Debora Tanise Bordin - repositorio.ufsm.br

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

CENTRO DE TECNOLOGIA

PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL

Debora Tanise Bordin

IMPLANTAÇÃO, ACOMPANHAMENTO E ANÁLISE DE

DESEMPENHO DE TRECHOS MONITORADOS EM SANTA MARIA -

RS

Santa Maria, RS

2020


IMPLANTAÇÃO, ACOMPANHAMENTO E ANÁLISE DE DESEMPENHO DE

TRECHOS MONITORADOS EM SANTA MARIA - RS

Dissertação apresentada ao Curso de Mestrado do

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil,

do Centro de Tecnologia da Universidade Federal

de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito

parcial para obtenção do título de Mestre em

Engenharia Civil.

Orientadora: Profª Drª. Tatiana Cureau Cervo

Santa Maria, RS

2020



TRECHOS MONITORADOS EM SANTA MARIA - RS

Dissertação apresentada ao Curso de Mestrado do

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil,

do Centro de Tecnologia da Universidade Federal

de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito

parcial para obtenção do título de Mestre em

Engenharia Civil.

Santa Maria, RS

2020

AGRADECIMENTOS

À minha eterna saudade, minha vó Tereza que sempre me deu todo o carinho do mundo

e que sei que sempre estará me protegendo.

Aos meus maiores exemplos de vida, meu pai, Gerson e minha mãe, Sandra. Tudo que

sou hoje devo a eles e tenho o maior orgulho de ser filha de um casal tão guerreiro como esse.

Obrigada por todo apoio e amor incondicional.

Ao meu namorado Felipe Bueno, que já faz parte da minha vida há 5 anos. Obrigada

pela paciência durante esses dois anos de estudo. Contigo aprendi a ser uma pessoa melhor e a

buscar o que nós realmente merecemos. Pois só conseguem êxito as pessoas que saem da sua

zona de conforto, e nós chegaremos lá.

À minha orientadora Tatiana, pela oportunidade, confiança, e tempo disponível para os

ensinamentos. Fico muito feliz por te conhecer melhor nesses dois anos de mestrado, obrigada

pelos conselhos externos da parte acadêmica, és uma pessoa incrível.

Aos demais professores integrantes do GEPPASV, em especial aos professores Luciano

e Deividi, sempre dispostos a me orientar diante de alguma dúvida. Tenho certeza que o grupo

está sempre em constante crescimento porque temos excelentes professores que inspiram os

alunos a buscar sempre o melhor.

Ao Doutor Lucas Dotto Bueno que me ajudou durante o primeiro ano de mestrado, me

passando diversos conhecimentos dos ensaios em campo. Obrigada pela paciência de ensinar,

és um excelente profissional e ser humano.

A todos os colegas e amigos da pós-graduação que me ajudaram com suas experiências

em algum momento nesses dois anos. Em especial a duas grandes pessoas. Ao mestrando

Jonathan Rehbein que não mediu esforços para me ajudar durante todas as coletas de materiais

do trecho novo, e, também me ajudou com horários críticos de contagem de tráfego. És um

excelente amigo. Ao doutorando Silvio Schuster que me ajudou com ensaios mecânicos

laboratoriais. Além de um excelente profissional, és um ótimo ser humano. Saibam que vocês

podem contar sempre comigo para o que precisar.

A todos os bolsistas e voluntários da iniciação cientifica que fizeram parte dos ensaios

de campo, contagem de tráfego e ensaios laboratoriais. A ajuda de vocês foi fundamental para

a conclusão desse trabalho.

Ao Fernando Boeira, Eduardo Druzzian e Fernando Zucchi que sempre estiveram

disponíveis para me ajudar com ensaios de campo e laboratoriais. Obrigada pela parceria e

amizade de vocês.

À Petrobras/ANP e à Rede de Asfalto, pelo investimento em pesquisa e pela bolsa de

estudo concedida durante o mestrado.

Por fim, agradeço à todas as pessoas que de alguma forma ajudaram na conclusão dessa

etapa da minha vida.

O presente trabalho foi realizado o apoio da ANP – Agência Nacional de Petróleo,

Gás Natural e Bicombustíveis/PETROBRAS, Brasil, associado ao investimento de recursos

oriundos das Cláusulas de P, D&I.

O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenaçao de Aperfeiçoamento de

Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 001.

RESUMO


TRECHOS MONITORADOS EM SANTA MARIA – RS

AUTORA: Debora Tanise Bordin

ORIENTADORA: Tatiana Cureau Cervo

As rodovias possuem elevada importância no meio econômico e social no Estado do Rio Grande do

Sul, pois é através desse meio que a maioria dos insumos e pessoas se deslocam diariamente para

diferentes regiões. A solução mais utilizada na construção e restauração dessas rodovias são os

pavimentos flexíveis com revestimentos de concreto asfálticos. O conhecimento do comportamento

mecânico dessas misturas asfálticas tanto em campo como em laboratório é de suma importância para

o dimensionamento e especificações das camadas da estrutura. Buscou-se assim, monitorar em

campo o comportamento de cinco trechos na cidade de Santa Maria – RS. São eles: Avenida

Roraima, Avenida Hélvio Basso, BR 158 – Trevo dos Quartéis, ERS 509 – Faixa Velha e ERS 509

– Viaduto. Ainda, foi realizado acompanhamento da execução do último trecho implementado, a

ERS 509 – Viaduto, com ensaios mecânicos laboratoriais referente ao mesmo, retroanálise pelo

software BAKFAA e dimensionamento por meio do LVECD. Além disso, foram realizadas

contagens de tráfego quantitativas e classificatórias semestralmente para poder encontrar o número

de solicitações equivalentes de eixo padrão de cada trecho e poder relacionar com os ensaios de

campo e realizar análises de modelo de previsão de desempenho. Foram desenvolvidos modelos de

previsão de desempenho para todos os trechos experimentais, com exceção da ERS 509

– Viaduto, pois há poucos dados para uma boa análise. Os ensaios realizados em campo foram:

mancha de areia, pêndulo britânico, irregularidade longitudinal, afundamento em trilha de roda, área

trincada, viga Benkelman e Falling Weight Deflectometer (FWD). Em laboratório, foram realizados

ensaios como: módulo de resiliência, resistência à tração por compressão diametral, módulo

complexo, Flow Number e Uniaxial Cíclico de Fadiga à Tração - Compressão. Com relação aos

ensaios de campo, ficou evidente a precária situação do pavimento da faixa mais carregada da BR

158 – Trevo dos Quartéis, pois essa apresenta 99,2% de sua malha fissurada ou com trincas. Além

disso, fica evidente nos ensaios laboratoriais a influência do tipo de ligante frente à deformação

permanente e nos níveis de dano acumulado por fadiga. Em relação à deformação permanente, os

valores encontrados foram baixos, porém com um maior valor para a mistura com ligante borracha,

demostrando seu bom desempenho frente a esse problema. Referente à fadiga, percebe-se que a

mistura com asfalto borracha apresenta resultados melhores que as misturas convencionais. Com o

dimensionamento do software LVECD, foi possível encontrar bons resultados para o trecho ERS

509 – Viaduto, constatando que não existirão fissuras superiores a 30% até uma vida útil de 15 anos

do pavimento. Por fim, é notório que se deva existir uma boa gerência de pavimentos, possibilitando,

assim, observar se os resultados de laboratório corroboram com os resultados encontrados no campo,

pois muitas vezes aquele não consegue prever alguns erros de execuções existentes neste.

Palavras-chave: Concreto asfáltico. Trechos monitorados. Comportamento mecânico. Modelos

de previsão de desempenho.

ABSTRACT

IMPLANTATION, ACCOMPANIMENT AND ANALYSIS OF EXPERIMENTAL SITES IN

SANTA MARIA - RS

AUTHOR: Debora Tanise Bordin ADVISOR: Tatiana Cureau Cervo

Highways have high economic and social importance in the state of Rio Grande do Sul because

is through them that most production and people dislocate daily to different regions. The most

common solution in construction and restoration of highways are flexible pavements with

surface layer formed by asphalt concrete. The knowledge about mechanical behavior of these

asphalt mixtures in field and in laboratory is very important to design and specifications of the

structure layers. Thus, this research monitored in field the behavior of five test sites in the city

of Santa Maria – RS. They are nominated as Roraima Avenue, Hélvio Basso Avenue, BR 158

– Trevo dos Quartéis, ERS 509 – Faixa Velha and ERS 509 – Viaduto. Besides, the execution of the last site constructed was supervised (ERS 509 – Viaduto), and were made mechanical

tests, backcalculation with BAKFAA software and design with LVECD software. Also, traffic

control quantitative and classificatory were made every six months, aiming to calculate de

number of equivalent axle load to each experimental site and then relate with the site tests and

develop predictive models. These models were developed to each experimental site, except ERS

509 – Viaduto, once that are not enough data to provide an adequate analysis. The tests

conducted in the field were: sand patch method, British pendulum test, laser profilometer,

rutting, cracked area, Benkelman beam and Falling Weight Deflectometer (FWD). In the

laboratory were made the following tests: resilient modulus, fatigue by indirect tensile stress

test, complex modulus, uniaxial repeated load, direct tension-compression fatigue test. The site

tests showed the bad condition of the pavement in BR 158 – Trevo dos Quartéis in the land with

higher load, with 99.2% of cracked area. The laboratory tests pointed an influence of the binder

type related to rutting deformation and the accumulated damage level of fatigue. In general, the

results of rutting deformation were low and the mixture with rubberized binder presented the

highest value between them, highlighting its good behavior to rutting. The mixtures with

rubberized binder presented better results to fatigue than conventional mixtures. With the design

of LVECD software it was possible to find an good result to experimental site ERS 509

– Viaduto, showing that cracked area will not be higher than 30% by the time of 15 years.

Finally, is noted that a good pavement management must exist so that laboratory and field could

relate, once that many times laboratory tests do not predict the lifetime of pavement because of

poor execution.

Keywords: Asphalt concrete. Monitored sites. Mechanical Behavior. Performance predictive

models.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Interação entre pneu, pavimento e fluido ................................................................ 22

Figura 2 – Textura macro e micro ............................................................................................ 22

Figura 3 – Tipos de superfícies em relação a micro e a macrotextura ..................................... 23

Figura 4 – Esquema da viga Benkelman .................................................................................. 26

Figura 5 – Sistema de referência da viga no caminhão ............................................................ 26

Figura 6 – Deflectômetro de impacto ....................................................................................... 28

Figura 7 – Configuração de carga e alguns pontos de avaliação do FWD possíveis ............... 28

Figura 8 – Equipamentos do Dynatest (a) e KUAB (b) ............................................................ 29

Figura 9 – Fluxograma simplificado da pesquisa ..................................................................... 40

Figura 10 – Localização geral dos segmentos monitorados em Santa Maria........................... 41

Figura 11 – Estrutura das camadas da Avenida Roraima ......................................................... 42

Figura 12 – Estrutura das camadas da Avenida Hélvio Basso ................................................. 42

Figura 13 – Estrutura das camadas da BR 158 – Trevo dos Quartéis ...................................... 43

Figura 14 – Estrutura das camadas da RS 509 – Faixa Velha .................................................. 44

Figura 15 – Localização do segmento ERS 509 - Viaduto durante a execução ....................... 44

Figura 16 – Localização das estacas......................................................................................... 45

Figura 17 – Estrutura das camadas da ERS 509 – Viaduto ...................................................... 46

Figura 18 – Procedimentos do ensaio de Mancha de Areia ..................................................... 48

Figura 19 – Procedimentos do ensaio Pêndulo Britânico ......................................................... 49

Figura 20 – Perfilômetros a laser Pavesys e UFSM ................................................................. 52

Figura 21 – Malha utilizada no ensaio de área trincada ........................................................... 53

Figura 22 – Ensaio de Viga Benkelman na camada de BGS da ERS 509 – Viaduto ............... 54

Figura 23 – FWD durante a realização dos ensaios nos trechos monitorados .......................... 55

Figura 24 – Interface do programa BAKFAA durante a retroanálise ...................................... 56

Figura 25 – Misturas extraídas do forno de ignição ................................................................. 57

Figura 26 – Execução do ensaio de Módulo de Resiliência ..................................................... 60

Figura 27 – Ensaio de resistência à tração compressão ............................................................ 60

Figura 28 – Execução do ensaio de Módulo Complexo ........................................................... 61

Figura 29 – Ensaio uniaxial de carga repetida durante e após o ensaio ................................... 62

Figura 30 – Colagem de placas metálicas no gabarito e corpo de prova durante o ensaio ....... 63

Figura 31 – Apresentação do layout do programa LVECD ..................................................... 66

Figura 32 – Aspecto geral da macrotextura dos trechos monitorados ...................................... 70

Figura 33 – Comportamento das macrotexturas dos trechos monitorados .............................. 71

Figura 34 – Correlação entre valores calculados e valores medidos da macrotextura ............. 73

Figura 35 – Aspecto geral da microtextura dos trechos monitorados ...................................... 75

Figura 36 – Comportamento das microtexturas dos trechos monitorados ............................... 76

Figura 37 – Correlação entre valores calculados e valores medidos da microtextura ............. 78

Figura 38 – Comportamento do atrito em função da velocidade na Roraima .......................... 79

Figura 39 – Comportamento do atrito em função da velocidade na Hélvio Basso .................. 80

Figura 40 – Comportamento do atrito em função da velocidade no Trevo dos Quartéis ......... 81

Figura 41 – Comportamento do atrito em função da velocidade na Faixa Velha .................... 81

Figura 42 – Comparativo entre valores medidos e calculados para IFI dos trechos ................ 83

Figura 43 – Comportamento do IRI em relação ao tráfego acumulado ................................... 85

Figura 44 – Comparativo entre valores medidos e calculados para IRI dos trechos ................ 87

Figura 45 – Comportamento do ATR em relação ao tráfego acumulado ................................ 89

Figura 46 – Comparativo entre valores medidos e calculados para ATR dos trechos ............. 91

Figura 47 – Comportamento do AT (%) em relação ao tráfego acumulado ............................ 93

Figura 48 – Deflexões máximas médias do FWD medidas nos trechos monitorados ............. 97

Figura 49 – Curva granulométrica da areia proveniente da empresa Guerra ......................... 100

Figura 50 – Curva granulométrica da areia proveniente da empresa Supermix .................... 101

Figura 51 – Procedimentos do ensaio de densidade aparente in situ das areias..................... 101

Figura 52 – Compactação do subleito de areia ...................................................................... 102

Figura 53 – Execução da camada de sub-base ....................................................................... 102

Figura 54 – Curva granulométrica da BGS da ERS 509 - Viaduto ....................................... 103

Figura 55 – BGS intertravada com pó de pedra e imprimação .............................................. 103

Figura 56 – Composição das curvas granulométricas das misturas com CAP 50/70 ............ 104

Figura 57 – Composição das curvas granulométricas das misturas com CAP borracha........ 106

Figura 58 – Resultados de Módulo de Resiliência a 25°C para as misturas da ERS 509 Viaduto

................................................................................................................................................ 108

Figura 59 – Linhas de tendência lineares das curvas log aT de todas misturas a 21°C ......... 110

Figura 60 – Espaço Cole Cole para todas as misturas obtidas pela modelagem 2S2P1D...... 111

Figura 61 – Diagrama Black para todas as misturas obtidos pela modelagem 2S2P1D ........ 111

Figura 62 – Curvas mestras de módulo dinâmico para todas as misturas .............................. 113

Figura 63 – Curvas mestras de módulo dinâmico em baixas frequências para todas as misturas

................................................................................................................................................ 114

Figura 64 – Curvas mestras de ângulo de fase para todas as misturas ................................... 114

Figura 65 – Curvas de Wohler através dos dados experimentais ........................................... 118

Figura 66 – Curva C vs. S da mistura M1 .............................................................................. 120



Figura 69 – Curvas características de dano de todas as misturas ........................................... 122

Figura 70 – Envoltórias de ruptura GR vs. Nf .............................................................................................................. 123

Figura 71 – Curva de dano médio acumulado da Estrutura 1 e 2 ........................................... 127

Figura 72 – Dano da estrutura E1 em 0 e 180 meses ............................................................. 127

Figura 73 – Dano da estrutura E2 em 0 e 180 meses ............................................................. 128

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Conceito de IRI ....................................................................................................... 19

Tabela 2 – Classes da macrotextura.......................................................................................... 49

Tabela 3 – Classes de Microtextura .......................................................................................... 50

Tabela 4 – Classificação dos limites do IFI .............................................................................. 51

Tabela 5 – Coeficientes de Poisson adotados na retroanálise ................................................... 55

Tabela 6 – Dimensões e volume de vazios esperados no compactador giratório ..................... 58

Tabela 7 – Carga máxima legal por eixo comercial utilizada na composição do tráfego ......... 65

Tabela 8 – Distribuição do tráfego ao longo das horas do dia .................................................. 66

Tabela 9 – Valores de macrotextura nos trechos monitorados ................................................. 68

Tabela 10 – Modelos de Previsão de desempenho para macrotextura ..................................... 72

Tabela 11 – Valores de microtextura dos trechos monitorados ................................................ 74

Tabela 12 – Modelos de Previsão de desempenho para microtextura ...................................... 77

Tabela 13 – Modelos de previsão de desempenho para o IFI dos trechos monitorados ........... 82

Tabela 14 – Valores médios de IRI nos trechos monitorados .................................................. 84

Tabela 15 - Modelos de previsão de desempenho para o IRI dos trechos monitorados ........... 86

Tabela 16 – Valores médios de ATR nos trechos monitorados ................................................ 88

Tabela 17 – Modelos de previsão de desempenho para o ATR dos trechos monitorados ........ 90

Tabela 18 – Valores médios de AT (%) nos trechos monitorados ........................................... 92

Tabela 19 – Modelos de previsão de desempenho para AT (%) dos trechos monitorados ...... 94

Tabela 20 – Valores de deflexões das camadas do pavimento medidas com a VB da ERS 509

Viaduto ..................................................................................................................................... 95

Tabela 21 – Valores de deflexão máxima do FWD nos trechos monitorados .......................... 96

Tabela 22 – Modelos de previsão de desempenho do FWD dos trechos monitorados ............. 98

Tabela 23 – Deflexões do FWD corrigidos da ERS 509 Viaduto segmentos A e B ................ 99

Tabela 24 – Rigidez característica das camadas da estrutura 1 e 2 da ERS 509 - Viaduto .... 100

Tabela 25 – Teor de betume das amostras com CAP 50/70 ................................................... 104

Tabela 26 – Teor de betume das amostras com CAP borracha ECOFLEX B 3ª geração ...... 105

Tabela 27 – Densidade Máxima das Misturas ........................................................................ 106

Tabela 28 – Valores de módulo de resiliência a 25°C ............................................................ 107

Tabela 29 – Coeficientes do modelo 2S2P1D e C1 e C2 de cada mistura da ERS 509 Viaduto

............................................................................................................................. ................... 109

Tabela 30 – Valores de RT para as misturas da ERS 509 – Viaduto ..................................... 115

Tabela 31 – Flow Number das misturas e os parâmetros do modelo Francken ..................... 116

Tabela 32 – Dados de deformação e ciclo de ruptura para as amostras ensaiadas pelo critério de

pico de ângulo de fase para as amostras ensaiadas ................................................................ 117

Tabela 33 – Coeficientes A, B, R² dos modelos de potência das Curvas de Wöhler ............. 118

Tabela 34 – Classificação das misturas através do FAF das curvas de Wöhler experimentais

................................................................................................................................................ 119

Tabela 35 – Coeficientes C11, C12, Y e ∆ para cada mistura .................................................. 123

Tabela 36 – Total de veículos passante das 6h às 22h na faixa 1 e faixa 2 ............................ 124

Tabela 37 – Valores de N dos trechos monitorados em Santa Maria – RS ............................ 124

Tabela 38 – Dano médio acumulado das estruturas analisadas .............................................. 126

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ............................................................................................ 13

1.1 JUSTIFICATIVA .......................................................................................... 14

1.2 OBJETIVO GERAL ...................................................................................... 14

1.2.1 Objetivos Específicos ................................................................................... 15

2 REFERENCIAL TEÓRICO ....................................................................... 17

2.1 DESEMPENHO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS ....................................... 17

2.1.1 Avaliação Funcional ..................................................................................... 18

2.1.1.1 Irregularidade Longitudinal .......................................................................... 18

2.1.1.2 ATR ................................................................................................................ 20

2.1.1.3 Aderência Pneu-Pavimento ............................................................................ 22

2.1.2 Avaliação Estrutural .................................................................................... 25

2.1.2.1 Viga Benkelman ............................................................................................. 25

2.1.2.2 FWD ............................................................................................................... 27

2.1.2.3 Modelos de Previsão de Desempenho............................................................ 30

2.2 DIMENSIONAMENTO DOS PAVIMENTOS ............................................. 32

2.2.1 LVECD (Layered Viscoelastic Analysis for Critical Distresses) .............. 34

2.2.1.1 Modelo viscoelástico de dano contínuo (VECD) ........................................... 34

2.2.1.2 Modelo Simplificado Viscoelástico de Dano Contínuo (S-VECD) ................ 35

2.2.1.3 Ensaio uniaxial cíclico de fadiga à tração – compressão ............................. 36

2.2.1.4 Módulo Complexo .......................................................................................... 37

3 METODOLOGIA ........................................................................................ 39

3.1 PLANEJAMENTO DE PESQUISA .............................................................. 39

3.2 APRESENTAÇÃO DOS TRECHOS MONITORADOS .............................. 40

3.2.1 Avenida Roraima (T1) ................................................................................. 41

3.2.2 Avenida Hélvio Basso (T2) .......................................................................... 42

3.2.3 BR 158 – “Trevo dos Quartéis” (T3) .......................................................... 42

3.2.4 ERS- 509 “Faixa Velha” (T4) ...................................................................... 43

3.2.5 ERS - 509 “Viaduto” (T5)............................................................................ 44

3.2.5.1 Materiais e controle tecnológico ................................................................... 46

3.2.5.2 Subleito .......................................................................................................... 46

3.2.5.3 Sub-Base ........................................................................................................ 47

3.2.5.4 Base ................................................................................................................ 47

3.2.5.5 Revestimento ................................................................................................... 47

3.3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ...................................................... 47

3.3.1 Avaliações funcionais e estruturais ............................................................. 48

3.3.1.1 Macrotextura .................................................................................................. 48

3.3.1.2 Microtextura ................................................................................................... 49

3.3.1.3 International Friction Index – IFI .................................................................. 50

3.3.1.4 International Roughness Index – IRI .............................................................. 51

3.3.1.5 Afundamento em Trilha de Roda – ATR ......................................................... 52

3.3.1.6 Área Trincada (AT%) ..................................................................................... 53

3.3.1.7 Viga Benkelman .............................................................................................. 53

3.3.1.8 Falling Weight Deflectometer - FWD ............................................................. 54

3.3.2 Ensaios de Caracterização das misturas asfálticas .................................... 56

3.3.2.1 Densidade máxima da mistura ....................................................................... 56

3.3.2.2 Teor de Betume ............................................................................................... 57

3.3.2.3 Granulometria das misturas ........................................................................... 58

3.3.3 Moldagem dos corpos de prova ................................................................... 58

3.4 ENSAIOS MECÂNICOS ............................................................................... 59

3.4.1 Módulo de Resiliência (MR) ........................................................................ 59

3.4.2 Resistência à tração por compressão diametral (RT) ................................ 60

3.4.3 Módulo Complexo ........................................................................................ 61

3.4.4 Flow Number ................................................................................................ 61

3.4.5 Uniaxial cíclico de fadiga à tração – compressão ....................................... 62

3.5 CONTAGEM DE TRÁFEGO ........................................................................ 64

3.6 ANÁLISE DE DESEMPENHO DA ERS 509 VIADUTO POR MEIO DO

SOFTWARE LVECD .................................................................................... 65

4 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS ........................... 68

4.1 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ...................................................... 68

4.1.1 Macrotextura ................................................................................................ 68

4.1.2 Microtextura ................................................................................................. 73

4.1.3 International Friction Index – IFI............................................................... 78

4.1.4 International Roughness Index – IRI ......................................................... 84

4.1.5 ATR ................................................................................................................ 87

4.1.6 Área Trincada ............................................................................................... 91

4.1.7 Controle deflectométrico .............................................................................. 95

4.1.8 Retroanálise de módulos de resiliência da ERS 509 Viaduto ................... 99

4.2 MATERIAIS E CONTROLE TECNOLÓGICO DAS CAMADAS DA ERS

509 – VIADUTO .......................................................................................... 100

4.2.1 Subleito ........................................................................................................ 100

4.2.2 Sub-base ...................................................................................................... 102

4.2.3 Base .............................................................................................................. 102

4.2.4 Revestimento asfáltico ............................................................................... 103

4.2.4.1 Características das misturas ........................................................................ 104

4.2.4.2 Teor de betume, granulometria e densidade máxima da mistura ................ 104

4.3 PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS MISTURAS ASFÁLTICAS ......... 107

4.3.1 Propriedades de rigidez das misturas ...................................................... 107

4.3.1.1 Módulo de resiliência ................................................................................... 107

4.3.1.2 Módulo complexo ......................................................................................... 108

4.3.2 Propriedades de resistência das misturas ................................................ 115

4.3.2.1 Resistência à tração por compressão diametral .......................................... 115

4.3.2.2 Flow number ................................................................................................ 116

4.3.2.3 Ensaio Uniaxial Cíclico de Fadiga à Tração - Compressão ....................... 117

4.3.2.3.1 Curvas de Wöhler ......................................................................................... 117

4.3.2.3.2 Modelo Viscoelástico de dano contínuo ...................................................... 119

4.4 CONTAGEM DE TRÁFEGO ...................................................................... 124

4.5 SIMULAÇÃO DA ERS 509 VIADUTO NO SOFTWARE LVECD ........... 126

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................... 129

5.1 CONCLUSÕES ........................................................................................... 129

5.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ........................................ 132

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................... 133

APÊNDICE .................................................................................................................. 140

13

1 INTRODUÇÃO

O transporte rodoviário é o principal meio de movimentação para cargas e pessoas. Isso

faz com que esse transporte desempenhe um papel importante tanto para a sociedade como para

a economia do Brasil. Porém, para esse meio de transporte se tornar um meio eficiente, devem-

se ter boas condições no pavimento e para isso ocorrer é necessário investir em estudos de

pavimentação.

