento Deflexão média (D0) Dadm - PRO 011 (DNER, 1979b) Dadm - PRO 269 (DNER, 1994a)
2012 2015 N = 105 N = 10
6 N = 10
7 N = 10
5 N = 10
6 N = 10
7
1 64,35 57,96 269,79 179,90 119,96 161,44 104,71 67,92
2 78,30 59,49 269,79 179,90 119,96 161,44 104,71 67,92
3 62,30 60,42 269,79 179,90 119,96 161,44 104,71 67,92
4 68,47 43,69 269,79 179,90 119,96 161,44 104,71 67,92
5 50,21 65,82 269,79 179,90 119,96 161,44 104,71 67,92
6 58,59 55,81 269,79 179,90 119,96 161,44 104,71 67,92
Com relação à Dadm calculada de acordo com a norma PRO 011 (DNER, 1979b), nos anos de 2012
e 2015 todos os segmentos apresentaram valores de D0 menores que Dadm para tráfego elevado (N =
107). Já quando se calcula Dadm de acordo com a norma PRO 269 (DNER, 1994a), no ano de 2012
os valores de D0 foram menores nos segmentos 1, 3, 5 e 6 com tráfego elevado (N = 107) e no ano
de 2015 os valores foram menores em todos os segmentos para as mesmas condições de tráfego.
Já analisando os resultados obtidos em termos de deflexão característica (deflexão de projeto - Dp)
em relação ao tráfego, conforme norma PRO 011 (DNER, 1979b), obtém-se as Tabelas 5 e 6.
Comparando a deflexão característica (Dp) obtida diretamente do ensaio de cada segmento com a
deflexão admissível (Dadm) calculada para diferentes níveis de tráfego, tem-se que:
Para N = 105 (tráfego baixo), todos os segmentos apresentaram deflexões abaixo do valor
admissível nos dois anos;
Para N = 106 (tráfego médio), todos os segmentos apresentaram deflexões abaixo do valor
admissível nos dois anos;
Para N = 107 (tráfego elevado), apenas o segmento 2 apresentou deflexões acima do valor
admissível em 2012 e em 2015 todos os segmentos apresentaram deflexões abaixo do valor
admissível.
Tabela 5. Avaliação da qualidade estrutural dos segmentos da GO-154 em função do tráfego com os dados obtidos em
julho/2012 (modificado de COSTA, 2013).
Segmento
Dp
(10-2
mm)
R (m)
N=105
N=106
N=107
Dadm Hipótese Qualidade
Estrutural Dadm Hipótese
Qualidade
Estrutural Dadm Hipótese
Qualidade
Estrutural
1 111,3 234,12 269,79 I Boa 179,90 I Boa 119,96 I Boa
2 131,35 135,42 269,79 I Boa 179,90 I Boa 119,96 II Regular
3 108,12 183,28 269,79 I Boa 179,90 I Boa 119,96 I Boa
4 110,68 167,46 269,79 I Boa 179,90 I Boa 119,96 I Boa
5 92,47 218,27 269,79 I Boa 179,90 I Boa 119,96 I Boa
6 104,91 187,38 269,79 I Boa 179,90 I Boa 119,96 I Boa
Obs.: Dp = deflexão de projeto; R = raio de curvatura; Dadm = deflexão admissível.
Tabela 6. Avaliação da qualidade estrutural dos segmentos da GO-154 em função do tráfego com os dados obtidos em
janeiro/2015.
Segmento Dp
(10-2
mm) R (m)
N=105
N=106
N=107
Dadm Hipótese Qualidade
Estrutural Dadm Hipótese
Qualidade
Estrutural Dadm Hipótese
Qualidade
Estrutural
1 72,67 187,68 269,79 I Boa 179,90 I Boa 119,96 I Boa
2 75,79 200,36 269,79 I Boa 179,90 I Boa 119,96 I Boa
3 76,13 201,35 269,79 I Boa 179,90 I Boa 119,96 I Boa
4 51,93 221,64 269,79 I Boa 179,90 I Boa 119,96 I Boa
5 82,32 195,75 269,79 I Boa 179,90 I Boa 119,96 I Boa
6 75,54 203,04 269,79 I Boa 179,90 I Boa 119,96 I Boa
Obs.: Dp = deflexão de projeto; R = raio de curvatura; Dadm = deflexão admissível.