Segundo Bernucci et al. (2010), pavimento é uma estrutura de múltiplas camadas de

espessuras finitas construídas sobre a superfície final da terraplenagem. Destina-se a resistir aos

esforços oriundos do tráfego de veículos e do clima. Além disso, deve proporcionar aos usuários

melhorias nas condições de rolamento, como conforto, economia e segurança.

Uma maneira de proporcionar melhorias nas condições de rolamento é através do bom

dimensionamento de pavimentos. O projeto deve ser elaborado para as necessidades específicas

de cada local. É muito importante a seleção dos materiais bem como as espessuras das camadas,

pois, esses dois aspectos são fundamentais para analisar a durabilidade do pavimento.

Além disso, o monitoramento constante dos pavimentos é fundamental para a

conservação das vias. Com o Sistema de Gerência de Pavimentos (SGP), é possível prever, de

forma antecipada, o surgimento de defeitos e realizar manutenções adequadas. Para isso, é

necessário fazer uma grande caracterização quantitativa e classificatória do tráfego, pois a

solicitação de tráfego é um dos diversos aspectos fundamentais na durabilidade do pavimento.

Além disso, é necessário conhecer as características dos materiais empregados em todas as

camadas do pavimento em análise.

Franco (2007) afirma que os danos em pavimentos ocorrem principalmente devido a

aplicação de cargas elevadas na estrutura ou ainda pelo grande número de repetições de

passagem das rodas dos veículos. Santos (2015) afirma que muitas das formas de dimensionar

levam em conta modelos empíricos, onde devem suportar as solicitações a que serão impostas

durante sua vida útil. Porém, esse método tem baixa confiabilidade das previsões tomadas como

base para seus cálculos.

Segundo Bueno (2016), a teoria da elasticidade é muito utilizada como ferramenta de

cálculo na pavimentação. Porém, assumir a resposta elástica linear é uma simplificação do

comportamento real apresentado pelas camadas dos pavimentos porque esses materiais são

frequentemente heterogêneos e anisotrópicos, com descontinuidades, trincas e condições de

aderência mal conhecidas. Para trechos já construídos, uma alternativa para obter parâmetros

14

elásticos dos materiais, é realizar ensaios deflectométricos não destrutivos, com, por exemplo,

o Falling Weight Deflectomer (FWD). Assim, é possível realizar o processo de retroanálise do

pavimento, sem coleta de amostra na pista.

Para conseguir obter o método de dimensionamento mecanístico-empírico são

estimados modelos de previsões de defeitos no revestimento final do pavimento com o intuito

de melhorar a eficiência da estrutura. Para isso é necessário fazer ensaios de campo

regularmente para obter um grande banco de dados. Ensaios como: mancha de areia, pêndulo

britânico, ATR, IRI, área trincada e FWD fazem parte da rotina dos trechos monitorados de

Santa Maria.

Além dos ensaios de campo, se fazem necessários ensaios laboratoriais para determinar

as propriedades mecânicas das misturas em estudo. Mattos (2014) comenta que é preciso

determinar fatores laboratório-campo, que permitam entregar com confiabilidade os resultados

dos ensaios laboratoriais e de análises mecanísticas, contemplando ao mesmo tempo aspectos

estruturais e funcionais como a serventia e a segurança. Assim, diante dessa ligação entre campo

e laboratório é possível analisar a estrutura do pavimento de concreto asfáltico como um todo.

1.1 JUSTIFICATIVA

Desde 2009 a PETROBRAS criou um programa denominado: Rede de Tecnologia em

Asfalto com o objetivo de desenvolver um novo método de dimensionamento para os

pavimentos asfálticos do Brasil. Isso se faz necessário, uma vez que o método utilizado

atualmente refere-se a década de 60, e, com o passar das décadas, houve um crescimento

expressivo do tráfego comercial rodoviário.

Portanto, é preciso um método que comtemple as especificações dos materiais e clima

do país, bem como o tráfego atuante. Ou seja, é necessário obter um banco de dados para

conseguir analisar e dimensionar o pavimento ao longo do tempo. Diante disso, surge a

necessidade de monitoramentos constantes em pavimentos de concreto asfáltico, bem como

análises mecânicas e de dimensionamento de estruturas.

1.2 OBJETIVO GERAL

Este trabalho busca analisar e monitorar o desempenho ao longo do tempo de cinco

trechos experimentais de concreto asfáltico na cidade de Santa Maria no Estado do Rio Grande

15

do Sul (RS), denominados Avenida Roraima, Avenida Hélvio Basso, BR 158 - Trevo dos

Quartéis, ERS 509 – Faixa Velha e ERS 509 - Viaduto, por meio de ensaios funcionais e

estruturais, através de desenvolvimento de modelos de previsão no GEPPASV. Além disso,

busca-se apresentar os processos de implantação de ERS 509 – Viaduto, bem como seu

dimensionamento em software estrutural.

Portanto esse trabalho é uma sequência de monitoramentos que já vem sendo executados

nos trechos monitorados em Santa Maria por diversos autores como: Santos (2015), Bueno

(2016), Faccin (2018), Schuster (2018), Pavi (2019), Bueno (2019).

1.2.1 Objetivos Específicos

Foram definidos os seguintes objetivos específicos:

a) Acompanhar as etapas de construção da estrutura do pavimento de concreto asfáltico

localizado na ERS 509 - Viaduto. Além disso, coletar amostras de todos os materiais

constituintes em suas camadas para posterior caracterização e análise em laboratório;

b) Encontrar valores de Módulos de Resiliência das camadas do pavimento da ERS 509 –

Viaduto, através de retroanálise, pelo software BAKFAA;

c) Analisar condições de segurança, serventia e funcionais dos pavimentos monitorados,

através de medições periódicas de irregularidade longitudinal (IRI), Afundamento em

Trilha de Roda (ATR), área trincada, valores de macrotextura e microtextura e

desempenho do parâmetro IFI;

d) Analisar as condições das estruturas semestralmente de todos os trechos monitorados,

através de ensaios com o FWD, conforme descrição no Manual de Rede Temática do

Asfalto;

e) Analisar o volume de tráfego solicitado de todos os trechos monitorados através de

contagens quantitativas e classificatórias periódicas;

f) Criar modelos de desempenho para os trechos monitorados através dos resultados dos

ensaios de campo;

g) Obter informações sobre a rigidez, deformação permanente e fadiga da ERS 509 –

Viaduto. Esses parâmetros são obtidos através de ensaios como: Resistência à Tração,

Módulo de Resiliência, Flow Number, Módulo Complexo, Fadiga à tração e

compressão;

16

h) Realizar a análise de desempenho da ERS 509 – Viaduto através do software LVECD

com o objetivo de observar se a estrutura atenderá ao projeto do pavimento.

17

2 REFERENCIAL TEÓRICO

Nesse capítulo busca-se obter uma visão geral sobre assuntos pertinentes para o

entendimento do trabalho.

2.1 DESEMPENHO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS

O desempenho de um pavimento representa o modo como ele manifesta suas funções

ao longo do tempo de uso. Ou seja, é uma variação da serventia que o pavimento oferece aos

usuários ao longo do tempo ou após um determinado número de aplicações de carga do tráfego.

A vida útil dos pavimentos depende do monitoramento periódico para obtenção de

informações confiáveis sobre a característica física da rodovia ao longo do tempo e da

administração dos dados obtidos. Com isso, consegue-se saber o que precisa ser feito num

determinado pavimento, quando serão necessárias intervenções para evitar ruptura e prolongar

a vida de serviço, onde estão os projetos prioritários e como devem ser executadas as

intervenções de manutenção e reabilitação do pavimento (FERNANDES JR., 2001).

Segundo Balbo (2007), com a degradação dos pavimentos, os custos com manutenção

crescem exponencialmente. Isso demonstra a importância de um acompanhamento periódico

dos pavimentos no Brasil para conseguir realizar uma manutenção adequada no momento certo

para reduzir custos, não esperando a ruptura total da estrutura.

O desempenho de um pavimento depende de alguns fatores, como os citados por Haas

et al. (1994):

Tráfego: carga por eixo, pressão dos pneus, velocidade e volume;

Meio ambiente: temperatura, umidade, radiação, congelamento-degelo, etc.;

Estrutura: espessuras, propriedades dos materiais e condição do subleito;

Construção: métodos de cálculo, qualidades construtivas e mão-de-obra;

Manutenção: material utilizado, determinação do momento propício para a execução

e estado e tipo da rodovia.

O desempenho do pavimento pode ser avaliado de duas maneiras, através de uma

avaliação funcional e através de uma avaliação estrutural. Aquela está relacionada com o

conforto e segurança do usuário e essa está relacionada com o suporte de cargas dos veículos

18

que o pavimento recebe. Nos próximos itens serão abordados os principais quesitos de

avaliação.

2.1.1 Avaliação Funcional

Nessa seção serão abordados detalhes de alguns ensaios com avaliação funcional que

foram executados durante o desenvolvimento do presente trabalho.

2.1.1.1 Irregularidade Longitudinal

Segundo Sayers e Karamihas (1998) o ensaio de irregularidade longitudinal do

pavimento, em inglês, International Roughness Index (IRI) é um índice estatístico, expresso em

m/km, que quantifica os desvios da superfície do pavimento em relação à de projeto. Este ensaio

tem por finalidade o levantamento das irregularidades longitudinais existentes no pavimento ao

longo do trecho e segue a norma ASTM E 950/2009.

Segundo Mattos (2014) a irregularidade longitudinal é medida ao longo de uma linha

imaginária, paralela ao eixo longitudinal do pavimento. O ensaio de irregularidade longitudinal

demonstra a boa qualidade na camada final do revestimento. Pois, a partir dessa irregularidade

se consegue estimar a percepção do usuário com a qualidade do pavimento.

Bernucci et al. (2010) comentam que a irregularidade longitudinal influencia a dinâmica

do veículo e consequentemente no conforto do usuário. Ainda, Barella (2008) explica que

quanto maior a irregularidade maior a velocidade de degradação do pavimento, pois um

pavimento com um número elevado de IRI tem uma maior variação da sua condição funcional

ao longo do tempo do que um pavimento com um baixo número de IRI.

Segundo Mattos (2014) o termo longitudinal se deve ao fato de as medidas serem feitas

paralelas ao eixo longitudinal do pavimento, ou seja, no mesmo sentido do tráfego dos veículos.

Segundo Barella (2008) o perfilômetro CHLOE (Carey, Hutckins, Lathers e Others

Engineers) foi o primeiro equipamento a operar com o princípio de plano imaginário fixo. Seu

nome leva as iniciais dos engenheiros que trabalharam para seu desenvolvimento. Atualmente

utilizam-se diversos tipos de perfilômetros para se obter a irregularidade longitudinal.

Barella (2008) afirma que no Brasil a medida de irregularidade era realizada pelo

quociente de irregularidade (Quarter-car Index – QI), porém, há uma tendência de se adotar o

IRI, uma vez que o QI é um índice cada vez menos utilizado nos países desenvolvidos,

dificultando as comparações diretas com os pavimentos estrangeiros. A Tabela 1 mostra as

19

faixas de valores dos índices de IRI que são a avaliação objetiva. O mesmo autor comenta que

começou a usar os perfilômetros inerciais no Brasil em 2003. A primeira operação prática

ocorreu na Rodovia dos Bandeirantes em São Paulo onde foram medidos os perfis longitudinais

de obras de arte especiais.

Tabela 1 – Conceito de IRI

Conceito Irregularidade

IRI (m/km)

Excelente 0-1,9

Bom 1,91-2,7

Regular 2,71-3,5 Ruim 3,51-4,6

Péssimo >4,6 Fonte: Adaptado DNIT (2006a).

Segundo as Concessões Federais, entende-se que as condições ideais do pavimento são

prejudicadas quando o IRI atinge um valor maior que 2,7 m/km. Já para velocidades de via de

60 a 100 Km/h é muito prejudicada quando a irregularidade longitudinal medida ultrapassa 3,5

m/km.

Os dois principais custos associados à irregularidade são custos operacionais dos

veículos e custos envolvidos na gerência de pavimentos. Segundo Paterson (1987) os estudos

relacionados aos custos são desenvolvidos desde 1970 através de incentivo do Banco Mundial

em conjunto com entidades nos países subdesenvolvidos, incluindo o Brasil. Esse estudo

resultou no The Highway Design and Maintenance Standards Model (HDM) possibilitando a

criação de modelos não lineares para a velocidade e o consumo de combustível em relação à

irregularidade.

Barella (2008) buscou encontrar as diferenças entre as avaliações de irregularidade

longitudinal realizada com medidores do tipo resposta e perfilômetros inerciais, discutir as

validações das medidas dos perfilômetros inerciais e propor um anteprojeto de norma brasileira

que compreenda os requisitos mínimos dos componentes para validar a irregularidade

longitudinal com perfilômetros inerciais. O autor conseguiu agregar o que tinha de melhor nas

normas estrangeiras, os conhecimentos adquiridos com o trabalho e também as normas

brasileiras vigentes. Também constatou, ao contrário do que imaginava, que se deve evitar

relações entre IRI e QI.

Mattos (2014), acompanhou a execução e monitorou o desempenho de dois trechos da

BR 290/RS (sentido Porto Alegre – Osório). O trecho I era localizado entre o km 14+700 e km

20

14+400 já o trecho II entre o km 5+500 e 5+000. Ele analisou diversos parâmetros, entre eles

a irregularidade longitudinal do revestimento asfáltico através de um perfilômetro inercial com

cinco sensores lasers. Como resultado o autor encontrou valores variáveis de um trecho para o

outro, de 3,8 a 1,7 m/km, respectivamente no trecho I e II. Esse fato demostrou que a forma de

execução tem efeito significativo na serventia do pavimento, pois o autor comenta que o trecho

I utilizou vibroacabadora de esteira e no trecho II de pneu, o que pode ter influenciado o

acabamento final da superfície do pavimento.

Pavi (2019) em sua pesquisa buscou acompanhar a construção e avaliar a irregularidade

longitudinal de pavimentos rodoviários novos e pistas de restauração. A partir do estudo, a

autora constatou que a distribuição irregular de material pela vibroacabadora provoca elevados

índices de irregularidade longitudinal no pavimento. Assim, concluiu a irregularidade

longitudinal é sensível a problemas construtivos.

A irregularidade longitudinal é fundamental para um gestor de pavimentos visando uma

programação de manutenção e reabilitação otimizada ao longo dos anos. Portanto, é necessária

essa avaliação para um bom desempenho do pavimento uma vez que essa ferramenta é uma

forma de aceitação do serviço, controle de obras, determinação de necessidade de intervenção

e avaliação de qualidade do pavimento.

2.1.1.2 ATR

O perfil longitudinal de um pavimento é importante para verificar as deformações

plásticas que se formam nas trilhas de roda e representam risco de segurança aos usuários.

A medição do afundamento em trilha de roda pode ser medida de diversas maneiras,

porém, a mais produtiva é através de perfilômetros inerciais, também chamados de

perfilômetros laser ou barra laser.

A medição da trilha de roda além de ser importante para a segurança e conforto do

usuário também é importante para a previsão de desempenho deste ao longo dos anos.

Referente ao valor máximo de ATR, no Rio Grande do Sul, percebe-se uma variação.

Segundo a Agencia Estadual de Regularização dos Serviços Públicos Delegados do RS

(AGERGS), através do programa de exploração de rodovias (PER), os valores de ATR em

algumas ERS devem ser menores que 10mm em todas as medidas e menores que 7mm em 95%

dos valores analisados. Já no manual de restauração de pavimentos asfálticos (DNIT, 2006),

determina apenas o valor máximo crítico do fenômeno de 13 mm. A partir desse valor pode

ocorrer a hidroplanagem no pavimento.

21

Moura (2010) estudou a relação entre a deformação permanente de misturas asfálticas

em trilha de roda obtida em laboratório com simulador de tráfego francês do tipo LPC, com

valores de deformação permanente em trilha de roda medidos em campo em pista-teste. Foram

analisadas 10 pistas-testes de 200 metros cada da rodovia BR 376, faixa externa mais carregada.

As principais conclusões encontradas foram que é importante uma seleção criteriosa de

graduação, tipo de ligante asfáltico e uma dosagem rigorosa da mistura asfáltica utilizada no

pavimento, para assim prever o comportamento da deformação permanente, juntamente com

ensaios que possam prever o comportamento mecânico. As misturas densas e bem graduadas

geram uma boa resistência a formação de trilha de roda, porém deve-se analisar a macrotextura

para não gerar misturas com textura muito fechada.

Prediger (2016) avaliou os dados de monitoramento de 2006 a 2014 de um segmento da

BR 285 referente a irregularidade longitudinal e afundamento em trilha de roda para analisar a

evolução dos defeitos em relação ao tempo. O principal resultado encontrado foi que tanto os

valores de IRI como ATR não são valores constantes em todos os trechos do pavimento e ocorre

uma variação de um ponto da pista para outro. Também foram testados modelos de outros

autores para o trecho em específico e ficou evidente que não é possível utilizar modelo de outro

local, pois cada pavimento tem sua peculiaridade. Além disso o autor afirmou que é necessário

inserir outras variáveis além do tempo na previsão de desempenho para uma melhor análise.

Nascimento (2008) analisou a influência do esqueleto pétreo e do ligante no

desempenho das misturas frente a deformação permanente. Concluiu em seu trabalho que

deformação permanente está associada ao esqueleto pétreo da mistura asfáltica. Além disso,

ficou evidente em seus testes que se o esqueleto pétreo não for bem dimensionado dificilmente

compensará essa deficiência, pois o autor encontrou desempenho maior em estruturas com

ligantes convencionais e esqueleto pétreo bem projetado do que misturas com ligantes asfálticos

de maior consistência e esqueleto pétreo deficiente.

Faccin (2018) também analisou a deformação permanente de 15 pavimentos no Estado

do Rio Grande do Sul. Sua maior contribuição nessa parte do estudo foi encontrar que existe

uma forte relação da deformação permanente com a reologia do pavimento, característica

fortemente influenciada pelo tipo de ligante seguido do percentual de pó de pedra no traço.

22

2.1.1.3 Aderência Pneu-Pavimento

Para o usuário trafegar com segurança e conforto na rodovia é fundamental que exista

uma boa aderência entre o pneu e o pavimento. Para isso, é necessário que os gestores das

rodovias garantam uma boa qualidade de textura da superfície do pavimento.

As variações de área de contato entre pneu-pavimento ocorrem devido à ascensão do

fluido na parte anterior do pneu. A Figura 1 mostra o processo onde ocorre uma perturbação do

fluido no momento que o pneu passa, gerando forças hidrodinâmicas que levam à redução da

aderência.

Figura 1 – Interação entre pneu, pavimento e fluido

Fonte: Silva (2008).

Com a redução da área de contato entre pneu-pavimento, perde-se aderência. Portanto,

segundo Mattos (2009), quanto maior a velocidade do veículo, maior será a atuação das forças

hidrodinâmicas, e menor a aderência entre o pneu e o pavimento. Porém, essa relação não é

muito direta, pois a altura da lâmina de água também interfere na aderência.

As características de aderência superficial dependem de duas escalas de textura: a

microtextura e a macrotextura. Abaixo a Figura 2 mostra a diferença entre as duas texturas.

Figura 2 – Textura macro e micro

Fonte: Mattos (2009).

A microtextura depende da aspereza dos agregados utilizados na mistura asfáltica do

revestimento. Quando um veículo se desloca a velocidades até 50 km/h a microtextura é o fator

predominante na determinação da resistência à derrapagem. Segundo Ferreira (2002), os

23

agregados determinam o bom desempenho da microtextura, portanto eles devem satisfazer os

seguintes itens:

Apresentar e conservar as arestas vivas pelo maior tempo possível;

Resistir ao tráfego;

Ter boa resistência frente ao polimento acelerado.

A macrotextura é responsável pela aderência em médias e altas velocidades, garantindo

a drenagem superficial do pavimento. Pois, em altas velocidades a drenagem passa a depender

do coeficiente de atrito. A macrotextura depende das dimensões dos agregados e do teor de

betume utilizado na massa asfáltica.

Ferreira (2002) apresenta os fatores que influenciam na macrotextura, são eles:

Origem mineralógica;

Processo de britagem;

Projeto das misturas do revestimento;

Método de preparação e execução do revestimento.

A superfície da microtextura pode ser classificada como rugosa ou polida. Rugosa

significa que apresenta arestas vivas e polidas significa que está com uma superfície lisa. Já a

macrotextura é classificada como aberta ou fechada. Aberta significa que apresenta agregados

graúdos e fechada que possui grande quantidade de finos. A Figura 3 demonstra os tipos de

superfícies quando comparadas as duas texturas em conjunto.

Figura 3 – Tipos de superfícies em relação a micro e a macrotextura

Fonte: Aps (2006).

24

Ferreira (2002) avaliou os revestimentos asfálticos da região de Florianópolis (SC)

referente a macrotextura do pavimento. O autor constatou que a macrotextura e drenabilidade

tem um correlação significativa, pois obteve-se um bom coeficiente de correlação entre as duas

variáveis. Ferreira (2002), também constatou que o ensaio de mancha de areia se torna

impreciso para avaliar revestimentos muito lisos com textura fechada, pois com a escassez de

canais na superficie do pavimento, o diâmetro acaba sendo dependente do operador. Além disso,

o autor constatou que a macrotextura é apenas um elemento para avaliar a espessura da lâmina

de água e não o parâmetro principal como previa no inicio de sua pesquisa, porém é uma

ferramenta útil para diagnosticar as condições funcionais da rodovia. Portanto, é necessário

fomentar um banco de dados para o maior controle dos pavimentos.

Aps (2006), teve como objetivo principal na sua tese estabelecer critérios e faixas de

classificação que definem os limites aceitaveis para a aderência em função do par de valores do

IFI (Sp e F60) de pavimentos de concreto asfálticos. A autora concluiu que os valores de IFI (Sp

e F60) podem ser utilizados por autoridades do trânsito como estratégia de intervenção visando

a segurança do usuário. O autor também demonstrou que os valores encontrados de

macrotextura e microtextura, obtidos através da mancha de areia e pênduo britânico, podem ser

empregados para o cálculo dos valores de IFI. Além disso, Aps (2006) demonstrou, através de

uma análise global de todos os tipos de revestimentos asfálticos, que não há uma relação forte

entre os resultados do pêndulo britânico e mancha de areia, sendo variáveis independentes. O

que existe é uma forte relação dos dois ensaios com o IFI (F60) calculados.

Silva (2008) desenvolveu uma análise de parâmetros de atrito, textura e drenabilidade

do antigo Aeroporto Internacional de Brasília com o objetivo de verificar as condicões de

segurança de pista em relação ao atrito pneu-pavimento. O autor demonstrou através de

correlações que as medidas de macrotextura, obtidos pelo ensaio de Macha de Areia, e

drenabilidade apresentam boa relação entre si. Porém o mesmo não acontece com a

microtextura, obtidos através do ensaio de pêndulo britânico, pois este relaciona à rugosidade

superficial dos agregados utilizados na mistura.

Mattos (2009) verificou as variações de atrito e textura de diversos pavimentos da

rodovia BR-290 RS. O autor concluiu que é necessário uma ação periódica de monitoramento

nos trechos afim de obter uma medida de prevenção e redução de acidentes, pois a identificação

antecipada de desgate da textura superficial permite adotar uma medida preventiva. O autor

também relata a boa precisão de estimativa do IFI, podendo ser adotado em rodovias brasileiras.

Apesar de existirem oscilações entre os valores de macrotextura e microtextura foi apresentada

uma tentendência de redução desses valores com o passar do tempo e tráfego decorrente.

25

2.1.2 Avaliação Estrutural

Segundo Balbo (2016), a avaliação estrutural é a caracterização completa de seus

elementos estruturais e variáveis que interferem no comportamento da estrutura em relação a

fatores climaticos e tráfego atuantes.

Macêdo (1996) afirma que os ensaios não destrutivos provocam interrupções menores

no tráfego e não causam dano à estrutura do pavimento. Assim, é possivel avaliar o pavimento

em qualquer estágio da sua vida útil.

Bernucci et al. (2010) afirmam que a avaliação estrutural pode ser realizada através de

vários equipamento e procedimentos. Os métodos são representados pelas medidas de deflexão

que avaliam a capacidade de carga dos pavimentos, esse método é classificado como não

destrutivo. Já quando ocorre uma extração das camadas para posterior ensaios em laboratório é

classificado como um método destrutivo.

Dentre os diversos equipamentos disponíveis no Brasil, os parâmetros mais usuais para

avaliação da deflexão é a viga Benkelman e o deflectômetro de impacto Falling Weight

Deflectometer (FWD). Com esses ensaios é possível determinar caracteristicas do pavimento

como: módulo de resiliencia, rigidez do sistema que compõem o pavimento e espessura efetiva

das camadas. Na sequência serão apresentados com mais detalhes os dois equipamentos

utilizados na presente pesquisa.

2.1.2.1 Viga Benkelman

A viga Benkelman (VB) foi desenvolvida pelo Bureau of Public Roads dos EUA na

década de 50 (BALBO, 2007). No Brasil, foi difundida na década de 60 pelos engenheiros

Nestor José Aratangy e Francisco Bolívar Lobo Carneiro, e é o equipamento de medida de

deflexões mais difundido no Brasil.

Segundo Albernaz (1997), inicialmente a VB realizava medição apenas da deflexão

máxima; porém, com o desenvolvimento de métodos mecanicista de dimensionamento de

reforços de pavimento foi possível também analisar o raio da curvatura e a bacia de deflexão

completa.

Esse ensaio segue a norma do DNIT ME 133/2010. A Figura 4 e a Figura 5 mostram o

equipamento e seu funcionamento. Também se pode obter na mesma norma os procedimentos

de cálculos para as deflexões em todos os pontos analisados bem como o raio de curvatura.

26

Figura 4 – Esquema da viga Benkelman

Fonte: DNIT (2010).

Figura 5 – Sistema de referência da viga no caminhão

Fonte: DNER (1994).

Balbo (2007) cita que as leituras da viga Benkelman dependem de fatores humanos e

operacionais, portanto esse processo se torna limitado devido à precisão de leitura no

extensômetro e o posicionamento da ponta de prova exatamente no eixo da roda do caminhão.

Rocha Filho (1996) fez um estudo com duas maneiras distintas do avaliar a VB. Em um

primeiro momento o caminhão andou com uma velocidade constante e baixa e as leituras eram

determinadas no momento que o caminhão passava por cada ponto pré-determinado. A segunda

análise foi realizada com o caminhão parando em cada ponto de medição pré-determinado. Essa

segunda maneira é a mais utilizada no Brasil e é conhecida como Creep Speed Rebound

Deflection. Com essa análise o autor concluiu que: as deflexões apresentam grandes dispersões

uma das outras, quanto mais distantes do ponto inicial for feita a leitura maior a dispersão, a

realização pelo segundo método é que a menos apresenta dispersão de valores. Além disso, ele

concluiu que tanto as habilidades do motorista como as condições do veículo influenciam na

precisão dos resultados.

Vellasco (2018) buscou estudar como as características dos materiais constituintes do

pavimento influenciam nas medidas de deflexão e definições de deflexões aceitáveis, através

do controle deflectométrico de uma obra no Aeroporto Internacional Tom Jobim, o Galeão, no

27

Rio de Janeiro. Vellasco (2018) constatou que os materiais empregados no subleito exercem

grande influência nos valores de deflexão. Esses materiais são determinantes para o nível de

deflexão das próximas camadas, sendo inviável aumentar a rigidez das camadas subsequentes

para compensar a baixa rigidez do subleito. O autor constatou ainda que as deflexões são pouco

afetadas pela variação do coeficiente de Poisson, porém para materiais mais espessos as

deflexões sofrem uma maior variação em função do coeficiente de Poisson. Além disso, ele

percebeu que as condições de aderência entre as camadas do pavimento afetam diretamente as

deflexões, pois camadas aderidas apresentaram valores de deflexões menores e as camadas não

aderidas maiores deflexões.

Apesar de todas as ressalvas a VB ainda é um equipamento muito importante na

construção de pavimentos principalmente nas camadas subjacentes ao revestimento. Pois a VB,

devido ao seu fácil transporte, pode detectar se a camada em análise necessita de uma maior

compactação ou não no momento da execução do trecho.

2.1.2.2 FWD

O Falling Weight Deflectometer (FWD) é um equipamento automatizado que mede as

deflexões, através de cargas de pulso. Segundo Bueno (2016) estudos na França e Dinamarca

permitiram os dinamarqueses comercializar o FWD na década de 1970, porém somente na

década de 1981 foi introduzido computador para a coleta de dados.

Macêdo (1996), Papagiannakis e Masad (2008) afirmam que o FWD é um número

ajustado de pesos que caem, de uma determinada altura, em amortecedores de borracha

polimérica. A carga de impacto é transmitida através de um pulso para um conjunto de placas

apoiadas, simulando assim, a passagem de um pneu de forma mais real. Os dados das bacias

deflectométricas são obtidos através de múltiplos sensores, distribuídos a partir do ponto de

aplicação de carga, em distâncias pré-determinadas.

Segundo Bernucci et al. (2010), esse equipamento é mais automatizado para as

medições de deflexões. Esse ensaio avalia a deflexão através da aplicação de uma carga

dinâmica que busca simular a carga de um par de rodas de caminhão. A Figura 6 e Figura 7

mostram respectivamente, o deflectômetro de impacto e a configuração de carga e alguns pontos

de avaliação do FWD possiveis.

28

Figura 6 – Deflectômetro de impacto

Fonte: Bernucci et al. (2010).

Figura 7 – Configuração de carga e alguns pontos de avaliação do FWD possíveis

Fonte: Borges (2001).

Junto ao equipamento, tem-se um hodômetro digital que afere a temperatura do ar e do

pavimento. Além disso, conta com GPS para obter as coordenadas do ponto em análise. Os

valores medidos são transferidos diretamente para o computador de bordo do equipamento.

Esse equipamento segue as especificações descritas no DNER PRO 273/96.

Gomes et al. (2014) afirmam que a utilização do FWD está ocorrendo em grande escala

devido a versatilidade e a alta produtividade de dados que se pode obter em um único ensaio.

Podendo assim, avaliar a deflexão de longos trechos de pavimento facilmente.

No Brasil, o FWD foi introduzido em 1988. Além disso existem duas marcas principais

de FWD, são elas: Dynatest e KUAB, que são apresentadas na Figura 8. A primeira tem origem

na América do Norte e a segunda na Suécia. As principais diferenças entre os equipamentos

29

são: a queda de um ou mais pulsos, a forma de distribuição da carga e o tipo de sensor ou

transdutor utilizado.

Figura 8 – Equipamentos do Dynatest (a) e KUAB (b)

Fonte: Bueno (2016) (a) e acervo do Autor (b).

Bernucci et al. (2010) citam algumas vantagens do FWD em relação a viga Benkelman

como: acurácia nas medições, possibilidade de aplicação de vários níveis de carga, maior

produtividade, não existe influência do operador, as leituras das temperaturas e distâncias são

automáticas.

Apesar da acurácia das medições e produtivadade dos ensaios com FWD Macêdo (1996)

e Moraes (2015) atentam para a necessidade de um Guia brasileiro de calibração do FWD, bem

como centros de calibração dos mesmos vinculados a institutos de pesquisa de referência.

Luis (2009) buscou um procedimento que estabelecesse o uso consciente do

equipamento do tipo FWD, para minimizar equívocos durante a avaliação do pavimento,

tornando mais consistentes seus resultados. O autor concluiu que a utilização de apenas o valor

de deflexão máxima pode levar a espessuras inadequadas, é recomendável utilizar um ou mais

parâmetros deflectométricos de fácil obtenção junto com deflexão máxima e assim, definir

caracteristicas estruturais mais precisas do pavimento para sua maior durabilidade.

Gomes (2014) propôs um estudo de investigação para compatibilizão de carregamento

entre a VB e FWD. Para isso foi necessário realizar ensaio de campo em um trecho de analise

na cidade de Ouro Branco, em Minas Gerais. Seus resultados apresentaram que para obtenção

de deflexões reversíveis máximas ou bacias de deflexões semelhantes as da viga benkelman, o

FWD tem que ser configurado com uma placa de aplicação de carga de impacto de 0,45 m de

diâmetro e carga de carregamento de 40KN. Além disso, próximo aos 0,45 m atenua a diferença

entre os pontos de deflexão máxima, porque no ensaio de VB ele ocorre entre as rodas duplas,

já no FWD ocorre no centro da placa.

30

Bueno (2016) buscou determinar o comportamento da relação entre carga e deflexão

através da variação de carga aplicada com ensaios do tipo FWD em três pavimentos de Santa

Maria (RS). O autor constatou que para cargas de 40, 60 e 80KN a aplicação de duas repetições

da mesma carga originou deflexões praticamentes idênticas. Já para carga de 20KN as deflexões

foram distintas, possivelmente devido a sensibilidade dos LVDTS. O autor também comprovou

que na maioria dos casos há uma tendência ao comportamento linear da relação carga e

deflexão. Além disso, ele afirma que a VB não deve ser aplicada na retroanálise, pois foi

encontrado uma alta variabilidade nos resultados de rigidez no mesmo pavimento.

2.1.2.3 Modelos de Previsão de Desempenho

A partir de modelos de previsão de desempenho é possível determinar as condições

futuras dos pavimentos e prever investimentos para a manutenção adequada. Esses modelos são

ferramentas fundamentais no SGP.

Os modelos de desempenho são estabelecidos para prever a velocidade com que os

valores dos parâmetros funcionais e estruturais dos pavimentos variam em função das

solicitações do tráfego ou das condições climáticas (BASÍLIO, 2002).

O uso de modelos de previsão possibilita os seguintes aspectos (VITORELLO 2008,

apud FHWA, 2006):

Determinar a vida remanescente dos pavimentos, quando se tem conhecimento

da condição limite aceitável;

Aperfeiçoar a combinação de projetos, estratégias e o tempo para concluir as

metas estabelecidas;

Avaliar os impactos temporais de vários cenários elencados;

Promover o feedback para o processo de projeto do pavimento; e

Auxiliar na estimativa dos custos do ciclo-de-vida do pavimento.

Portanto, um bom modelo de previsão deve ser alimentado com dados atualizados, para

calibrar constantemente os parâmetros. Diversos autores, como os apresentados na sequência,

fizeram modelos de desempenho tanto para os ensaios de avaliação funcional como para

avaliação estrutural.

31

Marcon (1996) desenvolveu modelos para irregularidade longitudinal, deflexões

máximas médias, índice de gravidade global e afundamento de trilha de roda a partir de

pavimentos do Estado de Santa Catarina. Esses parâmetros de desempenho eram relacionados

com a idade do pavimento ou com o número equivalente de eixo padrão. Alguns dos resultados

encontrados por Marcon (1996) foram os seguintes: as deflexões médias foram influenciadas

pelas sub-base do revestimento, ficando os pavimentos que continham saibro como material

com maiores deflexões médias. As variações de temperatura e pluviometria não provocam

mudanças significativas de comportamento. As deflexões máximas tendem a aumentar ao longo

da vida útil do pavimento. Além disso, constatou-se que a profundidade de trilha aumenta com

o tempo de operação da rodovia e com o aumento do N suportado pelo pavimento.

Basílio (2002) criou modelos de deflexão, irregularidade longitudinal, afundamento de

trilha de roda e trincamento para rodovias do Estado de Goiás. Ele analisou dois tipos de

revestimentos, tratamento superficial duplo e concreto asfáltico. Os resultados encontrados

referente ao CA foram os seguintes: obteve-se um crescimento dos parâmetros analisados em

função do aumento do eixo padrão de rolamento. Foi encontrado também uma relação entre o

aumento da irregularidade longitudinal e o afundamento em trilha de roda.

Yshiba (2003) trabalhou com modelos referentes a deflexão e irregularidade

longitudinal no Estado do Paraná. Ele avaliou pavimentos novos e restaurados. Suas equações

utilizaram idade, tráfego e capacidade estrutural como fatores. Seus modelos de desempenho se

mostraram significativos, uma vez que foram comparados com modelos desenvolvidos por

organismos rodoviários, resultando uma maior correlação entre valores observados e previstos.

Além disso, a variação do IRI com o tempo foi bastante similar a outros autores estudados por

ele. Também foi identificado que o comportamento da deterioração com o tempo está

relacionado a dois fatores: capacidade estrutural e baixo volume de tráfego.

Albuquerque (2007), em sua tese de doutorado, desenvolveu modelos para deflexão e

índice de gravidade global para os Estados de Paraíba e Ceará. Esses modelos foram

desenvolvidos para revestimentos com misturas asfálticas e para tratamento superficial. Foi

encontrado valores elevados de IRI inicial nos pavimentos do Ceará, demonstrando falhas

construtivas. Além disso, ele confirmou a variabilidade espacial da degradação dos pavimentos

através de variogramas. Os parâmetros de desempenho são influenciados pelos materiais de

construção disponíveis, pela ação do tráfego e do clima de acordo com a localização.

Vitorello (2008) trabalhou com modelos de deflexão, irregularidade e afundamento de

trilha de roda sobre um pavimento de concreto asfáltico na BR 290 do Estado do Rio Grande

32

do Sul. Segundo o autor, no que se refere às deflexões e afundamento em trilha de roda, os

remendos profundos realizado nos pavimentos não interferiram o desempenho do pavimento.

Já o desempenho do pavimento frente a irregularidade longitudinal foi afetado devido aos

remendos realizados no trecho em estudo. Ainda esse estudo observou que a tendência de

deflexão obtida no trabalho não apresentou comportamento similar a nenhum outro autor,

demostrando a necessidade de desenvolver modelos particulares para cada rodovia e estrutura.

Santos (2015) realizou modelos de previsão de desempenho em três pavimentos da

cidade de Santa Maria no Estado do Rio Grande do Sul. Os pavimentos são denominados:

Avenida Roraima, Avenida Hélvio Basso e BR 158 – Trevo dos Quartéis. Seus modelos

relacionam-se com o número equivalente de solicitações calculado tanto pela United States

Army Corps of Engineers (USACE) como pela American Association of State Highway and

Transportation Officials (AASHTO). Foram realizados modelos de macrotextura, microtextura,

deflexão por VB e FWD, IFI, índice de gravidade global, afundamento em trilha de roda e

trincamento. O autor concluiu que as características de cada materiais influenciou desempenho

de cada trecho, pois um dos trechos estava com a base contaminada de finos e apresentou um

desempenho inferior. Além disso, concluiu que o IFI está diretamente ligado de forma direta a

característica da mistura e dos agregados. Além disso, o autor afirma a importância de

identificar a solicitação de tráfego para prever o comportamento da estrutura ao longo do tempo.

Bueno (2018) elaborou modelos de desempenho funcional dos pavimentos nacionais

para a irregularidade longitudinal. O procedimento possibilitou a criação de equações empírico-

mecanicistas, com base no IRI inicial obtido após o processo construtivo, a idade do pavimento

e dano calculado computacionalmente através do LVECD e AEMC. As equações lineares foram

as que obtiveram valores mais satisfatórios.

2.2 DIMENSIONAMENTO DOS PAVIMENTOS

Um bom projeto de pavimento consiste em especificar materiais e espessuras conforme

a rigidez de cada camada do pavimento. A estrutura como um todo deve suportar as solicitações

do tráfego atuante e resistir ao tempo que lhe é dimensionado, ou seja, sua vida útil. Segundo

Medina e Motta (2015), a mecânica dos pavimentos estuda os pavimentos como sistemas em

camadas e sujeitos as cargas de veículos. Geralmente utilizam-se programas computacionais

para os cálculos dos parâmetros de deformabilidade.

33

De acordo com Bueno (2016), o princípio básico da mecânica dos pavimentos é a

relação entre tensão e deformação ou módulos de resiliência dos materiais que irão compor as

camadas da estrutura. Segundo Motta (1991), os métodos mecanísticos de dimensionamento

servem para avaliar o desempenho do pavimento, através de cálculos de níveis de tensões e

deformações.

A mecânica dos pavimentos sofre influência de diversos fatores sobre o

dimensionamento e durabilidade da estrutura. O tráfego sobre o pavimento, a sazonalidade da

região, as propriedades dos materiais, são alguns dos fatores. Franco (2007) afirma que tanto a

umidade como a temperatura são duas variáveis que podem afetar significativamente a

capacidade suporte do pavimento.

Segundo Fritzen (2016) as deformações do pavimento podem ser minimizadas com uma

adequada seleção dos materiais e boa compactação, além de um bom projeto estrutural que

limita as tensões atuantes aos níveis admissíveis e seguros. Em geral, ensaios mecânicos

permitem ao projetista prever futuros problemas de deformação em cada camada.

Nascimento (2015) comenta que o dimensionamento de pavimentos passou por uma

grande evolução. Na década de 30 era apenas um método empírico no mundo todo, onde eram

obtidos resultados a partir de observações em campo. Posteriormente, a partir do ano de 2001

começou a utilizar o método mecanístico-empírico com adesão da prática em campo. Porém foi

só a partir de 2013 que métodos sofisticados para cálculos de esforços, com modelos de

desempenho mecanicistas começaram a ser apresentado como um novo método mecanístico.

Esse avanço dos métodos trouxe grandes benefícios para a qualidade do pavimento

atual, como:

Melhor representação das relações construtivas das respostas

materiais/pavimentos;

Obtenção das propriedades de dano dos materiais;

Facilidade para utilizar materiais novos e alternativos;

Melhoria na confiabilidade dos projetos de pavimento.

Portanto, para obter o dimensionamento de um pavimento é necessária a caracterização

dos materiais constituintes através de ensaios mecânicos para fornecer os dados ao

dimensionamento. Na sequência, será comentado sobre um dos métodos de grande importância

na área de pavimentação.

34

2.2.1 LVECD (Layered Viscoelastic Analysis for Critical Distresses)

O software LVECD é um programa desenvolvido para análise estrutural que leva em

conta as propriedades viscoelásticas, o dano por fadiga e afundamento em trilha de roda do

pavimento. Segundo Nascimento (2015), esse programa foi desenvolvido pela Universidade

Estadual da Carolina do Norte juntamente ao FHWA (Federal Highway Administration). O

LVECD avalia a deformação da superposição dos efeitos tempo-temperatura e tempo-tensão.

Esse programa surgiu a partir de estudos de Eslaminia et al (2012) com o objetivo de

desenvolver um analise estrutural baseada nos conceitos viscoelásticos das camadas submetidas

a carregamentos em movimentos. Maiores detalhes do LVECD podem ser encontrados na

bibliografia do referido autor.

Serão relatados os dois modelos que dão origem ao desenvolvimento do software, e

posteriormente serão abordados os dois ensaios relevantes para a aplicação do presente

programa.

2.2.1.1 Modelo viscoelástico de dano contínuo (VECD)

Hou et al. (2010) comentam que o modelo VECD surgiu com Kim e Little em 1990,

onde aplicaram com sucesso a teoria viscoelástica não linear para materiais com dano

distribuído ao asfalto arenoso sob carga cíclica. Ainda, Lee e Kim (1998) desenvolveram o

modelo VECD e mostram que pode ser aplicado em concretos asfálticos sob carga cíclica de

tensão e deformação controlada. Depois vários outros trabalhos sucederam com o objetivo de

aprimorar o VECD, como: Daniel e Kim (2002), Chehab et al. (2002) e Underwood et al.

(2006).

O VECD é um modelo construtivo que descreve o comportamento tensão-deformação

de concretos asfálticos, mesmo tendo microtrincas distribuídas. Esse modelo é baseado em

ensaios de tração direta monotônicos e com isso só é possível obter curvas características de

danos. A não existência de testes cíclicos faz com que não se possa aplicar nenhum critério de

falha por fadiga.

As teorias de dano contínuo VECD tentam caracterizar os materiais através de

observações em macroescalas. Além disso, os dois parâmetros essenciais que a teoria busca

quantificar são a rigidez, conhecida como pseudo-rigidez (C) e o dano efetivo (S). Segundo

Nascimento et al. (2014), independente do ensaio de dano ser cíclico ou monotônico, com

diferentes amplitudes, frequências ou temperaturas, a curva C vs. S obtida será a mesma a uma

35

dada temperatura escolhida como referência. Esse parâmetro mostra que tanto C como S são

propriedades fundamentais do material.

2.2.1.2 Modelo Simplificado Viscoelástico de Dano Contínuo (S-VECD)

Foi desenvolvida uma nova versão de modelo simplificado, onde simplificações foram

feitas nos cálculos da pseudo-deformação e nos dados de entrada do programa. Segundo

Underwood et al. (2009) os modelos que são baseados na pseudo-deformação vêm

apresentando resultados satisfatórios com a curva característica de danos nas misturas

asfálticas.

Segundo Kim (2009) o S-VECD foi criado para reduzir o tempo do procedimento de

caracterização de danos e por meio dos ensaios cíclicos, obter o critério de falha por fadiga,

onde até então pelo VECD não era possível obter. Underwood et al. (2009, 2012) comentam

que a estrutura do modelo S-VECD pode identificar os efeitos de fatores de mistura, como o

teor de asfalto, tamanho do agregado, conteúdo de vazios do ar e fragilização devido ao material

reciclado como o RAP (Reclaimed Asphalt Pavement).

Schuster (2018) comenta que a principal vantagem do modelo S-VECD é a derivação

rigorosa do modelo VECD, como uma estrutura mecanicamente fechada. Esse processo

significa que não é necessário realizar ajustes empíricos, possibilitando uma simulação mais

precisa do desempenho do pavimento. Além disso, devido às propriedades de dano das misturas

não dependerem das condições de ensaio, se torna possível obter comportamento dos materiais

em diversas outras condições além da ensaiada. Portanto, esse modelo ainda reduz o trabalho

experimental de caracterização.

Zhang et al. (2013) desenvolveram um novo cálculo onde foi possível prever a falha por

fadiga, através da queda do ângulo de fase e observações experimentais, com precisão, podendo

assim aplicar ao modelo S-VECD.

Porém, Sabouri e Kim (2014), afirmam que o critério de falha por fadiga depende do

modo de carregamento durante o ensaio. Diante disso, eles atualizaram o critério para diferentes

carregamentos, introduziram diferentes evoluções de energia de pseudo-deformação liberada

para uma mesma análise de diferentes testes. Desse modo, um novo critério que é a taxa de

mudança da média da energia de pseudo-deformação liberada por ciclo através da história de

carregamento.

36

Portanto, tem-se assim, um modelo que leva em conta apenas a história dos

carregamentos aplicados e a pseudo-rigidez do material. Além disso, independe do modo de

carregamento, de diferentes temperaturas e tem-se uma boa previsão de falha por fadiga. Mais

detalhes e informações sobre o S-VECD podem ser analisados nos autores como: Boeira (2018),

Schuster (2018), Nascimento (2015).

2.2.1.3 Ensaio uniaxial cíclico de fadiga à tração – compressão

O ensaio uniaxial cíclico de fadiga à tração – compressão, também conhecido como

ensaio de tração direta, segue a norma AASHTO TP 107-14. O ensaio consiste na aplicação de

uma deformação cíclica senoidal de amplitude constante em corpos de prova cilíndricos, até a

amostra entrar em colapso. Durante o respectivo ensaio são obtidos os dados de deformação, de

carga, ângulo de fase e módulo dinâmico.

O modo de carregamento do ensaio pode ser de tensão controlada, deformação

controlada ou deslocamento do atuador controlado (Controlled Croshead test – CX). Esse

último tem vantagens, segundo Zhang (2012), por permitir que o ensaio se complete até a falha,

limitando os efeitos da viscoelasticidade até um determinado ponto. Ainda é de fácil operação

quando comparados com ensaios de controle de deformação por LVDTs (Linear Variable

Diferencial Transducers).

Segundo Schuster (2018), após os primeiros ciclos, a tensão média se estabiliza dentro

da amostra e os seguintes carregamentos se apresentam como ciclos de tração-compressão. Para

iniciar o ensaio primeiramente ocorre o fingerprint que é um teste que determina as variações

de amostra para amostra. É aplicada uma deformação em todos os corpos de provas para

conhecer o carregamento de cada amostra.

Depois do fingerprint, a amostra é submetida ao atuador que é programado para chegar

a um deslocamento de pico constante em cada ciclo de carga. Os dados obtidos nesse momento

podem ser tratados diretamente para caracterizar a fadiga, pois é um ensaio homogêneo, não

necessitando de soluções estruturais.

Os critérios de falha por fadiga tradicional podem ser observados durante a execução do

ensaio mediante monitoramento das tensões e deformações, módulos dinâmicos e ângulo de

fase. Depois de determinado o ciclo de falha (Nf), pode-se usar as curvas Wöhler. Além desse

parâmetro pode-se fazer simulações de fadiga através do FAF, simulação GR e dano LVECD.

Schuster (2018), analisou o comportamento de fadiga de 24 misturas executadas no Rio

Grande do Sul. Seus resultados demostraram que de modo geral as misturas com ligante

37

modificado por polímero e as misturas com asfalto borracha apresentam um melhor

desempenho frente a fadiga do que as misturas com ligante convencional CAP 50/70, quando

comparado o dano médio acumulado.

Possebon (2018), avaliou o comportamento de 6 diferentes CAP’S em relação ao dano

de fadiga através do ensaio de Fadiga a Tração – Compressão Uniaxial. Como resultado a autora

encontrou uma maior resistência a fadiga para as misturas com CAP 30/45 do que as mistura

com CAP 50/70.

Boeira (2018) analisou a influência das variáveis de diversas misturas estudadas nas

propriedades de dano a fadiga. Através da classificação do FAF das curvas Wöhler o autor

chegou à conclusão que em geral as misturas convencionais 50/70 apresentam os piores

desempenhos frente ao fenômeno da fadiga. Além disso, as curvas geradas de C vs S para as

misturas convencionais apresentam uma maior perda de integridade do material quando

analisado com as misturas modificadas no mesmo nível de dano acumulado.

2.2.1.4 Módulo Complexo

O ensaio de módulo complexo é realizado segundo as normas da AASHTO T 342-11-

Standard Method of Test for Determining Dynamic Modulus of Hot-Mix Asphalt Concrete

Mixtures. O método consiste em aplicar uma carga uniaxial compressiva senoidal no corpo de

prova cilíndrico para determinar as propriedades viscoelásticas do material.

Segundo Nascimento (2008) a relação tensão-deformação é definida como Módulo

Complexo (E*) e o valor absoluto |E*| é a razão da tensão dinâmica máxima pela deformação

axial recuperável máxima, ou seja, |E*| é o módulo dinâmico. Além disso, tem-se o ângulo de

fase (ϕ) que determina as propriedades viscosas, através da defasagem da aplicação de carga e

a resposta da amostra. Esse ângulo de fase indica uma das propriedades viscosas do material,

sendo 0° para material elástico e 90° para material viscoso (CAVALCANTI, 2010).

Após execução dos ensaios, os resultados são utilizados para calcular a função senoidal

que será utilizada no LVECD.

Bohn (2017) buscou avaliar o comportamento de misturas mornas com fresado através

de análise de 8 misturas distintas entre misturas a quente, morna e com diferentes porcentagens

de adição de fresado. Como resultado foi apresentado que em altas frequências a mistura morna

CAP 60/85 foi a que apresentou menor rigidez, seguido da mistura convencional CAP 50/70,

nessa ordem. Além disso, no estudo, as misturas com porcentagens de fresado apresentam uma

38

maior resistência a deformabilidade. A autora também encontrou menor módulo dinâmico nas

baixas frequências tanto para as misturas convencionais 50/70 quentes e mornas, demostrando

menos rígidas que as misturas com adição de fresado.