Em 2012, essa via apresentava um segmento com desempenho limitado para tráfegos variando de
médio a elevado. No entanto, em 2015, essa situação não se repetiu, uma vez que o pavimento
demonstrou capacidade para suportar tráfegos elevados. Assim, conclui-se das análises realizadas
com os dados dos ensaios de viga Benkelman que, após dois anos e meio de realização da
reciclagem, o trecho da GO-154 estudado apresentou seis segmentos com boa qualidade estrutural.
Resultados obtidos para GO-222
A Figura 4 apresenta as bacias de deslocamento médias obtidas para o trecho estudado nos dois
períodos de monitoramento. Comparando os dados em termos de média global, verifica-se que em
janeiro/2015 os valores de deflexão foram maiores (D0 = 67 x 10-2
mm) do que em julho/2012 (D0 =
44 x 10-2
mm).
Figura 4. Bacias médias de deslocamento obtidas para o trecho estudado da GO-222 nos dois períodos de
monitoramento.
Ao realizar as análises com a identificação de segmentos homogêneos (Tabelas 7 e 8), no estudo
realizado tanto no ano de 2012 por Costa (2013) quanto no ano de 2015, foram obtidos sete
segmentos homogêneos. As estacas que limitam esses segmentos variaram pouco entre os dois
períodos. No entanto, em 2012 foi obtida maior variabilidade em termos de coeficiente de variação
(Tabela 7) em relação a 2015 (Tabela 8). Para Andriotti (2010), valores de coeficiente de variação
abaixo de cerca de 0,40 refletem homogeneidade da amostra. Sendo assim, Costa (2013) considerou
os valores de coeficiente de variação abaixo de 0,40 satisfatórios para a definição de segmentos
homogêneos. Já a norma IP-DE-P00/003 (DER-SP, 2006) especifica valores de coeficientes de
variação próximos de 0,30 para determinar uma distribuição homogênea. De qualquer forma,
verifica-se que após dois anos e meio da execução da reciclagem do pavimento, os coeficientes de
variação foram menores, fato que pode ser explicado pela consolidação das camadas ao longo desse
período, gerando maior homogeneidade nos dados medidos.
Tabela 7. Definição dos segmentos homogêneos e parâmetros deflectométricos para a GO-222 em julho/2012
(modificado de COSTA, 2013).
SE
GM
EN
TO
N°
ES
TA
CA
IN
ICIA
L
ES
TA
CA
FIN
AL
EX
TE
NS
ÃO
(m
)
RA
IO M
ÉD
IO
DE
FL
EX
ÃO
MÉ
DIA
DE
SV
IO P
AD
RÃ
O
N°
DE
ES
TA
CA
S
INT
ER
VA
LO
DE
AC
EIT
AÇ
ÃO
CO
EF
ICIE
NT
E D
E
VA
RIA
ÇÃ
O
FA
TO
R S
AZ
ON
AL
DE
FL
EX
ÃO
CA
RA
CT
ER
ÍST
ICA
1 300 358 1160 317,75 39,46 14,45 58 82,80 0,0 0,37 1,30 70,07
2 359 374 300 152,35 55,88 22,41 15 111,91 0,0 0,40 1,30 101,78
3 375 475 2000 183,87 44,36 19,65 100 103,30 0,0 0,44 1,30 83,20
4 476 540 1280 295,64 58,38 20,43 64 119,66 0,0 0,35 1,30 102,45
5 541 572 620 145,14 38,04 16,32 31 87,00 0,0 0,43 1,30 70,67
6 573 665 1840 273,92 31,90 18,12 92 86,26 0,0 0,57 1,30 65,03
7 666 700 680 145,46 44,49 17,86 34 98,07 0,0 0,40 1,30 81,05
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 25 50 75 100 125 150 175 200D
eslo
cam
ento
(1
0-2
mm
) Distância (cm)
Média total - (COSTA, 2013) Média total - 2015
Tabela 8. Definição dos segmentos homogêneos e parâmetros deflectométricos para a GO-222 em janeiro/2015. S
EG
ME
NT
O N
°
ES
TA
CA
IN
ICIA
L
ES
TA
CA
FIN
AL