Possebon (2018) avaliou o comportamento mecânico de 6 diferentes CAP’S em relação

ao módulo complexo. A análise do módulo complexo foi realizada através da modelagem

2S2P1D. As misturas com CAP 30/45 mostram-se mais rígidas e menos suscetíveis a

temperatura.

Boeira (2018) avaliou o comportamento mecânico de 24 misturas asfálticas com

diferentes composições e faixas granulométricas, com ligantes asfálticos convencionais,

modificado e altamente modificado. Um dos parâmetros analisado foi o módulo complexo, onde

buscou avaliar a influência das misturas estudadas no comportamento viscoelástico linear. Os

resultados obtidos pelo autor foram que em altas frequências as misturas com ligante

convencional apresentam os maiores valores de módulo dinâmico.

Faccin (2018) estudou o comportamento mecânico de 24 misturas asfálticas diferentes

no Estado do Rio Grande do Sul, um dos parâmetros analisados foi o módulo complexo. O autor

constatou diferenças significativas de comportamento reológico inclusive para misturas com o

mesmo tipo de ligante. Além disso, ele encontrou os menores módulos dinâmicos para as

misturas com asfalto borracha, sendo consequentemente menos rígidos para baixas frequências,

altas temperaturas, indicando pior desempenho frente à deformação permanente.

39

3 METODOLOGIA

Neste capítulo serão apresentados todos os procedimentos que foram desenvolvidos ao

longo desta pesquisa.

3.1 PLANEJAMENTO DE PESQUISA

Esta pesquisa buscou analisar ensaios de campo e desenvolver modelos de desempenho

para os trechos experimentais, em monitoramento semestral, na cidade de Santa Maria – Rio

Grande do Sul. Além disso, também houve acompanhamento semestral de contagem de tráfego

em todos os trechos. Os trechos experimentais monitorados são:

Trecho 1 (T1) está localizado na Avenida Roraima, é um segmento de

restauração, realizado em 2012;

Trecho 2 (T2) está localizado na Avenida Hélvio Basso, é implantação de um

trecho novo, que foi duplicada em 2013;

Trecho 3 (T3) está localizado na BR 158, conhecido como Trevo dos Quartéis,

onde foi realizada a duplicação da rodovia existente em 2014;

Trecho 4 (T4) é localizado na ERS 509, conhecido como Faixa Velha, onde

também foi realizada uma duplicação do pavimento existente em 2016.

Trecho 5 (T5) está localizado na ERS 509, denominado de Viaduto, foi

executado pavimento novo, devido à construção do viaduto em outubro de 2018.

Esses trechos monitorados são referentes a uma parceria entre o Grupo de Estudos e

Pesquisas em Pavimentação Asfáltica e Segurança Viária (GEPPASV) da Universidade Federal

de Santa Maria (UFSM) e a Rede de Tecnologia em Asfalto da PETROBRAS. Essa parceria

ajudou e está ajudando com o novo método de dimensionamento de pavimentos asfálticos no

Brasil. Esse banco de dados já é realizado desde 2012 pelo grupo GEPPASV.

Referente ao T5, a pesquisa desse mestrado também foi de acompanhamento da

implantação e coleta de materiais para caracterização do novo trecho que está em

monitoramento pelo GEPPASV. Foi realizado para esse novo trecho tanto ensaios laboratoriais

como de campo, depois de executada a pavimentação. Com esse mesmo trecho foi realizado

também retroanálise das camadas através do software BAKFAA. Posteriormente, foram

40

utilizados esses valores para dimensionar a estrutura no software LVECD. O acompanhamento

desse novo trecho seguiu as indicações da Rede de Tecnologia em Asfalto (2012) no Manual

de Execução de Trechos Monitorados, tanto na pré-execução, execução e pós-execução

A Figura 9 apresenta o fluxograma da pesquisa.

Figura 9 – Fluxograma simplificado da pesquisa

Fonte: Autora.

3.2 APRESENTAÇÃO DOS TRECHOS MONITORADOS

Os cinco trechos monitorados (T1, T2, T3, T4 e T5) encontram-se no município de Santa

Maria no Estado do Rio Grande do Sul em uma altitude média de 113 metros acima do nível do

mar. A localização geral dos trechos pode ser vista na Figura 10.

41

Figura 10 – Localização geral dos segmentos monitorados em Santa Maria

Fonte: Autora.

A seguir será realizada uma breve descrição de cada segmento monitorado pelo

GEPPASV com o objetivo de apresentar as estruturas que estão sendo analisadas. Porém,

maiores detalhes podem ser encontrados na dissertação de Santos (2015) referente a Avenida

Roraima, Avenida Hélvio Basso e BR 158 – Trevo dos Quartéis, pois foi o trabalho que deu

início aos monitoramentos desses trechos. Nas dissertações de Faccin (2018) e Schuster (2018)

pode ser encontrado detalhes referentes a ERS 509 – Faixa Velha. Também é possível encontrar

informações de todos os trechos em Bueno (2016) e Bueno (2019).

3.2.1 Avenida Roraima (T1)

O trecho inicia na latitude 29º42’19,14’’ Sul e longitude 53º42’56,6” Oeste, terminando

na latitude 29º42’10,97’’ Sul e longitude 53º42’55,72’’ Oeste. A pista tem 7,50 metros de

largura, com duas faixas de rolamento no mesmo sentido. Trata-se de uma restauração de 240

metros de extensão devido a defeitos como: panelas, trincas interligadas, exsudação e

ondulações. A altitude média do trecho é de 97 metros.

A liberação do tráfego ocorreu em 03 de dezembro de 2012. O subleito do trecho é solo

argiloso, apresenta 17 cm de base granular de brita graduada simples (BGS), e uma camada de

5 cm de concreto asfáltico (CA) antigo. A nova camada de restauração também foi 5 cm de CA,

ambas utilizadas CAP 50/70. Referente a camada antiga não foi realizada fresagem, apenas foi

assente sobre ela a nova camada de CA. Essa estrutura é apresentada na Figura 11.

42

Figura 11 – Estrutura das camadas da Avenida Roraima

Fonte: Autora.

3.2.2 Avenida Hélvio Basso (T2)

O trecho tem início na latitude 29º42’46,77’’ Sul e longitude 53º48’39,59’’ Oeste e

termina na latitude 29º42’37,96’’ Sul e longitude 53º48’43,59’’ Oeste. A altitude média do local

é de 85 metros. É um trecho de duplicação com 280 metros de extensão.

A liberação do tráfego deu-se no dia 18 de maio de 2013. As camadas que compõem o

pavimento são: subleito de solo argiloso, 40 cm de macadame seco, 20 cm de BGS e uma

camada de 6 cm de concreto asfáltico convencional (CAP 50/70). A Figura 12, apresenta as

camadas do trecho.

Figura 12 – Estrutura das camadas da Avenida Hélvio Basso

Fonte: Autora.

3.2.3 BR 158 – “Trevo dos Quartéis” (T3)

O trecho monitorado inicia no km 330 na latitude 29º42’50,51’’ Sul e longitude

53º50’54,80” Oeste e termina na latitude 29º42’23,86’’ Sul e longitude 53º51’4,89’’ Oeste. A

43

altitude média do segmento é de 98 metros. Esse trecho é uma duplicação de 280 metros de

extensão.

A abertura do tráfego ocorreu em 15 de julho de 2014. Suas camadas são: subleito de

solo argiloso reforçado com 60 cm de pedra detonada, 15 cm de macadame seco, 15 cm de BGS

e duas camadas de concreto asfáltico convencional (CAP 50/70), a camada inferior com

espessura de 4 cm e a superior com espessura de 3,5 cm. A estrutura está representada na Figura

13.

Figura 13 – Estrutura das camadas da BR 158 – Trevo dos Quartéis

Fonte: Autora.

3.2.4 ERS- 509 “Faixa Velha” (T4)

O trecho inicia-se no km 0+000 metros na latitude 29º41’38,59’’ Sul e longitude

53º45’28,27” Oeste e termina na latitude 29º41’38,86’’ Sul e longitude 53º45’39,69’’ Oeste. A

altitude média do segmento é de 108 metros.

Trata-se de um trecho onde foi realizada a duplicação da RS 509. Esse trecho é

conhecido como Faixa Velha em Santa Maria – RS. A abertura do tráfego ocorreu em 03 de

março de 2016. O trecho é composto pela camada de subleito de solo argiloso com um reforço

de 60 cm de pedra detonada e 40 cm de pedra pulmão, uma camada de 18 cm de macadame

seco, 15 cm de BGS e duas camadas de 5 cm de asfalto borracha (ECOFLEX AB-08, com

0,03% DOPE). A estrutura do pavimento está representada na Figura 14.

44

Figura 14 – Estrutura das camadas da RS 509 – Faixa Velha

Fonte: Autora.

3.2.5 ERS - 509 “Viaduto” (T5)

No segmento ERS 509 – Viaduto foi acompanhada a execução de todas as camadas do

pavimento. O monitoramento inicia no 29°41’46,7’’ Sul e 53°46’09,7’’ Oeste e finaliza no

29°41’41,7 Sul e 53°45’54,7’’ Oeste. A Figura 15 apresenta a localização do trecho durante a

execução.

Figura 15 – Localização do segmento ERS 509 - Viaduto durante a execução

Fonte: Adaptado do Google Maps.

45

O presente trecho é monitorado nos dois sentidos. O segmento A corresponde ao sentido

centro – camobi e o segmento B corresponde ao sentido camobi – centro. Os dois segmentos

têm 15 estacas que correspondem a 280 metros de monitoramento. Oito estacas estão

localizadas antes do tabuleiro de concreto e sete estacas estão localizadas após o tabuleiro, todas

as marcações no sentido da via. Foi tomado cuidado para não haver estacas nos 10 metros mais

próximos ao tabuleiro de concreto devido a interferência entre os dois sistemas distintos,

pavimento de concreto e pavimento asfáltico, e porque a execução desses segmentos fora

realizada separadamente do resto da via. A Figura 16 apresenta a localização das estacas no

trecho.

Figura 16 – Localização das estacas

Fonte: Autora.

As estruturas das camadas que compõem o trecho 5 são: subleito em areia, 18 cm de

macadame, 15 cm de base e duas camadas de concreto asfáltico. A primeira camada de concreto

asfáltico é com ligante 50/70 e a última camada com ligante asfalto borracha – Ecoflex B 3G.

A abertura do tráfego do pavimento ocorreu em 07 de dezembro de 2018. A Figura 17 apresenta

as camadas do pavimento.

46

Figura 17 – Estrutura das camadas da ERS 509 – Viaduto

Fonte: Autora.

3.2.5.1 Materiais e controle tecnológico

Durante todas as etapas de construção da ERS 509 – Viaduto foi realizado o

acompanhamento da execução do trecho bem como a coleta de materiais para realizar ensaios

referentes a essa pesquisa e de outras que ainda serão realizadas pelo GEPPASV. Em Pavi

(2019) já foram apresentados diversos ensaios de caracterizações fundamentais das camadas do

trecho monitorado que irão se complementar com os apresentados na presente pesquisa.

3.2.5.2 Subleito

O aterro do presente trecho foi realizado com duas areias. No segmento A das estacas

de 0 a 7, e no segmento B das estadas de 8 a 14 foi utilizada areia proveniente da Empresa

Guerra. Já no segmento A das estacas de 8 a 14 e no segmento B das estacas de 0 a 7 foi

utilizado, nos últimos 40 cm, areia proveniente da Empresa Supermix. Foram realizados ensaios

de granulometria e ensaio de massa específica aparente in situ com emprego de cilindro de

cravação nas duas areias para alisar sua composição. As especificações para massa específica

seguiram as diretrizes da NBR 9813/2016 e a granulometria seguiu as diretrizes da NBR NM

248:2003.

Além disso, foi acompanhada a execução e a compactação das camadas de areias.

47

3.2.5.3 Sub-Base

O agregado graúdo utilizado na sub-base foi o macadame seco e para o enchimento foi

utilizado o pó de pedra. Foi coletado material graúdo para realizar ensaio de granulometria do

material através dos procedimentos descritos na DNER ME 83/98. Também foi acompanhada

a execução e compactação da sub-base.

3.2.5.4 Base

A base do pavimento foi realizada com brita graduada simples (BGS). Além do

acompanhamento de execução foi coletado material para realizar o ensaio de caracterização de

granulometria da BGS através da DNER ME 83/98.

3.2.5.5 Revestimento

O revestimento desse trecho foi realizado com Concreto Asfáltico (CA). O arranjo

granulométrico de agregados naturais utilizados nas massas asfálticas foi a mesma utilizada na

ERS 509 – Faixa Velha, proveniente da pedreira Della Pasqua da Região de Santa Maria – Rio

Grande do Sul. O Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP) utilizado foi o convencional, 50/70, na

primeira camada e asfalto modificado por pó de pneus – Ecoflex B – 3ª geração na segunda

camada. Também foi adicionado 0,03% de DOPE G-BOND fabricado pela Greca Asfaltos no

revestimento com CAP convencional.

As misturas asfálticas foram coletadas em campo no momento da execução todas as

vezes que foi executado um segmento do pavimento. Ao todo foram quatro coletas referentes a

misturas com CAP 50/70 e três coletas de misturas contendo CAP borracha.

3.3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

Nesse tópico serão apresentados todos os procedimentos realizados durante a pesquisa.

Serão abordados temas como ensaios de campo, ensaios laboratoriais e tratamento de dados.

48

3.3.1 Avaliações funcionais e estruturais

Serão apresentados todos os ensaios de campo desde sua execução como suas análises

de dados, para posteriormente fazer previsões de modelo de desempenho para os trechos

monitorados da cidade de Santa Maria no Estado do Rio Grande do Sul.

3.3.1.1 Macrotextura

A macrotextura é uma característica muito importante, pois afeta a aderência,

principalmente em velocidades acima de 50 km/h. Essa característica é determinada por um

método simples, conhecido como mancha de areia. Esse método segue as recomendações da

ASTM E 965/2006. O ensaio consiste em preencher os vazios da textura superficial do

pavimento com um volume já conhecido de areia natural. Na Figura 18 tem-se o procedimento

do ensaio.

Figura 18 – Procedimentos do ensaio de Mancha de Areia

Fonte: Autora.

Em todos os trechos experimentais foram adotadas cinco estacas para a realização do

ensaio, as estacas de números: 3, 5, 7, 9 e 11. O ensaio foi realizado na trilha externa da faixa

externa (faixa 2), que é a mais carregada, dando assim, continuidade ao monitoramento de

Santos (2015).

Depois de realizado o procedimento de campo é necessário calcular a altura média da

mancha de areia através da seguinte Equação (1):

Onde:

𝐇𝐒 = 𝟒𝐕

𝐃²𝛑

(1)

HS = altura média de macha de areia em mm;

V = volume constante de areia (25.000 mm³);

D = diâmetro médio do círculo de areia em mm.

49

O Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos (DNIT, 2006) apresenta os limites

da macrotextura em função da altura média de mancha de areia. Na Tabela 2 é possível

visualizar todos os valores e suas respectivas classificações de macrotexturas.

Tabela 2 – Classes da macrotextura

Classes Altura média de mancha de areia (mm)

Muito fina HS ≤ 0,20

Fina 0,20 < HS ≤ 0,40

Média 0,40 < HS ≤ 0,80

Grossa 0,80 < HS ≤ 1,20

Muito grossa HS > 1,20

Fonte: Adaptado de DNIT (2006).

Sugere-se que a textura do pavimento se apresente de média a grossa, ou seja, que a

profundidade média seja maior que 0,4 mm e menor que 1,2 mm. Pois, valores menores que

0,40 mm podem ocasionar risco a hidroplanagem. Além disso, valores maiores que 1,2 mm

causa desgaste excessivo nos pneus, maior consumo de combustível e maior ruído ao trafegar

pelo pavimento.

3.3.1.2 Microtextura

A microtextura é uma característica importante para o rompimento da película de água

e para obter aderência entre pneu-pavimento para baixas velocidades de deslocamento. Esse

parâmetro é avaliado através da norma ASTM E 303/2008 e o equipamento mais utilizado para

este ensaio é o pêndulo britânico. O pêndulo é composto por uma haste que tem na sua

extremidade uma sapata de borracha. Ao se soltar a haste do pêndulo a sapata entra em contato

com o pavimento em uma área previamente determinada. A Figura 19 apresenta os processos

de realização do ensaio.

Figura 19 – Procedimentos do ensaio Pêndulo Britânico

Fonte: Autora.

50

Em todos os trechos experimentais foram adotadas as mesmas estacas (3, 5, 7, 9 e 11)

do ensaio de macrotextura e será realizado no mesmo dia para posteriormente conseguir

determinar o valor do International Friction Index (IFI).

Após realizar o ensaio, é utilizada a Tabela 3 para determinar e classificar o valor de

resistência à derrapagem (VRD) ou, em inglês, British Pendulum Number (BPN).

Tabela 3 – Classes de Microtextura

Classe Valor de Resistência à Derrapagem

Perigosa <25

Muito Lisa 25≤ VRD ≤31

Lisa 32≤ VRD ≤ 39

Insuficientemente rugosa 40≤ VRD ≤ 46

Medianamente rugosa 47≤ VRD ≤ 54

Rugosa 55≤ VRD ≤ 75

Muito rugosa VRD > 75

Fonte: Adaptado de DNIT (2006).

O Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos (DNIT, 2006) sugere uma textura

mínima de VRD≥ 55, ou seja, rugosa. Bernucci et al. (2010) também recomendam valores

semelhantes, com um valor mínimo de VRD de 47, ou seja, mediamente rugosa.

3.3.1.3 International Friction Index – IFI

O International Friction Index (IFI) representa o atrito de um veículo de passeio

deslocando-se a 60 km/h, com pneus lisos e rodas travadas, sobre o pavimento molhado. Para

obter esse procedimento é necessário usar algumas equações obtidas na norma ASTM E

1968/98 (2001-b) – Standard Practice for Calculating International Friction Index of a

Pavement Surface.

Para calcular o IFI é necessário ter os resultados do ensaio de mancha de areia e do

pêndulo britânico, realizados no mesmo dia. Segundo Santos (2015), com o cálculo do IFI é

possível verificar se o pavimento está proporcionando condições de atrito e segurança ao

usuário. Os intervalos de atrito para avaliação do pavimento estão apresentados na Tabela 4.

51

Tabela 4 – Classificação dos limites do IFI

Classificação Mínimo Máximo

Péssimo

<0,60

Ruim

0,06

0,12

Regular

0,13

0,16

Bom

0,20

0,30

Ótimo

>0,30

Fonte: Adaptado de Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos (DNIT, 2006).

3.3.1.4 International Roughness Index – IRI

Os levantamentos IRI foram realizados todos os semestres nos trechos experimentais,

nas duas faixas de rolamento, porém nesse estudo será analisado apenas a faixa externa, que é

a mais carregada.

Esses ensaios foram realizados com um perfilômetro inercial a laser. Esse perfilômetro

é constituído de uma barra de cinco sensores a laser, porém para a análise foi utilizado apenas

dois sensores, posicionados sobre a trilha de roda da faixa em operação.

Os valores de IRI foram determinados a partir da média dos resultados provenientes das

trilhas de roda. Os dados de IRI foram obtidos de 10 em 10 metros atráves do sistema ao longo

dos trechos.

É necessário ressaltar que a determinação da irregularidade até 2016 foi realizada com

o equipamento da empresa privada Pavesys Engenharia. Em 2017, a UFSM adiquiriu um

perfilômetro inercial a laser a partir do Termo de Cooperação com a ANP/PETROBRAS (n°

0050.0100766.16.9) e começou a operar nos trechos monitorados com seu próprio equipamento.

Porém, os dois equipamentos são do mesmo fabricante: Cibernétrica Equipamentos e Serviços

Ltda. Na Figura 20 são apresentados os dois equipamentos utilizados da Pavesys Engenharia e

da UFSM, respectivamente (a) e (b).

52

Figura 20 – Perfilômetros a laser Pavesys e UFSM

Fonte: Santos (2015); Bueno (2019).

O perfilômetro inercial adquirido pela UFSM opera com uma taxa de aquisição de dados

de aproximadamente 4.000 medidas/segundo e uma velocidade operacional mínima de 30km/h.

Os levantamentos foram determinados pela realização de uma única passagem do veículo sobre

o trecho monitorado, exceto quando o operador detectava algum problema durante o percurso,

então era realizada a segunda passagem imediatamente. Muitas vezes era necessário fazer a

segunda passagem devido a perda de comunicação entre sensores e computador, desvio da

trajetória, ou ainda, devido à redução de velocidade abaixo do limite mínimo determinado.

Depois de realizar o levantamento em campo os dados foram processados no software

CiberShell. Todas as etapas de montagem e operacionalizaçao do perfilômetro inercial

adquirido pela UFSM, bem como as etapas de processamento de dados no software pode ser

obtidas com maiores detalhes em Bueno (2019).

3.3.1.5 Afundamento em Trilha de Roda – ATR

O ensaio de afundamento em trilha de roda (ATR) foi realizado nas pistas externas dos

trechos monitorados através do perfilômetro inercial a laser, concomitantemente com o ensaio

de IRI. O valor analisado de ATR foi determinado pela média dos valores calculados dos

sensores da trilha externa e interna da faixa externa em análise.

A severidade dos afundamentos de trilha de roda depende da profundidade. Acima de

13 mm é considerada severidade alta, segundo Manual de Restauração de Pavimentos

Asfálticos do DNIT (2006). Além disso, o desgaste da superfície do revestimento é considerado

baixo quando não afeta a textura do revestimento e alta quando afeta a textura ou qualidade do

rolamento.

53

A execução dos levantamentos ocorre com a utilização de todos os sensores da barra

laser já o processamento dos dados obtidos com o perfilômetro da UFSM foi efetuado conforme

descrito no item 3.3.1.4.

3.3.1.6 Área Trincada (AT%)

Essa avaliação busca mapear em campo as trincas e fissuras do pavimento para

determinar o percentual comprometido frente a esses defeitos. O ensaio foi realizado em todos

os trechos experimentais tanto na faixa externa como na interna, porém será analisada a faixa

mais carregada, a externa. Esse acompanhamento é feito em toda a extensão do trecho através

de um gabarito de um metro por 1/3 da largura da faixa.

O levantamento de defeitos segue as diretrizes descritas por Nascimento (2015), onde

todas as trincas e fissuras isoladas transversais, longitudinais e interligadas de fadiga são

consideradas sem diferenciação no cálculo de porcentagem de área trincada. O percentual de

área trincada da faixa é determinado pela relação entre o número de retângulos com a presença

de trincas e/ou fissuras e o número total de retângulos monitorados. A Figura 21 apresenta a

malha utilizada no ensaio.

Figura 21 – Malha utilizada no ensaio de área trincada

Fonte: Autora.

3.3.1.7 Viga Benkelman

O ensaio de determinação das deflexões pela Viga Benkelman (VB) segue a norma do

DNIT ME 133/2010. O ensaio foi realizado em todas as camadas do trecho A e B da ERS 509

54

– Viaduto (macadame seco, BGS e nas duas camadas de concreto asfáltico). O intuito do ensaio

era verificar o controle tecnológico construtivo das camadas do pavimento; pois, realizar VB

nas camadas subjacentes a camada de revestimento serve para verificar a necessidade de uma

melhor compactação das camadas.

O levantamento foi realizado com bacia completa nas distâncias de 0 cm, 20 cm, 30 cm,

45 cm 60 cm, 90 cm e 120 cm, afastadas do ponto de aplicação de carga. A Figura 22 mostra a

realização do ensaio de VB na camada de BGS compactada e intertravada com pó de pedra.

Figura 22 – Ensaio de Viga Benkelman na camada de BGS da ERS 509 – Viaduto

Fonte: Autora.

3.3.1.8 Falling Weight Deflectometer - FWD

O Falling Weight Deflectometer (FWD) é um equipamento automatizado que mede as

deflexões, através de cargas de pulso. Esse equipamento segue as especificações do DNER PRO

273/96. É realizado semestralmente em todos os trechos analisados.

O equipamento utilizado para avaliar os trechos experimentais semestralmente é da

marca KUAB FWD da Empresa Pavesys. Há sete pontos de leituras no FWD que estão

distanciadas a 0 cm, 20 cm, 30 cm, 45 cm, 60 cm, 90 cm e 120 cm do pulso de carga. A aplicação

de carga se dá por meio de uma placa de raio de 150 mm onde é aplicada uma força de 40KN

no pavimento. A Figura 23 apresenta o equipamento da KUAB durante a operação do ensaio.

55

Figura 23 – FWD durante a realização dos ensaios nos trechos monitorados

Fonte: Autora.

Os dados provenientes das bacias deflectométricas coletadas com o FWD da ERS 509

– Viaduto foram submetidos ao processo de retroanálise para determinação dos módulos de

resiliência dos materiais que constituem a estrutura através do software BAKFA, versão 2.0.0.0,

desenvolvido pela Federal Aviation Administration (FAA – EUA).

Os coeficientes de Poisson adotados durante o processo iterativo, para cada uma das

camadas do pavimento avaliado, seguem as recomendações de Balbo (2007) e Bernucci et al.

(2010), conforme apresentados na Tabela 5.

Tabela 5 – Coeficientes de Poisson adotados na retroanálise

Material Coeficiente de Poisson

Concreto asfáltico 0,30

Base granular 0,35 Sub-base granular 0,40

Subleito 0,45

Fonte: Adaptado de Bueno (2019).

A rigidez das camadas asfálticas mais próximas à superfície foi assumida com o valor

de módulo dinâmico |E*| proveniente da curva mestra do ensaio de módulo complexo da mistura

em análise, com a frequência de 10 Hz e temperatura de 25°C, conforme recomendações de

Nascimento (2015).

Para as demais camadas, a rigidez foi obtida pelo programa através das iterações do

processo de retroanálise, seguindo o critério de parada sugerido por Bueno (2016), que propõe

a análise de confiabilidade dos valores obtidos por retroanálise com uso do erro relativo

calculado para cada ponto da bacia de deflexão. As interfaces das camadas foram consideradas

56

perfeitamente aderidas entre si visando adequar as condições de interfaces do software LVECD.

Além disso, os valores de deflexão do FWD utilizados foram corrigidos para 25°C e 40 KN. A

Figura 24 – Interface do programa BAKFAA durante a retroanáliseapresenta a interface do

programa durante a retroanálise.

Figura 24 – Interface do programa BAKFAA durante a retroanálise

Fonte: Autora.

3.3.2 Ensaios de Caracterização das misturas asfálticas

Com os materiais coletados na construção do trecho da ERS 509 – Viaduto foram

estabelecidos ensaios de caracterização como: extração de betume, granulometria, e densidade

específica máxima do trecho que serão apresentados os procedimentos nos próximos itens. Ao

todo foram coletadas sete amostras das massas asfálticas no trecho. Todas as vezes que foi

rodada massa na usina para trazer em campo fizemos coletas. Ao todo foram quatro coletas da

massas asfálticas convencionais e três coletas de massas asfálticas borracha.

3.3.2.1 Densidade máxima da mistura

Foi determinada através da norma NBR 15619 – Misturas Asfálticas – Determinação da

densidade máxima teórica e da massa específica máxima teórica em amostras não compactadas.

57

Esse ensaio foi realizado para descobrir a densidade média medida das amostras, para conseguir

obter uma moldagem com o volume de vazios adequado. Foram realizadas três amostras para

cada umas das três misturas analisadas.

3.3.2.2 Teor de Betume

Em cada uma das sete misturas recolhidas em campo foi determinado três teores de

betume a partir do forno de ignição para obter uma boa média. Sem norma brasileira, seguiu-se

as normas norte-americanas ASTM D 6307 de 2010 e AASHTO T308 de 2013. No forno de

ignição é necessário utilizar um fator de calibração CF que é um valor em porcentagem utilizado

para compensar a perda de massa excedente à massa de ligante da amostra. Esse fator de

calibração é relacionado com a origem do agregado. O fator de calibração utilizado foi o valor

de 0,40, pois os agregados das massas asfálticas têm as mesmas origens das já estudadas por

Gonçalves (2017).

Na sequência é apresentada a Figura 25 com algumas amostras de material granular após

a extração do teor de betume.

Figura 25 – Misturas extraídas do forno de ignição

Fonte: Autora.

58

3.3.2.3 Granulometria das misturas

As amostras depois de passarem pelo ensaio de forno de ignição foram peneiradas

seguindo a norma DNER-ME 83/98 – Agregados – Análise granulométrica. Dessa maneira, o

resultado apresentado é a média das três amostras peneiradas.

3.3.3 Moldagem dos corpos de prova

As misturas coletadas foram levadas às estufas até atingirem a temperatura de

compactação determinada pelos seus respectivos laudos. Foi admitida uma tolerância de +/-3°C

na temperatura de compactação conforme normatizado pela NBR 15897 – Misturas asfálticas

a quente – Preparação de corpos de prova com compactador giratório Superpave (CGS).

Depois de aquecido em estufa, as misturas passavam para o misturador giratório da

marca Infratest testing system de modelo Bituminous Laboratory Mixer 30 Liter Special

Version. Esse processo é necessário para garantir que toda a massa atinja a temperatura

necessária de compactação.

Posteriormente ao passar pelo misturador giratório, a massa vai para o compactador

giratório Superpave com diâmetro de 100 mm, pressão de 0,60 MPa, ângulo de rotação externo

de 1,25° e velocidade constante de 30 rpm. A quantidade de massa utilizada depende do volume

de vazios que se quer atingir em cada ensaio, assim como também foi fixada a altura desejada

em cada ensaio, tendo o número de giros variável. A Tabela 6 apresenta as dimensões dos corpos

de prova moldados.

Tabela 6 – Dimensões e volume de vazios esperados no compactador giratório

Ensaio Dimensão do Cp

(mm)

Volume de Vazios (Vv)

(%)

Tolerância de Vv

(%)

MR/RT 100x64 4,00 1,00

E* 100x160 5,50 0,50

FN 100x160 7,00 0,50

FAD 100x160 5,50 0,50

Fonte: Autora.

59

Depois de moldados, os corpos de prova passaram pela verificação do seu volume de

vazios através do DMM e da determinação da densidade específica aparente (Gmb). Esse

processo ocorreu através dos procedimentos da AASHTO T 166-05. Os corpos de prova que não

atenderam as tolerâncias máximas destinadas para cada ensaio foram excluídos e moldados

novamente com nova massa asfáltica. Os corpos de prova do ensaio de E* (Módulo Complexo)

e FN (Flow Number) foram posteriormente retificados, ficando com uma altura final de 150

mm. Já os corpos de prova para o ensaio de fadiga ficaram com uma altura final de 130 mm.

Esse procedimento é necessário para obter um melhor paralelismo entre as duas faces.

3.4 ENSAIOS MECÂNICOS

Nessa seção serão apresentados todos os ensaios mecânicos realizados com as massas

asfálticas do trecho: ERS 509 – Viaduto.

3.4.1 Módulo de Resiliência (MR)

O ensaio de módulo de resiliência seguiu os procedimentos da norma do DNIT-ME

135/2018 – Misturas Asfálticas – Determinação do Módulo de Resiliência. Para realizar esse

ensaio é utilizada uma prensa hidráulica modelo Universal Test Machine - UTM 25 da IPC

Global.

Para cada mistura foram ensaiados três corpos de prova. Esses corpos de provas ficaram

condicionados no mínimo 12 horas para atingir uma uniformidade na temperatura do corpo de

prova (25°C±1°C). Posteriormente os corpos de prova foram ensaiados em duas direções: 0° e

90° por meio da aplicação de uma carga repetida de compressão ao logo do plano diametral. A

frequência de aplicação da carga é de 60 ciclos por minuto com tempo de aplicação e de carga

de 0,10 segundo e 0,90 segundo de repouso. A leitura do deslocamento diametral das faces do

corpo de prova é realizada pelos LVDTs (Linear Variable Differential Transducers). A Figura 26

apresenta a execução do ensaio.

60

Figura 26 – Execução do ensaio de Módulo de Resiliência

Fonte: Autora.

3.4.2 Resistência à tração por compressão diametral (RT)

Os procedimentos desse ensaio seguiram as normas do DNIT 136/2018. Os corpos de

prova empregados nesse ensaio são os mesmos que foram ensaiados a MR e ocorre na mesma

prensa em um condicionamento também de 12 horas a 25°C ± 0,1°C. Esse ensaio permite a

medição do deslocamento vertical e da carga em função do tempo. É aplicado uma taxa de

deslocamento de 48 mm/min (0,8 mm/s) para realizar os testes com deformação controlada

vertical e obter a força de ruptura necessária para obter o RT. A Figura 27 apresenta a realização

do ensaio.

Figura 27 – Ensaio de resistência à tração compressão

Fonte: Autora.

61

3.4.3 Módulo Complexo

O ensaio de módulo complexo foi realizado segundo as normas da AASHTO T 342-11-

Standard Method of Test for Determining Dynamic Modulus of Hot-Mix Asphalt Concrete

Mixtures. Foram moldados no compactador giratório três corpos de prova para cada mistura

com diâmetro de 100 mm e altura entre 147,5 e 152,5 mm. Depois de faceados os corpos de

prova na altura necessária foram colados os três conjuntos de pino necessários para segurar os

LVDTs. Todos os corpos de prova ficaram condicionados na prensa UTM 25 por no mínimo 8

horas nas temperaturas do ensaio. Esse ensaio ocorreu nas seguintes temperaturas: -10°C, 4°C,

21°C, 37°C e 54°C. As frequências utilizadas para o ensaio foram todas as disponíveis pelo

sistema: 25Hz, 20Hz, 10Hz, 5Hz, 2Hz, 1Hz, 0,5Hz, 0,2Hz, 0,1Hz e 0,01Hz. A deformação do

ensaio ficou limitada entre 50 e 75 micro-strain com o objetivo de representar viscosidade linear

dos corpos de prova. A Figura 28 apresenta a realização do ensaio de módulo complexo.

Figura 28 – Execução do ensaio de Módulo Complexo

Fonte: Autora.

3.4.4 Flow Number

O ensaio Uniaxial de carga repetida, conhecido como Flow Number (FN), seguiu as

diretrizes da AASTHO TP 79-15 e NBR 16505/2016. Depois de moldados e retificados foram

ensaiados na prensa UTM 25 três corpos de prova de cada mistura a 60°C. Nesse ensaio aplica-

se repetitivamente um pulso de 204 KPa durante o tempo de 0,1 s e repousa 0,9 s até a ruptura

da amostra. A leitura do FN se dá a partir de dois LVDTs que ficam na parte superior do corpo

de prova conforme se pode observar na Figura 29.

62

Figura 29 – Ensaio uniaxial de carga repetida durante e após o ensaio

Fonte: Autora.

O critério de parada adotado pela norma brasileira é quando o corpo de prova atingir 5%

de deformação ou quando atingir 7.200 ciclos. Com a média do deslocamento dos dois LVDTs

pode-se ajustar a deformação plástica vertical uniaxial ao modelo matemático de Francken,

conforme apresentado na Equação 2.

ε = ANB + C.(eD.N-1) (2)

Onde:

N = número de ciclos;

A, B, C, D = Constantes do modelo Francken.

Para determinar os coeficientes da Equação 1 é necessário utilizar uma planilha

eletrônica do método dos mínimos quadrados, com o objetivo de obter uma curva de

deformação plástica semelhante a curva obtida experimentalmente. Depois de determinadas as

constantes de Francken, foram determinadas duas derivadas onde a segunda determina o FN

quando for igual a zero, ou seja, muda de negativo para positivo.

3.4.5 Uniaxial cíclico de fadiga à tração – compressão

O ensaio uniaxial cíclico de fadiga a tração-compressão seguiu as diretrizes da norma

AASHTO TP 107-14 – Standard Method of Test for Determining the Damage Characteristic

Curve of Asphalt Mixtures from Direct Tension Cyclic Fatigue Tests. O ensaio consiste em

aplicar uma amplitude de movimento do atuador (crosshead) constante até ocorrer a ruptura ou

63

mudança de tendência de evolução do ângulo de fase. Durante o ensaio são coletados e

monitorados os ângulos de fase, módulo dinâmico, deformação e carga.

Para a realização do ensaio foram moldadas amostras de 100 mm de diâmetro e altura

de 160 mm de altura com volume de vazios 5,5% ±0,5%. Posteriormente as amostras foram

retificadas ficando com alturas finais de 130 mm. Após esse processo os corpos de prova

passaram pela colagem de pinos e posteriormente com o auxílio de uma cola epóxi techbond

TLX quartzolit de baixa plasticidade e alta resistência foram coladas duas placas metálicas em

cada corpo de prova com o auxílio de um gabarito para deixá-las bem alinhadas e centralizadas

no corpo de prova. O corpo de prova ficou por 24 horas nesse gabarito, até a cola secar

completamente.

O ensaio ocorreu na prensa UTM 25 na temperatura de 19°C, frequência de 10 Hz e com

variações de amplitudes de deformação. Conforme a norma, o objetivo é que a amplitude de

deformação fique entre 1.000 e 100.000 ciclos. Todas as peças para fixar os corpos de prova na

prensa UTM 25 bem como a criação do gabarito para colar as placas metálicas do GEPPASV

foram desenvolvidas por Boeira (2018) em sua tese de doutorado. Nesta publicação é possível

encontrar maiores detalhes sobre a criação das peças e funcionamento de todo o sistema. A

Figura 30 apresenta o corpo de prova em processo de colagem de pinos no gabarito bem como

o corpo de prova durante o ensaio.

Figura 30 – Colagem de placas metálicas no gabarito e corpo de prova durante o ensaio

Fonte: Autora.

O ensaio consiste em duas fases. A primeira fase chama-se fingerprint que é a aplicação

de um pequeno carregamento na amostra para determinar o módulo complexo, utilizando a

64

mesma frequência do ensaio de fadiga. A segunda fase é o ensaio de fadiga onde o atuador é

programado para chegar a um deslocamento de pico constante em cada ciclo de carga até

ocorrer à ruptura. Para cada corpo de prova é gerado uma curva característica de dano.

3.5 CONTAGEM DE TRÁFEGO

A contagem de tráfego tem caráter quantitativo e classificatório dos veículos e segue os

procedimentos descritos no Manual de Estudos de Tráfego (DNIT, 2006b) e Rede Temática de

Asfalto (2012). Todos os semestres foram realizadas contagens de tráfegos nos cinco segmentos

experimentais a partir da liberação do tráfego. Esse procedimento foi realizado no primeiro

semestre, de março a junho, e no segundo semestre, de agosto a novembro. Esse cuidado é para

que a contagem não ocorra em períodos de férias, principalmente na Avenida Roraima, ERS –

509 “Faixa Velha” e ERS – 509 “Viaduto”, pois são trechos onde essa influência é nitidamente

perceptível, com um menor tráfego, e constatada por Santos (2015).

Até 2015 as contagens de tráfego foram realizadas nas terças, quartas e quintas feiras

das 6 horas da manhã até às 22 horas, contabilizando 16 horas por dia. Bueno (2019) mostrou,

a partir de comparativos entre o NUSACE de um dia típico realizado com a média de três dias

(terça, quarta e quinta-feira) com o NUSACE da quarta feira, uma interferência pouco relevante

entre contagens de três dias consecutivos para contagens de um dia. Portanto, a partir de 2016

foi adotado que as contagens aconteceriam apenas nas quartas feiras das 6 horas às 22 horas.

Vale lembrar que de todos os trechos em análise tem-se uma madrugada de um dia de semana

e um final de semana contados 24 horas.

Todas as contagens levaram em conta as classes dos veículos conforme informa a ficha

de contagem de tráfego do Manual da Rede Temática de Asfalto (2012). A contagem foi horária

e realizada por faixa de rolamento que o veículo passa. Faixa 1 representa a faixa da esquerda

e Faixa 2 representa a faixa da direita. Além disso, foi acompanhada a previsão do tempo, para

que não ocorresse chuva no dia da realização da contagem e que não tivesse feriado na semana

em análise, pois esses dois fatores tornam a semana atípica.

Com os dados obtidos nos levantamentos foi possível estimar o número de solicitações

de eixo padrão (N) durante o semestre através do cálculo dos fatores de equivalência de carga

(FEC) desenvolvidos pela USACE seguindo os procedimentos descritos no Manual de Estudos

de Tráfego (DNIT, 2006b). A razão pela escolha de trabalhar com os fatores da USACE no

cálculo do número de repetições do eixo padrão (N) é devido a maior utilização pelos órgãos

rodoviários nacionais. Vale salientar que, devido a impossibilidade de pesar os eixos dos

65

veículos comerciais, foi adotada a carga máxima legal estabelecida pelo CONTRAN (1998) na

Tabela 7.

Tabela 7 – Carga máxima legal por eixo comercial utilizada na composição do tráfego

Eixo Comercial Carga Máxima Legal (KN)

ESRS – Eixo Simples de Rodas Simples 60

ESRD – Eixo Simples de Rodas Duplas 100 ETD – Eixo Tandem Duplo 170

ETT – Eixo Tandem Triplo 255

Fonte: Adaptado CONTRAN (1998).

Referente a contagem de tráfego da ERS 509 – Viaduto, foi realizado seu primeiro

levantamento de tráfego dia 06 de junho de 2019. Nessa quarta-feira foi realizado a contagem

de tráfego da ERS 509 – Viaduto segmentos A e B e ERS 509 – Faixa Velha. Os três segmentos

ocorreram simultaneamente das 6 horas as 22 horas, contando com três equipes do GEPPASV.

Para obter o N da ERS 509 – Viaduto segmentos A e B foi necessário fazer uma

proporcionalidade nos horários das 22 horas às 6 horas em relação ao trecho ERS 509 – Faixa

Velha. Essa proporcionalidade foi possível porque quando foi realizada a contagem no mesmo

dia foi obtido um total de veículos muito próximos, no qual será apresentado no capítulo 4.

3.6 ANÁLISE DE DESEMPENHO DA ERS 509 VIADUTO POR MEIO DO SOFTWARE

LVECD

Nesse estudo, as simulações do programa LVECD foram usadas para avaliar se a

estrutura de projeto da ERS 509 Viaduto terá a durabilidade prevista em projeto, de 10 anos.

Levando em conta a segurança viária optou-se por trabalhar com o segmento A, uma vez que

este apresentou um N um pouco superior ao N do segmento B. Como durante o estudo foram

definidas duas massas asfálticas convencionais diferentes foram necessárias duas estruturas

diferentes de pavimento. A estrutura 1 foi formada por M6 + M1 da ERS 509 Viaduto segmento

A e a estrutura 2, formada por M6 + M2 da ERS 509 Viaduto segmento A.

As espessuras e materiais utilizados nas camadas foi a mesma executada no trecho,

conforme já apresentado no item 3.2.5. Os coeficientes de Poisson foram utilizados conforme

os já descritos no item 3.3.1.8 e os módulos de resiliência os mesmos retroanalisados. Referente

ao tempo de dimensionamento foi adotado 15 anos para poder obter uma análise mais completa

do pavimento. A Figura 31 apresenta o layout do programa LVECD onde eram inseridos os

dados do trecho.

66

Figura 31 – Apresentação do layout do programa LVECD

Fonte: Autora.

Em relação às características do tráfego, foi determinado uma taxa de crescimento anual

de 3%. O tráfego foi considerado igualmente distribuído ao longo dos meses do ano, mas com

variação das horas do dia conforme indicação de Nascimento (2015) apresentada na Tabela 8.

Tabela 8 – Distribuição do tráfego ao longo das horas do dia

Dist ribuiçã o do tráfeg o

Hora % Hora %

0 0,5 12 8

1 0,5 13 8

2 0,5 14 6

3 0,5 15 6

4 1 16 7

5 2 17 8

6 4 18 6

7 6 19 4

8 8 20 2

9 7 21 1

10 6 22 1

11 6 23 1

Fonte: Nascimento (2015).

67

Foi utilizada área de contato retangular entre pneu-pavimento com uma relação de

1,5714 (comprimento/largura); pressão dos pneus de 800 kPa, espaçamento entre os dos pneus

de 30,47 cm e velocidade de passagem de 80 km/h, conforme recomendações de Nascimento

(2015).

Para a análise da camada de concreto asfáltico foi estabelecida a mesma malha utilizada

nos trabalhos de Nascimento (2015), Fritzen (2016), Mocelin (2018) e Bueno (2019). Essa

malha contém 110 pontos, sendo 10 pontos distribuídos na horizontal e 11 distribuídos na

vertical, todos distribuídos igualmente.

68

4 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS

Nesse capítulo serão apresentados e analisados os resultados dos ensaios realizados com

a presente pesquisa, seguindo os procedimentos já descritos na metodologia.

4.1 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

4.1.1 Macrotextura

Um dos parâmetros analisados nos trechos monitorados foi a macrotextura através do

ensaio da mancha de areia. A Tabela 9 apresenta todos os trechos monitorados com suas médias

de macrotexturas, desvio padrão, coeficiente de variação, limites de aceitação e número de

solicitação do tráfego acumulado durante todos os meses ensaiados.

Tabela 9 – Valores de macrotextura nos trechos monitorados

(continua)

Trechos

Período

Ensaio

(meses)

N USACE

acum.

N AASHTO

acum.

Macro-

textura

Média

(mm)

Desvio

Padrão

(mm)

Coef.

Variação

(%)

Média

+ DP (mm)

Média

- DP (mm)

1 4,40E+04 2,63E+04 0,57 0,07 12,04 0,64 0,50

6 2,62E+05 1,57E+05 0,40 0,03 8,33 0,43 0,37

13 7,52E+05 4,38E+05 0,44 0,06 12,86 0,49 0,38

Avenida

Roraima

19 1,12E+06 6,57E+05 0,42 0,08 18,34 0,50 0,34

25 1,50E+06 8,79E+05 0,47 0,03 5,47 0,50 0,45

67 3,79E+06 2,14E+06 0,48 0,06 12,50 0,54 0,42

71 4,05E+06 2,29E+06 0,54 0,10 19,02 0,64 0,44

77 4,42E+06 2,48E+06 0,37 0,07 18,92 0,44 0,30

1 3,74E+04 1,23E+04 0,35 0,06 15,65 0,41 0,30

7 5,26E+05 1,73E+05 0,30 0,05 15,63 0,35 0,25

Avenida

Hélvio

Basso

13 1,29E+06 4,72E+05 0,29 0,01 4,51 0,31 0,28

19 2,28E+06 8,47E+05 0,30 0,04 12,39 0,34 0,26

26 7,45E+06 2,93E+06 0,37 0,03 8,61 0,41 0,34

30 7,88E+06 3,09E+06 0,30 0,04 12,22 0,34 0,26

36 8,18E+06 3,09E+06 0,33 0,04 12,12 0,37 0,29

1 6,61E+04 2,60E+04 0,68 0,11 16,13 0,79 0,57

BR 158

“Trevo

dos

Quartéis”

6 5,98E+05 2,36E+05 0,48 0,05 10,21 0,53 0,43

49 5,40E+06 2,10E+06 0,43 0,00 0,91 0,43 0,43

53 5,81E+06 2,26E+06 0,53 0,13 24,53 0,66 0,40

59 6,11E+06 2,55E+06 0,46 0,03 6,52 0,49 0,43

69

Tabela 10 – Valores de macrotextura nos trechos monitorados (conclusão)

ERS 509

“Faixa

Velha”

29 3,81E+06 1,75E+06 0,35 0,06 16,28 0,41 0,29

33 4,57E+06 2,06E+06 0,27 0,02 6,32 0,29 0,25

39 5,53E+06 2,40E+06 0,28 0,04 14,29 0,32 0,24

ERS 509

“Viaduto”

trecho A

1 2,02E+05 7,15E+04 0,42 0,04 8,46 0,45 0,38

6 1,05E+06 3,70E+05 0,38 0,02 4,91 0,40 0,36

ERS 509

“Viaduto”

trecho B

1 1,90E+05 6,61E+04 0,47 0,06 12,22 0,53 0,42

6 9,83E+05 3,42E+05 0,35 0,04 11,43 0,39 0,31

Fonte: Autora.

Conforme exposto na Tabela 9, é possível analisar que o desvio padrão das amostras é

representativo, pois a amplitude das medidas é pequena. Porém, analisando o coeficiente de

variação, em alguns ensaios, foi um pouco elevado, chegando a 24,53% na BR 158 “Trevo dos

Quartéis” no 53° mês. Esse fato pode ocorrer devido a diversos fatores como: a variação de

macrotextura entre os pontos de leitura ao longo dos semestres, por não obter com precisão

exata a leitura no mesmo local do semestre anterior, alguns pontos podem apresentar um

desgaste maior que outro ponto da pista em análise, ou ainda essa diferença pode ocorrer por

diferente operador de um semestre para o outro.

A Figura 32 apresenta a visão geral de todos os trechos no primeiro mês de abertura do

tráfego bem como se encontra no último mês de atualização do ensaio que ocorreu em junho de

2019. Vale lembrar que cada trecho monitorado tem data de abertura de tráfego distinta,

portanto o mês atual descrito no gráfico corresponde a diferentes idades dos pavimentos, sendo:

77 meses para a Avenida Roraima, 36 meses para a Avenida Hélvio Basso, 59 meses para a BR

158 – Trevo dos Quartéis, 39 meses para a ERS 509 – Faixa Velha e 6 meses para a ERS 509

– Viaduto (segmentos A e B).

70

Figura 32 – Aspecto geral da macrotextura dos trechos monitorados

0,90

0,80

0,70

0,60

0,50

0,40

0,30

0,20

0,10

0,00

Av.

Roraima

Av. Hélvio

Baso

BR 158 "Trevo dos Quartéis"

ERS 509

"Faixa Velha"

ERS 509

"Viaduto" A

ERS 509

"Viaduto" B

Fonte: Autora.

É possível observar que no primeiro mês de abertura do tráfego quatro trechos

monitorados apresentavam textura média. Apenas a Avenida Hélvio Basso e a ERS 509 –

“Faixa Velha” encontravam-se com textura fina. Esse fato pode ocorrer devido ao arranjo

granulométrico das misturas e devido a um alto grau de compactação das misturas, causando

um menor volume de vazios.

Além disso, é nítido observar que ao longo do tempo todos os trechos monitorados

sofreram uma redução no valor da macrotextura. Todos os pavimentos apresentam hoje textura

fina, com exceção da BR 158 “Trevo dos Quartéis” que continua com textura média. Para

trechos com textura fina é indicado velocidades inferiores a 80 km/h, o que todos os trechos

atendem.

Através dos dados disponíveis na Tabela 9 obteve-se a Figura 33 que apresenta o

comportamento geral de todos os dados de macrotextura dos trechos em análise, em relação ao

número de solicitações equivalentes do eixo padrão da USACE. Foi escolhido apresentar apenas

o N da USACE por ser o padrão do DNIT.

0,33

Mac

rote

xtu

ra M

édia

(m

m)

Primeiro mês Atual Textura grossa

0,68

0,57

Textura média

0,47

0,37 0,35

0,35 0,42

0,38 0,35

0,28

Textura muito fina

71

Média Roraima

Média Hélvio Basso Média Trevo dos Quartéis Média ERS 509 "Faixa Velha"

Média ± DP Roraima

Média ± DP Hélvio Basso Média ± DP Trevo dos Quartéis

Média ± DP ERS 509 "Fx. Velha"

Figura 33 – Comportamento das macrotexturas dos trechos monitorados

0,90

0,80

0,70

0,60

0,50

0,40

0,30

0,20

0,10

0,00

0,00E+00 2,00E+06 4,00E+06 6,00E+06 8,00E+06 1,00E+07

Tráfego Acumulado (NUSACE)

Fonte: Autora.

Com esse gráfico é possível analisar que em todos os trechos houve uma redução da

primeira medida para a segunda da macrotextura. Isso ocorre, pois depois da liberação do

tráfego os vazios existentes são preenchidos com sujeiras e até mesmo borracha dos pneus dos

veículos, reduzindo assim a macrotextura do pavimento. Posteriormente não se pode concluir

nenhuma característica em comum entre os trechos monitorados, pois cada um apresenta suas

respectivas características.