EX
TE
NS
ÃO
(m
)
RA
IO M
ÉD
IO
DE
FL
EX
ÃO
MÉ
DIA
DE
SV
IO P
AD
RÃ
O
N°
DE
ES
TA
CA
S
INT
ER
VA
LO
DE
AC
EIT
AÇ
ÃO
CO
EF
ICIE
NT
E D
E
VA
RIA
ÇÃ
O
FA
TO
R S
AZ
ON
AL
DE
FL
EX
ÃO
CA
RA
CT
ER
ÍST
ICA
1 300 359 1180 129,62 67,35 15,36 59 113,43 21,27 0,23 1,0 83,71
2 360 373 260 121,70 87,62 18,34 13 133,46 41,78 0,21 1,0 105,96
3 374 474 2000 137,36 67,08 16,78 100 117,43 16,72 0,25 1,0 83,86
4 475 557 1640 124,06 68,34 15,15 82 113,78 22,89 0,22 1,0 83,49
5 558 568 200 109,97 76,66 18,31 10 122,44 30,88 0,24 1,0 94,97
6 569 669 2000 127,49 61,84 15,65 100 108,80 14,89 0,25 1,0 77,49
7 670 700 600 117,69 65,04 10,11 30 95,36 34,71 0,16 1,0 75,15
Refazendo as análises das bacias de deslocamento médias obtidas para cada segmento homogêneo,
são obtidos os gráficos apresentados nas Figuras 5 e 6. Avaliando apenas as variações mínimas e
máximas de deflexão, observa-se que em 2012, D0 variou entre 30 e 60 x 10-2
mm. Já em 2015, D0
variou entre 60 e 90 x 10-2
mm. Ao contrário do que foi observado para a GO-154, em 2015 foram
obtidos maiores valores de deflexão que em 2012. Esse fato não seria esperado para um pavimento
recém restaurado e pode ser indício de que a solução de restauração adotada não foi adequada para
a rodovia em questão, pois pode ser que em apenas dois anos e meio o pavimento já esteja saindo da
fase elástica e passando para a fase de fadiga.
Figura 5. Bacia média de deslocamento obtida para cada segmento homogêneo da GO-222 em julho/2012
(COSTA, 2013).
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 25 50 75 100 125 150 175 200
Des
loca
men
to (
10-2
mm
)
Distância (cm)
Segmento 1 Segmento 2 Segmento 3 Segmento 4
Segmento 5 Segmento 6 Segmento 7
Figura 6. Bacia média de deslocamento obtida para cada segmento homogêneo da GO-222 em janeiro/2015.
Avaliando os dados em termos de segmentos, verifica-se que em 2012, os segmentos 1 (entre as
estacas 300 e 358), 5 (entre as estacas 541 e 572) e 6 (entre as estacas 573 e 665) apresentaram as
menores deflexões e os segmentos 2 (entre as estacas 359 e 374) e 4 (entre as estacas 476 a 540), as
maiores. Analisando a Figura 5, observa-se que o Segmento 6 e o Segmento 7 apresentaram valores
de D25 maiores que o D0, o que é incoerente uma vez que a tendência é o valor sempre diminuir.
Costa (2013) explica que nesse caso a média foi influenciada pela quantidade de amostragem, uma
vez que o levantamento de D0 foi realizado em todas as estacas do trecho e o D25 foi feito apenas de
100 em 100 m alternados. Em 2015, considerando a pequena alteração dos limites dos segmentos,
foram obtidas menores deflexões para o segmento 6 (entre as 569 e 669) e maiores valores para o
segmento 2 (entre as estacas 360 e 373). Os demais segmentos apresentaram valores de deflexão
intermediários e semelhantes. Assim, nota-se que há diferença de comportamento estrutural para um
mesmo pavimento logo após a sua restauração e um período depois de monitoramento, sendo que o
ensaio de viga Benkelman é capaz de identificar essa variação. Ainda no caso da GO-222, houve
mais coincidência entre os comportamentos dos segmentos nos dois períodos de avaliação do que o
observado na GO-154.