A partir dos dados de macrotextura e do N acumulado da USACE e AASHTO foi

possível criar equações de modelos para os trechos em monitoramento. Devido à recente

abertura do tráfego na ERS 509 – “Viaduto” trecho A e trecho B, não foram realizados modelos

de previsão de desempenho para este trecho sob nenhum ensaio. É necessário um maior banco

de dados para obter modelos de previsão de desempenho para esse trecho.

A Tabela 11 apresenta as equações bem como os coeficientes de determinação (R2) e os

erros padrão de estimativa (p). O R2 representa o quanto o modelo consegue explicar os valores

encontrados durante o ensaio e o p representa a precisão na unidade de medida do parâmetro

em estudo através do cálculo da raiz da soma das diferenças quadradas dividida pelo número

de amostras menos dois.

Mac

rote

xtu

ra (

mm

)

72

AASHTO AASHTO

AASHTO AASHTO

AASHTO AASHTO

Tabela 11 – Modelos de Previsão de desempenho para macrotextura

Método Trecho

Monitorado Modelo de Previsão de Desempenho R²

p

(mm)

Avenida MAR = -5,41x10-31xN 5 + 3,32x10-24xN AASHTO4 -

Roraima

Avenida

7,11x10-18xN 3 + 6,25x10-12xN 2 - 2,13x10- 06xNAASHTO + 6,20x10-01

MAHB = 7,39x10-27xN 4 - 1,16x10-19xN 3 +

0,91 0,131

0,88 0,017

Hélvio Basso 3,78x10-13xN 2 - 2,95x10-07xN + 0,3504

AASHTO BR 158 MATQ = -3,61x10-25xNAASHTO4 + 1,62x10-18xNAASHTO

3 -

USACE

BR 158

MATQ = -2,14x10-26xNUSACE4 + 2,51x10-19xNUSACE

3 - 7,47x10- 1,00 0,010

"Trevo dos

Quartéis" 13xN 2 + 4,01x10-08xN

USACE +0,68

Fonte: Autora.

ERS 509 "Faixa

Velha"

MA509 = 1,13x10-13xNUSACE 2 - 1,20x10-06xNUSACE + 3,6005 1,00 0,015

Onde:

MA = Valor de macrotextura da superfície do pavimento (mm);

NUSACE = Número equivalente de solicitações do eixo padrão de 8,2 tf acumulado,

calculado pelo FEC da USACE;

NAASHTO = Número equivalente de solicitações do eixo padrão de 8,2 tf acumulado,

calculado pelo FEC da AASHTO;

R² = Coeficiente de determinação;

p = Erro padrão de estimativa (mm).

AASHTO

USACE

"Trevo dos 1,59x10-12xN 2 - 5,97x10-07xN + 0,6928

Quartéis" AASHTO AASHTO

ERS 509

1,00 0,137

2 -06 "Faixa MA509 = 7,05x10-13xNAASHTO - 3,31x10 xNAASHTO + 4,31

Velha"

1,00 0,137

Avenida -3,10x10-32xNUSA 5 + 3,37x10-25xNUSA 4 - 1,27x10-

CE CE Roraima

18xNUSA 3 -12

USA 2 -06

USACE + CE + 1,97x10 xN CE - 1,18x10 xN

0,91

0,103

0,6142

Avenida 5,82x10-34xNUSACE

5 - 1,06x10-26xNUSA 4 + 5,77x10- CE

Hélvio Basso 20xNUSA 3 - 7,72x10-14xNUSA 2 - 3,03x10-08xN +

CE CE USACE

0,80

0,020

0,3464

73

Analisando a Tabela 11 é possível observar que todos os modelos seguem um bom R2.

Também é possível notar que em geral os erros padrões de estimativa da USACE deram menor

que os da AASHTO, com exceção da Avenida Hélvio Basso. Além disso, o modelo de previsão

74

da BR 158 “Trevo dos Quartéis” pelo USACE foi o que apresentou o menor erro padrão de

todos os modelos em análise.

Para verificar a confiabilidade dos modelos de previsão de macrotextura obtidos fez-se

uma correlação dos valores medidos em campo dos valores calculados pelos modelos de

previsão de desempenho tanto com o N da USACE como o N da AASHTO. Essa correlação

pode ser observada na Figura 34. Quanto mais próximos da reta maior a confiabilidade do

modelo apresentado.

Figura 34 – Correlação entre valores calculados e valores medidos da macrotextura

0,90

0,80

0,70

0,60

0,50

0,40

0,30

0,20

0,10

Roraima USACE Hélvio Basso USACE

Trevo dos Quartéis USACE ERS 509 Fx Velha USACE

Roraima AASHTO Hélvio Basso AASHTO

Trevo dos Quartéis AASHTO ERS 509 Fx Velha AASHTO

0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90

Macrotextura Medida (mm)

Fonte: Autora.

Observam-se na Figura 34 que os valores se apresentam próximos da reta, tanto os

modelos de previsão da USACE como da AASHTO. O que menos se aproximou da reta foi a

Avenida Roraima, porém, apenas em alguns pontos. Isso comprova que os modelos de previsão

de desempenho estão de acordo com o comportamento visualizado em campo.

4.1.2 Microtextura

Outra avaliação funcional realizada nos trechos foi a microtextura através do ensaio de

pêndulo britânico. A partir dos ensaios foi possível obter a Tabela 12 com os valores médios da

microtextura à medida que o tráfego era solicitado. Nessa tabela além dos valores médios da

Mac

rote

xtu

ra C

alcu

lada

(mm

)

75

microtextura tem-se o coeficiente de variação, desvio padrão das amostras, seus limites de

aceitação e número de equivalente de eixo padrão acumulado.

Pode-se observar a partir da Tabela 12 que os valores de desvio padrão e coeficiente de

variação deram baixos em todos os trechos. Com o intuito de classificar a textura do pavimento

foi elaborada a Figura 35, onde se apresenta a visão geral da microtextura de todos os trechos

no primeiro mês de abertura do tráfego bem como se encontra no último mês de atualização do

ensaio que ocorreu em junho de 2019. Lembrando que os pavimentos tem idades distintas no

mês de atualização do ensaio, conforme já mostrado anteriormente e pode-se observar

novamente na Tabela 12.

Tabela 12 – Valores de microtextura dos trechos monitorados

Trechos

Período

Ensaio

(meses)

NUSACE

acum.

NAASHTO

acum.

Microtextura

Média

(VRD)

Desvio

Padrão

(DP)

Coef.

Variação

(%)

Média

+ DP

Média -

DP

1 4,40E+04 2,63E+04 84,25 4,28 5,08 88,53 79,97

6 2,62E+05 1,57E+05 79,48 12,22 15,37 91,70 67,26

13 7,52E+05 4,38E+05 29,80 2,54 8,53 32,34 27,26

Avenida

Roraima

19 1,12E+06 6,57E+05 32,48 1,79 5,52 34,27 30,69

25 1,50E+06 8,79E+05 37,52 2,08 5,55 39,60 35,44 67 3,79E+06 2,14E+06 61,00 4,33 7,10 65,33 56,67 71 4,05E+06 2,29E+06 61,44 7,07 11,50 68,51 54,37

77 4,42E+06 2,48E+06 61,88 1,41 2,28 63,29 60,47 1 3,74E+04 1,23E+04 85,96 2,99 3,48 88,95 82,97

7 5,26E+05 1,73E+05 35,32 1,31 3,70 36,63 34,01

Avenida

Hélvio

Basso

13 1,29E+06 4,72E+05 39,20 3,87 9,87 43,07 35,33

19 2,28E+06 8,47E+05 34,12 2,58 7,55 36,70 31,54

26 7,45E+06 2,93E+06 64,76 3,25 5,02 68,01 61,51 30 7,88E+06 3,09E+06 66,64 5,65 8,48 72,29 60,99

36 8,18E+06 3,09E+06 62,12 2,92 4,70 65,04 59,20

1 6,61E+04 2,60E+04 73,40 2,85 3,88 76,25 70,55

BR 158

“Trevo dos

Quartéis”

6 5,98E+05 2,36E+05 31,16 0,91 2,94 32,07 30,25

49 5,40E+06 2,10E+06 65,88 4,27 6,48 70,15 61,61

53 5,81E+06 2,26E+06 59,64 3,71 6,22 63,35 55,93 59 6,11E+06 2,55E+06 52,12 3,60 6,91 55,72 48,52

ERS 509

“Faixa

Velha”

29 3,81E+06 1,75E+06 66,48 4,96 7,46 71,44 61,52

33 4,57E+06 2,06E+06 62,60 5,13 8,20 67,73 57,47

39 4,91E+06 2,40E+06 77,92 4,05 5,20 81,97 73,87

ERS 509

“Viaduto”

trecho A

1 2,02E+05 7,15E+04 68,76 1,43 2,08 70,19 67,33

6 1,05E+06 3,70E+05 79,90 7,95 9,95 87,85 71,95

ERS 509

“Viaduto”

trecho B

1 1,90E+05 6,61E+04 77,00 2,49 3,24 79,49 74,51

6 9,83E+05 3,42E+05 62,93 2,67 4,24 65,60 60,26

Fonte: Autora.

76

Figura 35 – Aspecto geral da microtextura dos trechos monitorados

100,00

90,00

80,00

70,00

60,00

50,00

40,00

30,00

20,00

10,00

0,00 Av.

Roraima

Av. Hélvio

Baso

BR 158

"Trevo dos

Quartéis"

ERS 509 "Faixa

Velha"

ERS 509 "Viaduto"

A

ERS 509 "Viaduto"

B

Fonte: Autora.

Pode-se observar a partir da Figura 35 que inicialmente 50% dos trechos em

monitoramentos iniciaram sua vida útil em uma textura muito rugosa e outros 50% em uma

textura rugosa. Atualmente, os dois trechos mais antigos em monitoramento, Roraima e Hélvio

Basso encontram-se em uma textura rugosa. O Trevo dos Quartéis passou de uma textura rugosa

para mediamente rugosa. E o trecho do Viaduto sentido B passou de muito rugoso a rugoso do

primeiro mês para o sexto mês provavelmente porque com o início do tráfego o agregado perdeu

a película protetora de ligante asfáltico passando a sofrer desgaste devido a solicitação do

tráfego. A Faixa Velha juntamente com o Viaduto sentido A foram exceções, pois atualmente

apresentam uma microtextura maior que a inicial passando de rugosa para muito rugosa. Como

esses dois trechos apresentam poucos dados até o momento, é necessário um continuo

acompanhamento para observar melhor o comportamento do pavimento. Esse aumento de

microtextura pode ocorrer por alguns motivos, como: troca de operador que realizou o ensaio,

dificuldade de realizar o ensaio sob o mesmo ponto ou ainda equívoco de leitura do resultado

no equipamento de ensaio.

Mic

rote

xtu

ra M

édia

Primeiro mês Atual

Muito rugosa

84,25 85,96 77,92

79,9 77

73,40

68,76

61,88 62,12 62,93

52,12 Rugosa

Mediamente rugosa

Insuficientemente rugosa

Lisa

Muito lisa

Perigosa

77

A partir dos dados expostos na Tabela 12 foi possível plotar a Figura 36 para analisar

com maior clareza os valores da microtextura em função da solicitação de tráfego ao longo do

tempo em todos os trechos.

Figura 36 – Comportamento das microtexturas dos trechos monitorados

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0,00E+00 1,50E+06 3,00E+06 4,50E+06 6,00E+06 7,50E+06 9,00E+06

Tráfego acumulado (NUSACE)

Fonte: Autora.

Percebe-se na Figura 36 que em todos os trechos da primeira leitura para a segunda ou

terceira leitura o valor da microtextura reduz acentuadamente. Esse fato pode acorrer devido ao

agregado perder a película de ligante asfáltico que cobre o mesmo, passando a sofrer desgaste

com a solicitação do tráfego, diminuindo assim sua textura.

Assim como no parâmetro de macrotextura, foram realizados modelos de previsão de

microtextura para o N da USACE e AASHTO. A Tabela 13 apresenta as equações, R² e p.

Média Roraima

Média Hélvio Basso

Média Trevo dos Quartéis

Média ERS 509 "Fx. Velha"

Média ± DP Roraima

Média ± DP Hélvio Basso

Média ± DP Trevo dos Quartéis

Média ± DP ERS 509 "Fx. Velha"

Mic

rote

xtu

ra (

VR

D)

78

Tabela 13 – Modelos de Previsão de desempenho para microtextura

Método Trechos

M os Modelo de Previsão de Desempenho R²

p

(VRD)

Avenida Roraima

MIR = 4,44x10-29xNAASHT 5 - 2,49x10-22xNAASHT 4 + 4,17x10-16xNAASHT 3 - 1,37x10-10xNAASHT 2 - 1,22x10-

04xNAASHTO + 91,693

0,93

7,932

AASHTO

Avenida Hélvio

Basso

MIHB = -1,06x10-28xNAASHTO5 + 7,84x10-22xNAASHTO

4 - 1,91x10-15xNAASHT 3 + 1,72x10-09xNAASHT 2 - 5,77x10-

04xNAASHTO +92,783

1,00

50,232

BR 158 "Trevo

dos Quartéis"

4 -16 3

2 - 3,06x10-04xN + 81,053

1,00

36,613

ERS 509 "Faixa

Velha"

2 -04

408,51

1,00

0,912

Avenida Roraima

MIR = 2,13x10-30xNUSA 5 - 2,05x10-23xNUSA 4 + 3 -11 2 -

05xNUSACE + 92,634

0,92

8,678

USACE

Avenida Hélvio

Basso

MIHB = -3,52x10-31xNUSACE5 + 7,06x10-24xNUSACE

4 - 4,82x10-17xNUSACE

-10 2 -

0,94

5,853

BR 158 "Trevo

dos Quartéis"

4 -18 3

4,83x10-11xNUSA 2 - 1,09x10-04xNUSACE +80,382

1,00

0,163

ERS 509 "Faixa

Velha"

2 -04

299,54

1,00

0,614

Fonte: Autora.

Onde:

MI = Valor de microtextura da superfície do pavimento (mm);






p = Erro padrão de estimativa (VRD).

Referente aos valores encontrados da Tabela 13 é possível analisar que se têm erros

padrões altos para o trecho da Hélvio Basso e do Trevo dos Quartéis para o modelo da

AASHTO. Isso ocorreu porque quando o volume de tráfego passou para outra grandeza de 105

para 106 e 104 para 105 respectivamente, o modelo não conseguiu acompanhar essa tendência

resultando em erros maiores.

79

Para apresentar a confiabilidade dos modelos de previsão de microtextura com maior

clareza foi desenvolvido o gráfico da Figura 37 onde é possível visualizar tanto os valores

medidos em campo, bem como os valores calculados pelos modelos. Quanto mais próximo os

valores estiverem da reta, maior a confiabilidade do modelo.

Figura 37 – Correlação entre valores calculados e valores medidos da microtextura

100

80

60

40

20

0

-20

0 20 40 60 80 100

Microtextura Medida (VRD)

Fonte: Autora.

Verifica-se através da Figura 37 que a maioria dos valores estão bem próximos da reta.

Os valores mais distantes foram alguns calculados para o trecho da Hélvio Basso e Trevo dos

Quartéis a partir do N da AASHTO, conforme já havia sido confirmado com o erro padrão na

tabela anterior. Esses valores não podem ser utilizados como padrão para os referidos trechos,

pois são valores irreais.

4.1.3 International Friction Index – IFI

O International Friction Index (IFI) é o valor harmonizado de atrito pneu-pavimento

que possibilita uma maior segurança em manobras de curvas e frenagem dos veículos. Os

valores de IFI são obtidos através da combinação de valores de macrotextura e microtextura,

conforme apresentado na norma ASTM E 1960/1998.

Roraima USACE Roraima AASHTO Hélvio Basso USACE Hélvio Basso AASHTO Trevo dos Quartéis USACE Trevo dos Quartéis AASHTO ERS 509 Faixa Velha USACE ERS 509 Faixa Velha AASHTO

Mic

rote

xtu

ra C

alcu

lad

a (V

RD

)

80

A Figura 38 apresenta o comportamento dos valores de atrito em função da velocidade

de deslocamento do veículo em cada período que foi realizado o ensaio de macrotextura e

microtextura para a Avenida Roraima.

Figura 38 – Comportamento do atrito em função da velocidade na Roraima

1,2

1,1

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,0

0 20 40 60 80 100 120

Velocidade de deslocamento (km/h)

Fonte: Autora.

A partir da Figura 38 é possível perceber que com o aumento da velocidade de

deslocamento tem-se a redução do atrito pneu-pavimento. Também é notável que os ensaios

realizados no 6° e 77° mês após liberação do tráfego são os que apresentam os maiores IFI. Isso

se deve pelo fato de ter valores baixos de macrotextura nesses meses de ensaio. Também

verifica-se que à medida que aumenta a velocidade de deslocamento os valores de atrito pneu

pavimento começam a ficar mais próximos independente dos meses de ensaio. Além disso,

analisando uma mesma velocidade padrão 60 km/h, percebe-se que nos três primeiros ensaios

há uma redução mais acentuada de valor de IFI, porém depois os valores começam a se tornar

mais constantes com menores variações. Isso ocorre principalmente pela estabilidade e

constância dos valores da macrotextura.

Na Avenida Hélvio Basso também foi desenvolvida a Figura 39 que apresenta a

combinação de macrotextura e microtextura obtidos nos ensaios realizados em campo.

1 mês

6 meses

13 meses

19 meses

25 meses

67 meses

71 meses

77 meses

IFI

81

Figura 39 – Comportamento do atrito em função da velocidade na Hélvio Basso

1,2

1,1

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,0

0 20 40 60 80 100 120


Fonte: Autora.

Observa-se que com o aumento da velocidade de deslocamento reduz os valores de IFI.

Além disso, nas velocidades de deslocamento menores tem-se uma grande redução do IFI e a

partir de 60 km/h essa redução torna-se menor. Nota-se ainda que em uma velocidade de 100

km/h todos os valores de atrito estão praticamente juntos e bem próximos de zero, o que é

extremamente inseguro para o usuário da via.

Posteriormente foi realizada a Figura 40 que apresenta a combinação de macrotextura e

microtextura obtidos nos ensaios realizados em campo para o trecho Trevo dos Quartéis.

Observa-se na Figura 40 que do primeiro monitoramento para o segundo há uma grande

redução do IFI e, a partir desse se mantém com pequena variação, quase constante. Essa grande

redução se deve principalmente devido à redução da microtextura que também foi grande,

ocasionando assim, a redução do IFI.

1 mês

7 meses

13 meses

19 meses

26 meses

30 meses

36 meses

IFI

82

Figura 40 – Comportamento do atrito em função da velocidade no Trevo dos Quartéis

1,2

1,1

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,0 0 20 40 60 80 100 120


Fonte: Autora.

Na ERS 509 – “Faixa Velha” a combinação dos dados de macrotextura e microtextura

obtidos nos ensaios realizado em campo deram origem a Figura 41.

Figura 41 – Comportamento do atrito em função da velocidade na Faixa Velha

1,2

1,1

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,0

0 20 40 60 80 100 120


Fonte: Autora.

Esse trecho monitorado, observado na Figura 41, é um segmento com poucas leituras,

porém, é notória uma grande redução do primeiro para o segundo mês em análise e uma pequena

1 mês

6 meses

49 meses

53 meses

59 meses

29 mês

33 meses

39 meses

IFI

IFI

83

variação do segundo para a terceira analise. Esse fato pode ter ocorrido porque da primeira para

a segunda houve um período relativamente maior que o tempo decorrido da segunda para a

terceira análise. A partir de 60 km/h o valor do IFI da segunda e terceira análise permanece

igual, mostrando uma constância de valores. Porém é necessário um banco de dados maior para

uma análise mais completa da ERS 509 – “Faixa Velha”.

Foi realizado também modelos de previsão de desempenho para os IFI de veículos que

se deslocam a 60 km/h, tanto para a AASHTO quanto para USACE. Foi escolhida essa

velocidade por se tratar da velocidade padrão da norma. A Tabela 14 apresenta as equações dos

modelos, coeficientes de determinação e os erros padrão de estimativa.

Tabela 14 – Modelos de previsão de desempenho para o IFI dos trechos monitorados

Método Trechos

Monitorados Modelo de Previsão de Desempenho R² p

Roraima

4 -19 3 IFIR = 8,80x10-26xNAASHTO - 6,05x10 xNAASHTO

2 -07 + 1,32x10-12xNAASHTO - 9,68x10 xNAASHTO +

0,3366

0,94

0,042

AASHTO

Hélvio Basso

IFIHB = -1,70x10-31xNAASHT 5 + 1,25x10- O

24xNAASHT 4 - 3,07x10-18xNAASHT

3 + 2,82x10- 12xN

O 2 - 9,81x10-07xN

O + 0,186

AASHTO AASHTO

0,99

0,402

Trevo dos

Quartéis

3 - IFITQ = -2,00x10-19xNAASHTO + 9,42x10

13xNAASHT 2 - 1,17x10-06xNAASHTO + 0,3596

O

0,99 0,009

ERS 509 Faixa

Velha

IFI509 = 4,60x10-13xNAASHTO2 - 2,04x10-

06xNAASHTO + 2,4691 1,00 0,007

Roraima

4 -19 3 IFIR = 9,92x10-27xNUSACE - 1,17x10 xNUSACE + 4,43x10-13xNUSA 2 - 5,58x10-07xNUSACE + 0,3347

CE 0,93 0,032

Hélvio Basso

5 -28 4 IFIHB = -1,42x10-35xNUSACE + 9,41x10 xNUSACE

- 1,55x10-20xNUSA 3 + 9,23x10-14xNUSA 2 - CE CE

1,76x10-07xNUSACE + 0,1736

0,85

0,016

USACE

IFI = -1,29x10-20xN

3+ 1,50x10

-

TQ USACE 13xNUSA 2 - 4,63x10-07xN + 0,3595

CE USACE

Trevo dos

Quartéis 0,99 0,016

ERS 509 Faixa

Velha

2 -07 IFI509 = 7,03x10-14xNUSACE - 7,05x10 xNUSACE +

1,97 0,89 0,003

Fonte: Autora.

Onde:

IFI = Valor de atrito entre pneu e pavimento;






p = Erro padrão de estimativa (VRD).

84

Observa-se na Tabela 14 que se têm coeficientes de determinação altos e erros padrão

de estimativa baixos, confirmando a confiabilidade dos modelos. A exceção é o modelo de

previsão da AASHTO para o trecho Hélvio Basso, pois apresentou um erro alto comparado aos

demais trechos. Isso aconteceu porque o modelo não se adaptou bem quando o volume de

tráfego que passou de 105 para 106 ou também porque a microtextura desse trecho já havia

apresentado um erro maior.

Além da Tabela 14, fez-se o gráfico da Figura 42 para verificar o ajuste dos modelos

calculados, visualizando se os pontos estão próximos ou não da reta de igualdade. Quanto mais

próximos da reta estiverem os pontos, maior a confiabilidade do modelo.

Figura 42 – Comparativo entre valores medidos e calculados para IFI dos trechos

0,40

0,30

0,20

0,10

0,00

-0,10

-0,20

-0,30

-0,40

-0,50

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20

0,25 0,30 0,35 0,40

IFI Calculado pela Macrotextura e Microtextura (60km/h)

Fonte: Autora.

A Figura 42 comprova o que foi informado na Tabela 14. A maioria dos pontos fica bem

próxima da linha, mostrando uma coerência entre os valores calculados pelo modelo e os

calculados pela macrotextura e microtextura. Alguns pontos do trecho da Avenida Hélvio Basso

calculados pela AASHTO não são satisfatórios, deixando o erro do modelo insatisfatório.

Roraima USACE

Roraima AASHTO

Hélvio Basso USACE

Hélvio Basso AASHTO

Trevo dos Quartéis USACE

Trevo dos Quarteis AASHTO

ERS 509 Fx Velha USACE

ERS 509 Fx Velha AASHTO

IFI

Cal

cula

do

pel

o M

od

elo

(6

0k

m/h

)

85

4.1.4 International Roughness Index – IRI

O International Roughness Index (IRI) representa o quanto o pavimento se encontra

irregular. A partir dos ensaios realizados em campo fez-se a Tabela 15 que apresenta os valores

médios de irregularidade, desvio padrão, coeficiente de variação, solicitações equivalentes do

eixo padrão e seus limites de aceitação.

Tabela 15 – Valores médios de IRI nos trechos monitorados

Trechos

Monitorado

Período

Ensaio

(meses)

NAASHTO

Acum.

NUSACE

Acum.

IRI

Médio

(m/km)

Desvio

Padrão

(m/km)

Coef.