Em termos da média de R, nos dois anos não foram obtidos valores abaixo de 100 m, o que é
considerado satisfatório. Ao verificar os resultados do produto RxD0, também não foram observados
valores menores que 5500.
Bernucci et al. (2010) indicam, para um pavimento com revestimento em concreto asfáltico e base
granular em boa condição estrutural, valores de D0 variando entre 30 e 50 x 10-2
mm. Em 2012,
observa-se que dois segmentos não atenderam esse limite. Já em 2015, todos os segmentos
apresentaram valores de deflexão máxima acima de 50 x 10-2
mm, indicando que em termos
estruturais, esse trecho já pode estar apresentado problema. Na Tabela 9 têm-se os valores de
deflexão média (D0) de cada segmento relacionados com os valores de deflexão admissível (Dadm)
calculados pelas normas PRO 011 (DNER, 1979b) e PRO 269 (DNER, 1994a) para diferentes
níveis de tráfego.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 25 50 75 100 125 150 175 200
Des
loca
men
to (
10-2
mm
) Distância (cm)
Segmento 1 Segmento 2 Segmento 3 Segmento 4
Segmento 5 Segmento 6 Segmento 7
Tabela 9 – Comparação entre os valores de deflexões médias obtidas com a deflexão admissível calculada para a GO-
222
Segmento Deflexão média (D0) Dadm - PRO 011 (DNER, 1979b) Dadm - PRO 269 (DNER, 1994a)
2012 2015 N = 105 N = 10
6 N = 10
7 N = 10
5 N = 10
6 N = 10
7
1 39,46 67,35 134,90 89,95 59,98 161,44 104,71 67,92
2 55,88 87,62 134,90 89,95 59,98 161,44 104,71 67,92
3 44,36 67,08 134,90 89,95 59,98 161,44 104,71 67,92
4 58,38 68,34 134,90 89,95 59,98 161,44 104,71 67,92
5 38,04 76,66 134,90 89,95 59,98 161,44 104,71 67,92
6 31,90 61,84 134,90 89,95 59,98 161,44 104,71 67,92
7 44,49 65,04 134,90 89,95 59,98 161,44 104,71 67,92
Com relação à Dadm calculada de acordo com a norma PRO 011 (DNER, 1979b), no ano de 2012
todos os segmentos apresentaram valores de D0 menores que Dadm para tráfego elevado (N = 107),
enquanto no ano de 2015 os valores de D0 foram maiores em todos os segmentos e todas as
condições de tráfego. Já quando se calcula Dadm de acordo com a norma PRO 269 (DNER, 1994a),
no ano de 2012 todos os segmentos também apresentaram valores de D0 menores com tráfego
elevado (N = 107) e no ano de 2015 os valores foram menores nos segmentos 1, 3, 6 e 7 para as
mesmas condições de tráfego.
Já analisando os resultados obtidos em termos de deflexão característica (deflexão de projeto - Dp)
em relação ao tráfego, conforme norma PRO 011 (DNER, 1979b), obtém-se as Tabelas 10 e 11.
Comparando a deflexão característica (Dp) obtida diretamente do ensaio de cada segmento com a
deflexão admissível (Dadm) calculada para diferentes níveis de tráfego, tem-se que:
Para N = 105 (tráfego baixo), todos os segmentos apresentaram deflexões abaixo do valor
admissível em 2012 e 2015;
Para N = 106 (tráfego médio), os segmentos 2 e 4 no ano de 2012 e os segmentos 2 e 5 no
ano de 2015 apresentaram deflexão acima do admissível e os demais segmentos
apresentaram deflexões abaixo do valor admissível;
Para N = 107 (tráfego elevado), todos os segmentos apresentaram deflexões acima do valor
admissível tanto em 2012 quanto em 2015.
Tabela 10. Avaliação da qualidade estrutural dos segmentos da GO-222 em função do tráfego com os dados obtidos em
julho/2012 (modificado de COSTA, 2013).
Segmento Dp
(10-2 mm) R (m)
N=105
N=106
N=107
Dadm Hipótese Qualidade
Estrutural Dadm Hipótese
Qualidade
Estrutural Dadm Hipótese
Qualidade
Estrutural
1 70,07 317,75 134,90 I Boa 89,95 I Boa 59,98 II Regular
2 101,78 152,35 134,90 I Boa 89,95 II Regular 59,98 II Regular
3 83,20 183,87 134,90 I Boa 89,95 I Boa 59,98 II Regular
4 102,45 295,64 134,90 I Boa 89,95 II Regular 59,98 II Regular
5 70,67 145,14 134,90 I Boa 89,95 I Boa 59,98 II Regular
6 65,03 273,92 134,90 I Boa 89,95 I Boa 59,98 II Regular
7 81,05 145,46 134,90 I Boa 89,95 I Boa 59,98 II Regular
Obs.: Dp = deflexão de projeto; R = raio de curvatura; Dadm = deflexão admissível.
Tabela 11. Avaliação da qualidade estrutural dos segmentos da GO-222 em função do tráfego com os dados obtidos em
janeiro/2015.
Segmento Dp
(10-2 mm) R (m)
N=105
N=106
N=107
Dadm Hipótese Qualidade
Estrutural Dadm Hipótese
Qualidade
Estrutural Dadm Hipótese
Qualidade
Estrutural
1 82,71 129,62 134,90 I Boa 89,95 I Boa 59,98 II Regular
2 105,96 121,70 134,90 I Boa 89,95 II Regular 59,98 II Regular
3 83,86 137,36 134,90 I Boa 89,95 I Boa 59,98 II Regular
4 83,49 124,06 134,90 I Boa 89,95 I Boa 59,98 II Regular
5 94,97 109,97 134,90 I Boa 89,95 II Regular 59,98 II Regular
6 77,49 127,49 134,90 I Boa 89,95 I Boa 59,98 II Regular
7 75,15 117,69 134,90 I Boa 89,95 I Boa 59,98 II Regular
Obs.: Dp = deflexão de projeto; R = raio de curvatura; Dadm = deflexão admissível.
Sendo assim, com os dados analisados de acordo com a norma PRO 011 (DNER, 1979b), a
estrutura do trecho avaliado na GO-222 não suportaria tráfegos elevados. No caso de tráfego médio,
os segmentos 2 e 4 já estariam com a estrutura comprometida em 2012. Já para tráfegos menores, a
estrutura pode ser considerada adequada.
Logo, conclui-se das análises realizadas com os dados dos ensaios de viga Benkelman que, após
dois anos e meio de realização da reciclagem, o trecho da GO-222 estudado apresentou problemas
estruturais, não sendo capaz de suportar tráfegos elevados.
CONCLUSÕES
Com os resultados apresentados neste artigo, conclui-se que a realização do monitoramento
estrutural de pavimentos com a viga Benkelman é capaz de mostrar resultados confiáveis e
importantes para o entendimento do desempenho de pavimentos asfálticos. No entanto, a forma de
analisar os resultados é muito importante. Mesmo utilizando normas brasileiras antigas, foi possível
constatar a importância de serem realizados tratamentos estatísticos dos dados coletados em campo
e a diferenciação de segmentos homogêneos num mesmo trecho.
Os dois casos apresentados se referiram a serviços de restauração com reciclagem profunda, mas
com a incorporação de diferentes materiais na base e com aplicação de diferentes tipos de
revestimentos novos. Apesar de não serem conhecidos os tráfegos reais existentes em cada rodovia,
pelo tipo de solução de restauração adotada, pode-se considerar que a GO-222 provavelmente está
submetida a um maior tráfego do que a GO-154. E com os dados obtidos com a viga Benkelman,
ficou claro que a GO-222 apresenta comportamento estrutural insatisfatório enquanto que a GO-154
apresenta bom desempenho.