Variação

(%)

Média +

DP

(m/km)

Média -

DP

(m/km)

14 6,15E+05 6,15E+05 1,90 0,61 32,11 2,51 1,29 21 8,71E+05 1,05E+06 2,08 0,59 28,37 2,67 1,49

56 2,03E+06 2,93E+06 2,25 0,75 33,33 3,00 1,50

Roraima 62 2,20E+06 3,20E+06 2,31 0,66 28,57 2,97 1,65

65 2,31E+06 3,36E+06 2,22 0,66 29,73 2,88 1,56 71 2,44E+06 3,67E+06 2,41 0,82 34,02 3,23 1,59

80 2,65E+06 4,12E+06 2,31 0,21 9,09 2,52 2,10

15 5,25E+05 1,46E+06 1,96 0,60 30,61 2,56 1,36

50 2,16E+06 5,37E+06 2,22 0,49 22,07 2,71 1,73

Hélvio

Basso

56 2,42E+06 5,97E+06 2,20 0,46 20,91 2,66 1,74

60 2,61E+06 6,39E+06 2,13 0,42 19,72 2,55 1,71

66 2,90E+06 7,05E+06 2,36 0,36 15,25 2,72 2,00 75 3,34E+06 7,49E+06 2,34 0,42 17,95 2,76 1,92

7 2,78E+05 7,06E+05 1,76 0,28 15,91 2,04 1,48

13 5,61E+05 1,34E+06 1,75 0,37 21,14 2,12 1,38

18 8,03E+05 1,92E+06 2,01 0,49 24,38 2,50 1,52

Trevo dos

Quartéis

23 1,04E+06 2,52E+06 2,24 0,68 30,36 2,92 1,56

37 1,73E+06 4,44E+06 1,98 0,51 25,76 2,49 1,47

42 1,98E+06 5,07E+06 1,94 0,66 34,02 2,60 1,28

46 2,14E+06 5,50E+06 2,13 0,56 26,29 2,69 1,57

52 2,36E+06 6,28E+06 2,11 0,67 31,75 2,78 1,44 61 2,80E+06 6,71E+06 2,05 0,59 28,78 2,64 1,46

16 3,08E+04 1,99E+06 1,70 0,47 27,65 2,17 1,23

ERS 509

"Faixa

Velha"

22 3,82E+05 2,75E+06 1,65 0,35 21,21 2,00 1,30

25 6,20E+05 3,27E+06 1,73 0,32 18,50 2,05 1,41

31 1,05E+06 4,34E+06 1,72 0,48 27,91 2,20 1,24 40 1,56E+06 5,77E+06 1,74 0,50 28,74 2,24 1,24

ERS 509

"Viaduto" A

1 7,15E+04 2,02E+05 2,29 0,65 28,38 2,94 1,64

8 4,98E+05 1,41E+06 2,19 0,54 24,61 2,73 1,65

ERS 509

"Viaduto" B

1 6,61E+04 1,90E+05 2,15 0,73 33,95 2,88 1,42

8 4,61E+05 1,32E+06 2,24 0,73 32,65 2,97 1,51

Fonte: Autora.

86

Média Roraima Média ± DP Roraima Média Hélvio Basso

Média ± DP Hélvio Basso

Média ± DP Trevo dos Quartéis Média ERS 509 "Faixa Velha"

Média ± DP ERS 509 "Faixa Velha"

Média Trevo dos Quartéis

IRI

(m/k

m)

De modo geral, os trechos monitorados, atualmente enquadram seus valores médios de

IRI em um conceito bom, segundo o Manual de Restauração do DNIT (2006), com valores entre

2,19 e 2,41 m/km. Apenas a ERS 509 - Faixa Velha que está com um conceito considerado

excelente, pois apresenta, atualmente, valor na ordem de 1,74 m/km.

Os coeficientes de variação dos ensaios mostram-se elevados, pois cada metro da pista

pode apresentar diferentes irregularidades, causando esses aumentos. A Avenida Roraima por

apresentar os maiores valores de IRI também detém os maiores coeficientes de variação dos

ensaios.

Ainda é notável uma aparente redução de valor de irregularidade em algumas situações

especificas de um semestre para o subsequente. Porém esses valores não são significativos

sendo enquadrados, segundo Bueno (2019), como variações corriqueiras em dados medidos em

campo com comportamento aleatório. Além disso, a troca de condutor para a realização do

ensaio também pode contribuir para ocasionar essa pequena diferença. Barella (2008) corrobora

que a mudança de condutor do veículo pode resultar em um novo perfil longitudinal e,

consequentemente, ocorrer oscilações nos resultados de irregularidade. Porém, em trechos com

mais de 10 anos de monitoramento é inviável ter sempre o mesmo operador, o que propicia o

aparecimento destas pequenas variações nos resultados. Paterson (1987) afirma que esses

pequenos “erros” são partes naturais de conjuntos de dados empíricos que a partir de modelos

de desempenho feitos com estatísticas de regressão acabam sendo eliminados.

A partir dos dados apresentados na Tabela 15 foi desenvolvido o gráfico da Figura 43

para analisar a evolução do IRI ao longo do tráfego à medida que era acumulado.

Figura 43 – Comportamento do IRI em relação ao tráfego acumulado

4,00

3,50

3,00

2,50

2,00

1,50

1,00 0,00E+00 2,00E+06 4,00E+06 6,00E+06 8,00E+06

Número de solicitações (NUSACE)

Fonte: Autora.

87

A Figura 43 apresenta, de modo geral, um aumento do IRI à medida que o tráfego é

solicitado, o que é esperado quando comparado com outras literaturas. Esse aumento da

irregularidade ocorre devido à degradação do pavimento com o passar dos anos, ocorrendo

diversas patologias como fissuras, trincas, panelas e escorregamento de massa asfáltica.

A partir da Figura 43 foi possível fazer modelos de previsão de desempenho lineares

para os IRI dos trechos monitorados. As equações dos modelos bem como o coeficiente de

determinação e o erro padrão de estimativa estão apresentados na Tabela 16.

Tabela 16 - Modelos de previsão de desempenho para o IRI dos trechos monitorados

Método Trechos Monitorados Modelo de Previsão de Desempenho R² p (m/km)

Avenida Roraima IRIR = 1,97x10-07xNAASHTO + 1,8425 0,85 0,081

AASHTO

Avenida Hélvio Basso

Trevo dos Quartéis

IRIHB = 1,36x10-07xNAASHTO + 1,8847

IRITQ = 1,00x10-07xNAASHTO + 1,8438

0,76

0,29

0,082

0,194

ERS 509 Fx Velha IRI509 = 3,79x10-08xNAASHTO + 1,6803 0,40 0,032

Avenida Roraima IRIR = 1,17x10-07xNUSACE + 1,8941 0,85 0,082

Avenida Hélvio Basso IRIHB = 5,75x10-08xNUSACE + 1,8721 0,76 0,086 USACE

Trevo dos Quartéis IRITQ =3,92x10-08xNUSACE + 1,8463 0,29 0,194

ERS 509 Fx Velha IRI509 = 1,53x10-08xNUSACE + 1,65 24 0,40 0,032

Fonte: Autora.

Onde:

IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (m/km);






p = Erro Padrão de Estimativa (m/km).

Verifica-se a partir da Tabela 16 que os erros padrão de estimativa (p) encontrada para

os modelos são baixos, comprovando que os valores calculados condizem como os valores

encontrados em campo. Apesar do Trevo dos Quartéis e da ERS 509 Faixa Velha apresentarem

coeficientes de determinação baixos, esse modelo apresentou um bom valor obtido em campo.

Esses baixos valores de coeficientes de determinação podem ter ocorrido por esses dois trechos

apresentarem uma variação maior de um mês para outro, de um modo geral.

88

Roraima USACE Helvio Basso USACE Trevo dos Quartéis USACE ERS 509 "Fx Velha" USACE

Roraima AASHTO Hélvio Basso AASHTO Trevo dos Quartéis AASHTO ERS 509 Fx Velha AASHTO

Com os modelos apresentados, é possível avaliar os IRI medidos em campo através dos

IRI calculados, conforme apresenta a Figura 44.

Figura 44 – Comparativo entre valores medidos e calculados para IRI dos trechos

2,90

2,70

2,50

2,30

2,10

1,90

1,70

1,50

1,50

Fonte: Autora.

1,70

1,90 2,10 2,30 2,50 2,70 2,90

IRI Medido (m/km)

Observa-se a partir da Figura 44 que os valores estão bem próximos da linha de

igualdade, comprovando que os modelos de previsão de desempenho representam de forma

adequada os resultados encontrados em campo.

4.1.5 ATR

O afundamento de trilha de roda (ATR) é um defeito importante de ser analisado nos

pavimentos rodoviários. Com o surgimento do ATR ocorre o acúmulo de água na pista,

prejudicando a segurança dos usuários. Segundo o Manual de Restauração de Pavimentos

Asfálticos do DNIT (2006) afundamentos a partir de 13 mm criam condições para ocorrer a

hidroplanagem.

A partir dos levantamentos de campo com o perfilômetro a laser foi realizada a Tabela

17, onde se apresentam os valores médios de afundamento em trilha de roda, desvio padrão e

coeficiente de variação, bem como as faixas de aceitação em cada um dos ensaios e trechos

monitorados.

IRI

Cal

cula

do

(m

/km

)

89

Tabela 17 – Valores médios de ATR nos trechos monitorados

Trecho

Período

Monitorado Ensaio

(meses)

NAASHTO NUSACE acum

ATR Desvio

Médio Padrão

(mm) (mm)

Coef.

Variação

(%)

Média

+ DP

(mm)

Média -

DP

(mm)

14 6,15E+05 6,15E+05 0,81 0,81 100,00 1,62 0,00

21 8,71E+05 1,05E+06 1,37 1,41 102,92 2,78 -0,04

56 2,03E+06 2,93E+06 1,49 1,23 82,55 2,72 0,26

Roraima 62 2,20E+06 3,20E+06 1,70 1,31 77,06 3,01 1,00

65 2,31E+06 3,36E+06 2,31 1,09 47,19 3,40 1,22

71 2,44E+06 3,67E+06 1,84 0,96 52,17 2,80 0,88

80 2,65E+06 4,12E+06 1,80 0,45 25,00 2,25 1,35

15 5,25E+05 1,46E+06 2,64 0,93 35,23 3,57 1,71

50 2,16E+06 5,37E+06 1,80 0,74 41,11 2,54 1,06

56 Hélvio Basso

60

2,42E+06 5,97E+06

2,61E+06 6,39E+06

1,85 0,73

2,64 0,96

39,46

36,36

2,58

3,60

1,12

1,68

66 2,90E+06 7,05E+06 2,18 0,71 32,57 2,89 1,47

75 3,34E+06 7,49E+06 1,53 0,36 23,53 1,89 1,17

7 2,78E+05 7,06E+05 3,90 0,57 14,62 4,47 3,33

13 5,61E+05 1,34E+06 4,32 0,63 14,58 4,95 3,69

18 8,03E+05 1,92E+06 5,04 0,91 18,06 5,95 4,13

Trevo dos 23 1,04E+06 2,52E+06 5,49 0,98 17,85 6,47 4,51

Quartéis 37 1,73E+06 4,44E+06 5,28 1,17 22,16 6,45 4,11

42 1,98E+06 5,07E+06 5,78 1,09 18,86 6,87 4,69

52 2,36E+06 6,28E+06 6,79 2,06 30,34 8,85 4,73

61 2,80E+06 6,71E+06 9,28 3,19 34,38 12,47 6,09

16 3,08E+04 1,99E+06 1,92 0,62 32,29 2,54 1,30

22 3,82E+05 2,75E+06 2,13 0,85 39,91 2,98 1,28

"FERS 509

" 25

aixa Velha

6,20E+05 3,27E+06 1,84 0,51 27,72 2,35 1,33

31 1,05E+06 4,34E+06 3,02 0,92 30,46 3,94 2,10

40 1,56E+06 5,77E+06 1,91 0,72 37,70 2,63 1,19

ERS 509 1 6,61E+04 1,90E+05 3,37 2,11 62,61 5,48 1,26

"Viaduto" A 8 4,98E+05 1,41E+06 1,21 0,71 58,47 1,92 0,50

ERS 509 1 6,61E+04 1,90E+05 3,37 2,11 62,61 5,48 1,26

"Viaduto" B 8 4,61E+05 1,32E+06 1,67 1,47 88,04 3,14 0,20

Fonte: Autora.

Os elevados coeficientes de variação dos trechos ocorrem porque os trechos muitas

vezes apresentam algumas localizações mais irregulares que a média dos trechos, provocando

90

essa discrepância nos valores. A Avenida Roraima e a Hélvio Basso são os trechos monitorados

que apresentam os maiores valores de coeficiente de variação, e, uma provável causa é a

existência de pontos de ônibus, o que contribui com o aumento do ATR localizado em alguns

pontos nesse local. Já nos outros trechos, não há parada de ônibus dentro do trecho em análise.

A partir dos dados em campo foi possível confeccionar a Figura 45, que apresenta o

desenvolvimento do ATR nos trechos monitorados em função do número de solicitações

acumulado equivalentes ao eixo padrão.

Figura 45 – Comportamento do ATR em relação ao tráfego acumulado

14,00

12,00

10,00

8,00

6,00

4,00

2,00

0,00

1,00E+00 2,00E+06 4,00E+06 6,00E+06 8,00E+06

Fonte: Autora.


É possível notar na Figura 45 que com o acumulo de solicitações o Trevo dos Quartéis

foi o trecho monitorado que apresentou um aumento mais acentuado comparando os valores

inicias de ATR com os últimos levantamentos. Já os trechos Hélvio Basso e ERS 509 Faixa

Velha apresentam valores praticamente constantes de ATR. Em alguns momentos esses trechos

têm valores abaixo do inicial, porém isso ocorre devido a diferentes operadores do equipamento,

causando uma nova trajetória.

A partir dos dados também foi possível realizar modelo de previsão de desempenho que

está apresentado na Tabela 18.

Roraima Perfilômetro Laser Média ± DP Roraima

Hélvio Basso Perfilômetro Laser Média ± DP Hélvio Basso

Trevo dos Quartéis Perfilômetro Laser Média ± DP Trevo dos Quartéis ERS 509 "Faixa Velha"

Média ± DP Trevo dos Quartéis

AT

R (

mm

)

91

Tabela 18 – Modelos de previsão de desempenho para o ATR dos trechos monitorados

Método Trecho Monitorado Modelo de Previsão de Desempenho R² p (mm)

Avenida Roraima ATRR = 4,80x10-07xNAASHTO + 0,719 0,68 0,323

Hélvio Basso ATRHB = -2,81x10-07xNAASHTO + 2,76 0,35 0,431

AASHTO Trevo dos Quarteis ATRTQ = 6,31 x10-07xNAASHTO + 3,45 0,75 1,549

ERS 509 Faixa Velha

ATR509 = 1,99 x10-07xNAASHTO + 2,02

0,06

0,841

Avenida Roraima ATRR = 3 x10-07xNUSACE + 0,8534 0,66 0,332

Hélvio Basso ATRHB = -1,18x10-07xNUSACE + 2,77 0,31 0,429

USACE

Trevo dos Quarteis ATRTQ = 6,31x10-07xNUSACE + 3,45 0,75 0,537

ERS 509 Faixa Velha ATR509 = 7,02x10-08xNUSACE + 1,91 0,04 0,922

Fonte: Autora.

Onde:

ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm);






p = Erro Padrão de Estimativa (mm).

Verifica-se com a Tabela 18 que se obteve um bom coeficiente de determinação e erro

padrão de estimativa apenas para a Avenida Roraima e Trevo dos Quartéis. Esses dois trechos

são os que apresentam maior número de coleta de dados. Já a Avenida Hélvio Basso apresentou

baixo valor de coeficiente de determinação e um valor maior de erro de estimativa,

provavelmente porque esse trecho praticamente não tem ATR. O desempenho da ERS 509 Faixa

Velha, foi semelhante ao da Hélvio Basso, provavelmente porque tem um banco de dados menor,

portanto é necessário aumentar esses dados para obter resultados mais satisfatórios de modelos

de desempenho.

Para comparar os modelos medidos em campo com os calculados com a previsão de

desempenho foi realizada a Figura 46, onde se tem a relação dos dois parâmetros. Quanto mais

92

Roraima AASHTO

Roraima USACE

Hélvio Basso USACE

Hélvio Basso AASHTO

Trevo dos Quarteis USACE

Trevo dos Quartéis AASHTO

ERS 509 Fx Velha USACE

ERS 509 Fx Velha AASHTO

próximos da reta os pontos estiverem, mais condizentes os resultados calculados estão dos

medidos em campo.

Figura 46 – Comparativo entre valores medidos e calculados para ATR dos trechos

8,00

7,00

6,00

5,00

4,00

3,00

2,00

1,00

0,00

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

ATR Observado (mm)

Fonte: Autora.

É possível analisar que há coerência entre os resultados encontrados no modelo em

relação ao campo, tanto para N USACE como N AASHTO, uma vez que os valores estão bem

próximos à reta.

4.1.6 Área Trincada

Uma malha dividida em três segmentos (interna, central e externa) por um metro de

largura é passado metro a metro para calcular a área trincada dos trechos monitorados. A análise

de porcentagem é feita em relação às células totais analisadas pelas células comprometidas

conforme metodologia de Nascimento (2015). A Tabela 19 apresenta os períodos analisados

com os N acumulados e a área trincada.

AT

R C

alcu

lado

(m

m)

93

Tabela 19 – Valores médios de AT (%) nos trechos monitorados

Trecho

Monitorado Período (meses) NAASHTO Acum. NUSACE Acum. Área Trincada (%)

1 1,09E+04 4,20E+04 0,0 12 4,50E+05 8,06E+05 24,2

20 7,44E+05 1,30E+06 25,9

26 9,60E+05 1,67E+06 40,2

Roraima 32 1,14E+06 2,02E+06 44,7

57 1,86E+06 2,72E+06 52,6

62 2,02E+06 3,54E+06 55,2

66 2,12E+06 3,76E+06 58,6

73 2,26E+06 4,06E+06 58,9

1 4,12E+04 1,26E+05 0,0

7 2,55E+05 7,77E+05 0,0

14 6,04E+05 1,67E+06 0,0

20 9,26E+05 2,52E+06 0,5

Hélvio Basso 27 1,32E+06 3,59E+06 0,9

32 1,61E+06 4,36E+06 2,6

51 2,45E+06 6,37E+06 3,0

57 2,70E+06 6,98E+06 3,2

61 2,89E+06 7,40E+06 3,5

68 3,19E+06 8,17E+06 3,6

1 2,60E+04 6,61E+04 0,0

6 2,36E+05 5,98E+05 3,1

13 5,67E+05 1,41E+06 27,9

Trevo dos Quartéis 37 1,70E+06 4,58E+06 97,5

43 1,96E+06 5,25E+06 99,2

47 2,12E+06 5,74E+06 99,4

54 2,48E+06 6,72E+06 99,2

1 6,30E+01 4,07E+03 0,0

2 1,95E+03 1,26E+05 0,0

ERS 509 Faixa

Velha

16 2,88E+04 1,86E+06 3,9

22 4,07E+05 2,68E+06 6,1

26 6,53E+05 3,22E+06 6,6

33 1,12E+06 4,40E+06 10,7

Fonte: Autora.

Com os dados da Tabela 19 foi realizada a Figura 47 para poder comparar a porcentagem

de área trincada entre os trechos monitorados em função do N acumulado da USACE.

94

Figura 47 – Comportamento do AT (%) em relação ao tráfego acumulado

100,0

90,0

80,0

70,0

60,0

50,0

40,0

30,0

20,0

10,0

0,0

0,00E+00 2,00E+06 4,00E+06 6,00E+06 8,00E+06


Fonte: Autora.

Pode-se perceber que a área trincada do trecho monitorado da BR 158 - Trevo dos

Quartéis apresenta-se em estado de péssimas conservações referente a trincas e fissuras,

necessitando de uma restauração. A Avenida Roraima, apesar de ter um fluxo mais de veículos

leves também vem apresentando acentuadas porcentagens de área trincada principalmente em

pontos localizados próximos à parada de ônibus. Já a Avenida Hélvio Basso e a ERS 509 Faixa

Velha apresentaram no decorrer do tempo um aumento da área trincada, porém de modo menos

acentuado do que os outros dois trechos.

Contudo, deve-se observar que a área trincada não é razão apenas do volume de tráfego

e tempo de utilização do pavimento. Os materiais empregados em todas as camadas da estrutura

do pavimento têm papel importante na durabilidade do pavimento, ou seja, menos trincas e

fissuras.

Roraima Área Trincada

Hélvio Basso Área

Trincada

Trevo dos Quartéis Área

Trincada

ERS 509 "Faixa Velha"

Áre

a T

rin

cad

a (%

)

95

A partir do gráfico apresentado foi realizado o modelo de desempenho para a área

trincada dos trechos monitorados, as equações estão apresentadas na Tabela 20 bem com o

coeficiente de determinação e erro padrão de estimativa.

Tabela 20 – Modelos de previsão de desempenho para AT (%) dos trechos monitorados

Método Trecho

Modelo de Previsão de Desempenho Monitorado

R² p

Avenida ATRR = -1x10-11xNAASHT 2 + 5x10-05xNAASHTO + 0,6244

Roraima O 0,98 4,60

Avenida Hélvio ATRHB = -2 x10-14xNAASHT 2 + 1x10-06xNAASHTO - 0,4141

Basso O 0,93 0,93 AASHTO

Trevo dos 2

Quartéis ATRTQ = -2 x10-11xNAASHTO + 9 x10-05xNAASHTO - 11,031 0,98 11,20

ERS 509 Faixa ATR509 == 1x10-13xNAASHT 2 + 2x10-06xNAASHTO - 0,0803

Velha O 0,99 5,98

Avenida ATRR = -4x10-12xNUSA 2 + 3x10-05NUSACE - 0,4972

Roraima CE 0,98 6,03

Avenida Hélvio ATRHB = 5x10-15xNUSA 2 + 5 x10-07xNUSACE - 0,4116

Basso CE 0,93 0,44 USACE

Trevo dos 2 -05

Quartéis ATRTQ = -3 x10-12xNUSACE + 3 x10 xNUSACE - 10,36 0,99 30,60

ERS 509 Faixa ATR509 = 1x10-13xNUSA 2 + 2x10-06xNUSACE - 0,0803

Velha CE 0,99 0,43

Fonte: Autora.

Onde:

ATR = Percentagem de Área Trincada (%);






p = Erro Padrão de Estimativa.

Através da Tabela 20 é possível perceber que os modelos de previsão de desempenho

descrevem bem os trechos uma vez que os coeficientes de determinação são altos. Além disso,

é possível observar que a Avenida Roraima e a BR 158 – Trevo dos Quartéis detêm os erros

padrões de estimativos mais altos, isso ocorre provavelmente porque esses dois trechos

apresentam as maiores porcentagens de área trincada, portanto detêm a maior variação de valor

se comparados o primeiro com o último mês de análise.

96

4.1.7 Controle deflectométrico

O controle de execução das camadas do pavimento refere-se a testes realizados nas

camadas recém-executadas em campo para comprovar se atendem aos parâmetros mínimos

exigidos por normas e diretrizes de projeto. Nos últimos anos, os órgãos passaram a exigir

oficialmente que esse tipo de controle seja feito durante o processo construtivo para avaliar as

camadas do pavimento. Apesar disso, ainda não existe no Brasil normas técnicas que limitem

faixas de deflexões para cada tipo de material empregado na camada do pavimento, portanto, o

único controle ocorre por limite máximo tolerável de projeto. Assim, o projetista passa a ser o

principal responsável pela determinação do parâmetro de controle da deflexão das camadas,

abrindo margem para diferentes interpretações e equívocos.

A partir dos ensaios com a Viga Benkelman realizados sobre as camadas do pavimento

da ERS 509 Viaduto, segmentos A e B, foi possível desenvolver a Tabela 21 que apresenta os

valores médios de deflexão máxima, desvio padrão e coeficiente de variação em todas as

camadas do pavimento já corrigido para 25°C.

Tabela 21 – Valores de deflexões das camadas do pavimento medidas com a VB da ERS 509 Viaduto

Trecho A Trecho B

Camadas do

pavimento

Deflexão

máxima

média

(10-2mm)

Desvio

Padrão

(10-2mm)

Coeficiente

de Variação

(%)

Deflexão

máxima

média

(10-2mm)

Desvio

Padrão

(10-2mm)

Coeficiente

de Variação

(%)

CA borracha 68,35 11,89 17,40 84,91 25,82 30,40

CA convencional 78,30 11,49 14,67 76,31 9,25 12,12

Base 70,53 42,88 60,80 60,52 41,94 69,30

Sub-base 71,93 17,75 24,68 79,56 54,46 68,45

Fonte: Autora.

Além da realização da VB em todas as camadas do trecho monitorado novo também

foram realizados os ensaios de deflexão com o FWD em todos os semestres na camada de

revestimento de todos os trechos monitorados, conforme se observa na Tabela 22.

97

Tabela 22 – Valores de deflexão máxima do FWD nos trechos monitorados

Trechos

Período

Ensaio

(meses)

NAASHTO

NUSACE

Deflexão

Máxima

(10-2mm)

Desvio

Padrão

(10-2mm)

Coef.

Variação

(%)

Média+DP

(10-2mm)

Média-DP

(10-2mm)

1 1,09E+04 1,42E+03 54,06 12,40 22,94 66,46 41,66

12 4,50E+05 4,85E+05 45,40 8,29 18,25 53,69 37,12

20 7,44E+05 9,83E+05 49,50 10,90 22,02 60,40 38,60

26 9,60E+05 1,35E+06 44,06 9,30 21,11 53,36 34,76

Roraima 32 1,14E+06 1,62E+06 48,76 8,70 17,84 57,46 40,06

57 1,86E+06 2,89E+06 42,67 10,10 23,67 52,77 32,57

62 2,02E+06 3,16E+06 55,20 10,60 19,20 65,80 44,60

66 2,12E+06 3,38E+06 52,69 11,60 22,02 64,29 41,09

73 2,26E+06 3,69E+06 39,20 12,74 32,50 51,94 26,46

7 2,55E+05 7,77E+05 35,92 3,56 9,91 39,48 32,36

14 6,04E+05 1,67E+06 42,34 2,94 6,94 45,28 39,40

20 9,26E+05 2,52E+06 33,28 2,65 7,96 35,93 30,63

27 1,32E+06 3,59E+06 37,78 2,90 7,68 40,68 34,88

Hélvio Basso 32 1,61E+06 4,36E+06 34,14 2,57 7,53 36,71 31,57

51 2,45E+06 6,37E+06 43,37 5,22 12,04 48,59 38,15

57 2,70E+06 6,98E+06 37,37 3,13 8,38 40,50 34,24

61 2,89E+06 7,40E+06 33,50 3,29 9,82 36,79 30,21

68 3,19E+06 8,17E+06 39,1 3,18 8,13 42,28 35,92

1 2,60E+04 2,78E+05 54,1 5,00 9,24 59,12 49,12

6 2,36E+05 7,06E+05 40,0 2,52 6,30 42,50 37,46

13 5,67E+05 1,40E+06 44,8 3,88 8,66 48,68 40,92

Trevo dos

Quartéis

37 1,70E+06 2,00E+06 40,3 3,11 7,72 43,38 37,16

43 1,96E+06 2,71E+06 44,5 3,59 8,07 48,08 40,90

47 2,12E+06 5,06E+06 46,0 4,75 10,34 50,71 41,21

54 2,48E+06 6,04E+06 41,8 4,16 9,96 45,94 37,62

61 2,55E+06 6,38E+06 47,9 5,25 10,96 53,15 42,65

2 1,95E+03 1,26E+05 49,14 6,9 14,04 56,04 42,24

ERS 509

"Faixa

Velha"

22 4,07E+05 2,68E+06 36,95 3,55 9,61 40,50 33,40

26 6,53E+05 3,22E+06 30,65 3,61 11,78 34,26 27,04

33 1,12E+06 4,40E+06 32,7 3,79 11,59 36,49 28,91

ERS 509

Viaduto

trecho A

6

3,70E+05

1,05E+06

37,4

3,59

9,60

40,99

33,81

ERS 509 Viaduto

trecho B

6

3,42E+05

9,83E+05

38,5

3,21

8,34

41,71

35,29

Fonte: Autora.