Para complementar as análises e obter conclusões definitivas sobre a situação das duas rodovias, é
necessário realizar análise funcional do pavimento e retroanálise dos dados obtidos no ensaio de
viga Benkelman para identificar em quais camadas estão acontecendo problemas.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem a CAPES pelo fornecimento das bolsas de mestrado; à Controladoria Geral
do Estado de Goiás pelo apoio financeiro para a realização dos ensaios de campo e à Fundação de
Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás (FAPEG).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANDRIOTTI, J. L. S. Fundamentos de Estatística e Geoestatística, São Leopoldo – RS: Editora
da Universidade do Vale do Rio dos Sinos, 2003. Reimpressão, 2010. 165 p.
ARRA: ASPHALT RECYCLING AND RECLAIMING ASSOCIATION. Manual Basic Asphalt
Recycling. United States: [s.n.], 2001. 122 p.
BERNUCCI, L. B.; CERATTI, J. A. P.; MOTTA, L. M. G.; SOARES, J. B. Pavimentação
Asfáltica: Formação Básica para Engenheiros. 1ª Edição. Rio de Janeiro: PETROBRAS: ABEDA,
2006. 3ª Reimpressão, 2010. 504p.
COSTA, L. C. S. Avaliação do comportamento de trechos de rodovias restauradas com base
reciclada “in situ”. 2013, 234p. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Geotecnia,
Estruturas e Construção Civil), Escola de Engenharia Civil, Universidade Federal de Goiás,
Goiânia, 2013.
DER-SP. IP-DE-P00/003: Avaliação funcional e estrutural de pavimento. Instrução de Projeto, São
Paulo, 2006, 29p.
DNER: DEPARTAMENTO DE ESTRADAS DE RODAGEM. ME 024. Determinação das
deflexões no pavimento pela viga Benkelman. Método de Ensaio, Rio de Janeiro, 1994b, 6p.
DNER______. PRO 010: Avaliação Estrutural dos Pavimentos flexíveis – Volume 1 –
Procedimento A. Rio de Janeiro, 1979a, 31p.
DNER______. PRO 011: Avaliação Estrutural dos Pavimentos flexíveis – Volume 1 –
Procedimento B. Rio de Janeiro, 1979b, 16p.
DNER______. PRO 159: Projeto de Restauração de Pavimentos Flexíveis e Semi-rígidos. Rio de
Janeiro, 1985, 31p.
DNER______. PRO 269: Projeto de restauração de pavimentos flexíveis – TECNAPAV. Rio de
Janeiro, 1994a, 17p.
DNIT: DEPARTAMENTO DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. ME 133:
Pavimentação asfáltica – Delineamento da linha de influência longitudinal da bacia de deformação
por intermédio da Viga Benkelman – Método de ensaio. Rio de Janeiro, 2010, 8p
DNIT______. PRO 175: Aferição de viga Benkelman – Procedimento. Rio de Janeiro, 1994, 11p.
HARTMANN, D. A. Análise dos defeitos e da irregularidade de pavimentos flexíveis a partir
do guia da AASHTO de 2004. 2009, 73p. Trabalho de conclusão de curso (Bacharel em
Engenharia Civil) – Departamento de Tecnologia, Universidade Regional do Noroeste do Estado do
Rio Grande do Sul, Ijuí, 2009.
MORIAN, D. A.; SOLAIMANIAN, M; SCHEETZ, B.; JAHANGIRNEJAD, S. Developing
Standards and Specifications for Full Depth Pavement Reclamation. 2012. 49p. Technical
Report Documentation Page. Report nº FHWA-PA-2012-004-090107, The Pennsylvania
Department of Transportation. Harrisburg, 2012.
PAIVA, C. E. L.; CAUSIM, P. B. Estudo de avaliações das condições estruturais de um pavimento
a partir de bacias de deformação. 32ª Reunião Anual de Pavimentação, Brasília, Distrito Federal,
p.297-307, 2000.