A partir dos dados da Tabela 22 foi possível apresentar a Figura 48 que apresenta

deflexão máxima média dos trechos em função número N ao longo do tempo.

98

Figura 48 – Deflexões máximas médias do FWD medidas nos trechos monitorados

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0,00E+00 2,00E+06 4,00E+06 6,00E+06 8,00E+06 1,00E+07


Fonte: Autora.

É notório que, de alguns semestres para outros há uma oscilação de valores, porém isso

é compreensível já que é muito difícil ocorrer o ensaio exatamente no mesmo ponto. Além

disso, o operador do FWD também muda quase todos os semestres. Essas questões, portanto,

podem ser o motivo de ocorrer pequenas variações de um semestre para o outro. Inicialmente

há uma redução do valor da deflexão na Avenida Roraima, Trevo dos Quartéis e ERS 509 Faixa

Velha. Conforme Santos (2015) já havia mencionado, isso pode ocorrer devido ao enrijecimento

da mistura asfáltica devido a oxidação ao longo do tempo ou até mesmo devido ao enrijecimento

de toda a estrutura nos primeiros meses de consolidação do pavimento.

É interessante continuar observando os trechos monitorados com o ensaio de FWD por

um período mais longo, pois os resultados de deflexão nos pavimentos são importantes para os

cálculos da estrutura em softwares.

Com os dados obtidos foi possível fazer modelos de previsão tanto para o N da USACE

como o da AASHTO. As equações bem como os R² e os p podem ser observados na Tabela 23.

Roraima


Hélvio Basso

Trevo dos Quartéis

Def

lex

ão D

0 (

10

-2 m

m)

99

Tabela 23 – Modelos de previsão de desempenho do FWD dos trechos monitorados

Métodos Trecho

Monitorado Modelo de Previsão de Desempenho R²

p (10-2 mm)

Avenida

Roraima

FWDR = -6x10 x NAASHTO + 4x10 x NAASHTO – 9x10 22xN 4 + 9x10-16xN 3 – 4x10-10xN 2 +

4x10-05xNAASHTO + 53,617

0,82

277,38

Avenida 6 -30 5 -

FWDHB = 1x10-36x NAASHTO – 3x10 x NAASHTO – 3x10

Hélvio 4 -16 3 -10 2 0,69 967,09

AASHTO Basso 0,0001xNAASHTO + 12,068

Trevo dos

Quartéis

6 -28 5 - FWDTQ = 2x10-35x NAASHTO – 2x10 x NAASHTO + 5E 22

xN 4 – 8x10-16xN 3 + 6x10-10xN 2 - 0,0002xNAASHTO + 58,352

1,00

1996,63

ERS 509

Faixa Velha

2 -

05xNAASHTO + 49,185 1,00 1441,504

Avenida

Roraima

6 -29 5 - FWDR = -1x10-36x NUSACE + 1x10 x NUSACE – 3x10

4 3 -11 2 - 23xNUSACE + 1E-17xNUSACE + 3x10 xNUSACE – 3x10

05xNUSACE + 54,046

0,81

261,93

USACE

Avenida

Hélvio

Basso

FWDHB= 8x10-39x NUSACE6 – 1x10-31x NUSACE

5 + 2x10- 2 -

05xNUSACE + 8,6043

0,65

396,89

Trevo dos Quartéis

5 -24 4 - FWDTQ = -2x10-31x NUSACE + 4x10 x NUSACE – 2x10

17xNUSA 3 + 6x10-11xNUSA 2 – 6x10-05xNUSACE + 57,53 CE CE

0,98 778,36

ERS 509 Faixa Velha

FWD509 = 1x10-12x NUSACE2 – 8x10-06x NUSACE + 50,339 0,94 3,36

Fonte: Autora.

Onde:

FWD = Deflexão máxima determinada com o FWD (10-2 mm);






p = Erro Padrão de Estimativa (10-2 mm).

Conforme se pode observar na Tabela 23, os valores de erro padrão de estimativa dos

modelos de FWD não foram satisfatórios. Acredita-se que o modelo não descreve bem os

trechos monitorados, uma vez que há uma significativa variância de valor de deflexão máxima

de um semestre para o outro, ficando difícil identificar tendência. O modelo se adapta bem

apenas aos primeiros valores dos semestres iniciais, depois os valores de erro começam a

aumentar, e na média final, torna-se um modelo com alto valor de erro padrão. O único trecho

que se pode estimar um bom modelo de desempenho foi a ERS 509 – Faixa Velha pelo método

do USACE. Acredita-se que esse bom desempenho se baseou por ter poucos dados de FWD

100

nesse trecho. Santos (2015) também encontrou bons valores de erros padrão de estimativa para

os modelos, porém ele também não tinha um grande banco de dados como que se tem hoje.

Assim, acredita-se que é necessário aumentar mais o banco de dados para ver se a partir

de algum momento consegue-se obter modelos de previsão mais precisos, com um erro padrão

mais baixo.

4.1.8 Retroanálise de módulos de resiliência da ERS 509 Viaduto

Com o objetivo de obter os módulos de resiliência das camadas da estrutura do

pavimento da ERS 509 - Viaduto foi realizada a retroanálise a partir do software BAKFAA.

Esse programa trabalha com ajustes das curvas de deflexão onde foram utilizadas as deflexões

provenientes do FWD e os coeficientes do Poisson já mencionado no item 3.3.1.8. Na Tabela

24 são apresentadas as bacias médias de deflexão corrigidas para 25° e 40kN dos dois trechos

da ERS 509 Viaduto segmento A e segmento B.

Tabela 24 – Deflexões do FWD corrigidos da ERS 509 Viaduto segmentos A e B

Trechos Deflexão (1x10-2 mm)

(0 cm) (20 cm) (30 cm) (45 cm) (60 cm) (90 cm) (120 cm)

ERS 509 Viaduto segmento A

37,4 29,1 23,9 17,3 13,4 8,4 6,3

ERS 509 Viaduto segmento B

38,5 28,8 23,3 16,8 13,1 8,5 6,4

Fonte: Autora.

Como os valores das deflexões são muito semelhantes de um trecho para o outro e a

estrutura das camadas são iguais, foram adotadas as deflexões da ERS 509 Viaduto segmento

B para a realização das retroanálises.

Como o objetivo de realizar a retroanálise é conseguir dimensionar o pavimento através

do LVECD, foi necessário considerar todas as camadas perfeitamente aderidas entre si. Além

disso, nessa pesquisa tiveram duas coletas distintas de mistura convencional, portanto, foram

obtidas duas estruturas para o pavimento. A estrutura 1 será composta pelo CAP 50/70 com a

mistura denominada de M1 mais M6 e a estrutura 2 será composta pela mistura que contém

CAP 50/70 denominada de M2 mais M6. Vale ressaltar que os valores de módulos de resiliência

para o revestimento asfáltico foram adotados a partir dos resultados encontrados através do

ensaio de módulo complexo, curva mestra na faixa com frequência de 10 Hz e temperatura de

25°C. A Tabela 25 apresenta respectivamente as estruturas 1 e 2.

101

Porc

enta

gem

Pas

sante

(%

)

Tabela 25 – Rigidez característica das camadas da estrutura 1 e 2 da ERS 509 - Viaduto

Rev. Asfáltico

Estrutura Camada

superior (Mpa)

Camada

inferior

(Mpa)

Base

Granular

(Mpa)

Sub-base

Granular

(Mpa)

Subleito

(Mpa)

Fonte: Autora.

1 4888,80 8584,5 171,70 252,50 141,40 2 4888,80 6809,9 182,27 282,80 140,39

Os valores encontrados de módulo equivalentes para as camadas do pavimento da ERS

509 – Viaduto são coerentes quando comparados com os outros trechos monitorados em Santa

Maria com retroanálises realizadas por Santos (2015) e Bueno (2019).

4.2 MATERIAIS E CONTROLE TECNOLÓGICO DAS CAMADAS DA ERS 509 –

VIADUTO

Nessa seção, será apresentada todas as camadas da estrutura da ERS 509 – Viaduto bem

como os ensaios realizados e o acompanhamento em campo.

4.2.1 Subleito

Foi realizado a granulometria das duas areias e os resultados estão apresentados

respectivamente da Empresa Guerra e da Empresa Supermix, Figura 49 e Figura 50.

Figura 49 – Curva granulométrica da areia proveniente da empresa Guerra

100

80

60

40

20

0 0,01 0,1 1 10 100

Diâmetro dos Grãos (mm) Fonte: Autora.

102

Figura 50 – Curva granulométrica da areia proveniente da empresa Supermix

100

80

60

40

20

0 0,01 0,1 1 10 100

Diâmetro dos Grãos (mm)

Fonte: Autora.

Além das granulometrias, foi realizado ensaio de massa específica aparente in situ. A

Figura 51 apresenta a execução do ensaio com emprego de cilindro de cravação através da NBR

9813/2016. Como resultado da massa específica aparente natural foi obtido o valor de 2,03

g/cm³ para a areia da Empresa Guerra e 1,97 g/cm³ para a empresa Supermix.

Figura 51 – Procedimentos do ensaio de densidade aparente in situ das areias

Fonte: Autora.

Além dos ensaios em campo foi acompanhada a compactação do subleito de areia. A

Figura 52 ilustra a execução da compactação da camada do subleito. Primeiramente a areia que

chegava pelo caminhão era espalhada e depois compactada com rolo liso.

Porc

enta

gem

Pas

sante

(%

)

103

Figura 52 – Compactação do subleito de areia

Fonte: Autora.

4.2.2 Sub-base

Para realizar a granulometria da sub-base, macadame seco, foram recolhidos diversos

sacos de material. O macadame seco ficou enquadrado em uma faixa de 1 a 3 polegadas.

Também se acompanhou a execução da camada. Primeiramente foi espalhado o macadame,

compactado com rolo liso, depois preenchidos seus vazios com pó de pedra e em seguida

compactado novamente. A Figura 53 apresenta a execução da camada de sub-base.

Figura 53 – Execução da camada de sub-base

Fonte: Autora.

4.2.3 Base

Com a base BGS coletada foi realizada a granulometria do material. A Figura 54

apresenta a curva granulométrica.

104

Figura 54 – Curva granulométrica da BGS da ERS 509 - Viaduto

100%

90%

80%

70%

60%

50%

40%

30%

20%

10%

0%

0,01 0,1 1 10 100


Na Figura 55 é possível ver a BGS finalizada com o intertravamento do pó de pedra em

campo e o início da imprimação da BGS.

Figura 55 – BGS intertravada com pó de pedra e imprimação

Fonte: Autora.

4.2.4 Revestimento asfáltico

Nessa seção, será apresentado todos os resultados dos ensaios realizados com as massas

asfálticas do trecho novo, a ERS 509 – Viaduto.

Porc

enta

gem

Pas

sante

105

4.2.4.1 Características das misturas

Esse item será apresentado todos os procedimentos laboratoriais realizados com as

massas asfálticas da ERS 509 – Viaduto.

4.2.4.2 Teor de betume, granulometria e densidade máxima da mistura

A Tabela 26 apresenta os quatro teores de betume das misturas com CAP 50/70

realizados pelo forno de ignição e o desvio padrão das amostras. Observa-se que há uma

discrepância entre valores encontrados e de projeto, pois tem-se um teor de projeto de 5,6%

variando mais ou menos 0,3%.

Tabela 26 – Teor de betume das amostras com CAP 50/70

Amostras CAP 50/70 Média teor (%) DP

1ª coleta 4,74 0,03

2ª coleta 5,96 0,26

3ª coleta 5,83 0,12

4ª coleta 6,29 0,22 Fonte: Autora.

A

Figura 56 apresenta as curvas granulométricas referente às médias das amostras de cada

coleta com limite inferior e superior da Faixa B do DAER.

Figura 56 – Composição das curvas granulométricas das misturas com CAP 50/70

106

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0 0,01 0,1 1 10 100


A partir da Tabela 26 e

Figura 56 se pode perceber que há diferenças entre as coletas, tanto na porcentagem de

ligante betuminoso, como nas granulometrias dos materiais. Além disso, é nítido que a maior

diferença está entre a primeira coleta das demais. Esse fato demonstra a variabilidade que existe,

tanto em campo, pois cada rodagem da usina pode variar as características dos materiais; como

em laboratório com o equipamento do forno de ignição; ou, até mesmo com a granulometria do

agregado.

Portanto, para realizar os ensaios de propriedades mecânicas nas misturas foram

escolhidas duas (2) amostras convencionais devido à grande variabilidade da primeira coleta.

As amostras escolhidas foram a primeira e a segunda. As coletas serão identificadas

respectivamente, como V509 M1 e V509 M2.

Referente a mistura com CAP borracha ECOFLEX B 3ª geração foi realizado teor de

betume no forno de ignição das três coletas realizadas. A Tabela 27 apresenta os resultados

encontrados de teor de betume e desvio padrão das amostras com CAP borracha. Além disso, é

importante destacar que o teor de projeto é de 6,76% com variação de mais ou menos 0,3%.

Tabela 27 – Teor de betume das amostras com CAP borracha ECOFLEX B 3ª geração

Amostras CAP borracha

Média teor (%) DP

5ª coleta 6,88 0,07

6ª coleta 7,39 0,22

7ª coleta 7,01 0,09 Fonte: Autora.

CAP 50/70 1ª coleta CAP 5/70 2ª

coleta CAP 5/70 3ª coleta

Porc

enta

gem

Pas

sante

(%

)

107

Asfalto Borracha 5ª coleta



Limite inferior

Limite superior

Porc

enta

gem

Pas

sante

(%)

A

Figura 57 apresenta as curvas granulométricas referente as médias das amostras de cada

coleta com limite inferior e superior da Faixa B do DAER.

Figura 57 – Composição das curvas granulométricas das misturas com CAP borracha

100

80

60

40

20

0

0,01 0,10 1,00 10,00 100,00 Diâmetro dos Grãos (mm)

Fonte: Autora.

A partir da Tabela 27 e

Figura 57 é possível perceber que as diferenças entre as três coletas foram menores,

tanto na porcentagem de ligante betuminoso como nas granulometrias dos materiais. Além

disso, todos as misturas encontram-se dentro dos limites aceitáveis. Portanto, foi definida

apenas a mistura da sexta coleta para realizar os ensaios de propriedades mecânicas. Essa

mistura será identificada como V509 M6.

Com as três amostras definidas para o estudo foi realizado o ensaio de densidade

máxima medida, através do método rice. A Tabela 28 apresenta os resultados encontrados.

Tabela 28 – Densidade Máxima das Misturas

Mistura DMM (g/cm³)

V509 M1 2,374

V509 M2 2,408

V509 M6 2,341

Fonte: Autora.

108

4.3 PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS MISTURAS ASFÁLTICAS

Neste item, serão apresentados os resultados dos ensaios de caracterização mecânica das

misturas asfálticas V509 M1, V509 M2 e V509 M6 conforme apresentados na metodologia.

4.3.1 Propriedades de rigidez das misturas

Serão apresentados os resultados dos ensaios de módulo de resiliência e módulo

dinâmico das misturas.

4.3.1.1 Módulo de resiliência

A Tabela 29 apresenta o resultado dos módulos de resiliência das misturas que foi

encontrado através do ensaio realizado em três corpos de prova para cada mistura. Além dos

valores de módulos são apresentados o desvio padrão (DP) e o coeficiente de variação (CV).

Tabela 29 – Valores de módulo de resiliência a 25°C

Mistura Média VV (%) MR @25°C

(MPa) DP @25°C

(MPa) CV @25°C

V509 M1 3,80 9029 281 3,11

V509 M2 4,26 8407 35 0,41

V509 M6 3,43 6386 51 0,80

Fonte: Autora.

A partir da Tabela 29 pode-se perceber que houve uma pequena variação para os três

corpos de provas ensaiados a 0° e 90°, pois os coeficientes de variação deram bem abaixo de

10%.

Bernucci et al. (2010) afirmam que os valores típicos de MR a 25°C para misturas

asfálticas estão compreendidas entre 2000 MPa e 8000 MPa. Como é possível perceber, apenas

a mistura V509 M1 ficou um pouco acima dos valores típicos. Porém, Faccin (2018), encontrou

valores típicos de MR para misturas do Rio Grande do Sul entre 4738 a 11520 MPa, um pouco

acima dos valores mencionados por Bernucci et al. (2010). A Figura 58 ilustra os valores de

MR das misturas da ERS 509 Viaduto.

109

Figura 58 – Resultados de Módulo de Resiliência a 25°C para as misturas da ERS 509

Viaduto

10000

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0 Título do Eixo

Fonte: Autora.

Pode-se observar que a mistura V509 M6 apresenta o menor resultado de MR. Esse fato

decorre devido a mistura apresentar ligante com asfalto borracha. Faccin (2018) confirma que

misturas com asfalto borracha geralmente tendem a fornecer MR menores. Seus resultados de

MR encontrados para misturas com asfalto borracha variaram de 4738 a 5431 MPa. Portanto o

valor apresentado para a mistura M6 está de acordo com o autor. Os valores encontrados para

as duas misturas com ligante convencional 50/70, a mistura V509 M1 e V509 M2 também

apresentam valores coerentes quando comparados com outros autores. Possebon (2018)

encontrou valores de aproximadamente 8000 MPa para diferentes ligantes convencionais

utilizados no Brasil.

4.3.1.2 Módulo complexo

Segundo Yusoff et al. (2011) as propriedades reológicas das misturas asfálticas são

apresentadas através de módulo complexo e curvas mestras, juntamente com o ângulo de fase

e fatores de desvio. As médias dos dados experimentais foram processadas no modelo reológico

MP

a

9029 MPa

8407 MPa

6386 MPa

V509 M1 V509 M2 V509 M6

110

2S2P1D. A Tabela 30 apresenta os parâmetros do modelo e as constantes C1 e C2, do WLF

(William, Landel e Ferry), para cada uma das três misturas estudadas.

Tabela 30 – Coeficientes do modelo 2S2P1D e C1 e C2 de cada mistura da ERS 509 Viaduto

Mistura E00

(MPa)

E0

(MPa) k h E (s) β C1 C2

M1 25 28430 0,194 0,553 2,195 0,152 10000 46,55 328,54

M2 24 26400 0,232 0,600 2,498 0,079 10000 31,57 234,12

M6 45 28700 0,143 0,440 1,731 0,006 10000 21,29 154,38

Fonte: Autora.

A temperatura é dependente do comportamento viscoelástico do material, que é indicada

pelo fator de deslocamento e expressa por aT, através do gráfico em escala logarítmica. A

inclinação das curvas permite analisar a suscetibilidade térmica, pois quanto menor a inclinação

da curva melhor é o comportamento da mistura quanto à suscetibilidade térmica e maior a

estabilidade. Na Figura 59 estão apresentadas as curvas log a(T) das três misturas estudadas.

111

M1

M2

M6

Figura 59 – Linhas de tendência lineares das curvas log aT de todas misturas a 21°C

1E+06

1E+04

1E+02

1E+00

1E-02

1E-04

1E-06

Fonte: Autora.

-20

0 20 40 60

Temperatura (°C)

É possível observar que as misturas M2 e M1 são as que apresentam menor

suscetibilidade à temperatura em baixas temperaturas, pois essa apresenta uma linha de

tendência mais horizontal, quando comparadas com a mistura M6. Já em altas temperaturas, a

mistura M6 é a que apresenta a menor suscetibilidade térmica. A seguir, serão mostradas outras

formas de análise da presente pesquisa, pois essa é apenas uma análise inicial.

Outro aspecto de análise é o espaço Cole-Cole, onde se apresenta a parte real E1 e a

parte imaginária E2, nos eixos das abcissas e ordenadas, respectivamente. Em E1 é possível

analisar a parte recuperável da energia armazenada e em E2 a capacidade viscosa irreversível

do material através da dissipação de energia. Já o Diagrama de Black permite analisar a relação

entre o módulo dinâmico e o ângulo de fase em diferentes temperaturas.

A Figura 60 e a Figura 61 apresentam, de forma gráfica, os resultados no espaço Cole-

Cole e Diagrama Black, respectivamente, de todas as misturas.

aT

112

Figura 60 – Espaço Cole Cole para todas as misturas obtidas pela modelagem 2S2P1D

4E+03

3E+03

2E+03

1E+03

0E+00

0E+00 5E+03 1E+04 2E+04 2E+04 3E+04 3E+04 4E+04

E1 (MPa)

Fonte: Autora.

Analisando a Figura 60 é possível visualizar que a mistura M6 apresenta o valor mais

baixo de E2, mostrando uma menor tendência viscosa em relação as demais (menor energia

dissipada sob carga). Porém quando analisado a parte real (E1) é notório sua maior parte

recuperável de energia frente as misturas convencionais.

Figura 61 – Diagrama Black para todas as misturas obtidos pela modelagem 2S2P1D

1E+05

1E+04

1E+03

1E+02

1E+01

1E+00

Fonte: Autora.

0 10 20 30 40 50

ϕe (°)

E2 (M

Pa)

|E

*| (

MP

a)

2S2P1D M1

exp M1

2S2P1D M2

exp M2

2S2P1D M6

exp M6

2S2P1D M1

exp M1 2S2P1D M2

exp M2

2S2P1D M6

113

A partir da Figura 61 é possível observar que as misturas convencionais M1 e M2

apresentam maior ângulo de fase indicando que no comportamento dessas misturas a parcela

viscosa é mais atuante que a elástica. Já a mistura com borracha M6 apresenta um ângulo de

fase menor corroborando com a informação do gráfico Cole-Cole, sendo uma mistura mais

elástica.

Em geral, os valores de ângulo de fase dessa pesquisa estão coerentes com os valores

encontrados na pesquisa de Faccin (2018), onde tem-se diversos tipos de misturas asfálticas,

inclusive convencionais e borracha como é o caso do presente estudo.

Com os resultados obtidos de módulo dinâmico e ângulo de fase no ensaio de módulo

complexo foi possível construir as curvas mestras. Para isso, foi utilizado o princípio da

superposição tempo-temperatura (TTSP – time-temperature superposition principle). As curvas

foram ajustadas através do modelo reológico 2S2P1D e pelos coeficientes C1 e C2 de WLF.

Em um contexto geral, é perceptível que à medida que aumenta a frequência, aumenta o

módulo dinâmico, pois em altas frequências tem-se um menor tempo de carregamento, o que faz

com que não ocorram deformações viscoelásticas, ocorrendo apenas deformações elásticas. No

entanto, em baixas frequências tem-se um tempo de carregamento maior, o que contribui para

deformações viscoelásticas. O comportamento viscoelástico foi analisado nas temperaturas

utilizadas no ensaio de módulo complexo, isto é, de -10°C a 54°C.

Na análise, as altas frequências estão relacionadas com as baixas temperaturas do ensaio

e causam danos por trancamento térmico no revestimento asfáltico, o que não é comum no país

devido ao clima tropical. Já as temperaturas intermediárias são relacionadas com o dano por

fadiga e as baixas frequências, correspondentes às altas temperaturas, estão relacionadas com a

deformação permanente.

Pesquisadores têm utilizado curvas mestras para descrever e apresentar as características

viscoelásticas de ligantes e misturas asfálticas, pois as curvas mestras permitem a análise de

uma grande variação de frequências e temperaturas. De acordo com Yusoff et al. (2011), as

curvas mestras são construídas a partir da seleção de uma temperatura de referência escolhida

de forma arbitrária e aplicada para todos os dados reológicos analisados. A temperatura de

referência terá o valor igual a um, logo o log [a(T)] terá valor igual a zero. Na presente pesquisa,

a temperatura de referência utilizada foi 21°C. Portanto, é notório que as curvas mestras

apresentam vantagem, pois é possível ter uma previsão de valor de uma determinada

propriedade reológica devido à grande amplitude de temperatura e frequência, quando

comparada com as temperaturas e frequências de ensaio.

114

A Figura 62 traz a comparação de todas as curvas mestras das misturas estudadas. Ao

observar o gráfico apresentado é possível perceber que o módulo dinâmico cresce em função

da frequência. Esse crescimento ocorre, pois quando a frequência aumenta, existe uma menor

exposição à carga, ou seja, não há tempo para que ocorram manifestações de deformações

viscoelásticas. Além disso, nas altas frequências, só ocorrem deformações elásticas no material,

o que faz com que os módulos atinjam seus maiores valores.

Figura 62 – Curvas mestras de módulo dinâmico para todas as misturas

4E+04

3E+04

3E+04

2E+04

2E+04

1E+04

5E+03

1E+00

1E-07 1E-05 1E-03 1E-01 1E+01 1E+03 1E+05 1E+07

Frequência Reduzida (Hz)

Fonte: Autora.

Analisando as misturas para baixas frequências, Figura 63, observa-se que a mistura

com asfalto borracha apresenta menor módulo dinâmico e consequentemente são menos rígidas

para frequências abaixo de 0,1 Hz, indicando um comportamento pior frente a deformação

permanente nessas altas temperaturas.

Comparando as três misturas em análise percebe-se que a mistura convencional M1

apresenta a maior rigidez, sendo a melhor mistura frente a deformação permanente nessas

condições de temperatura e frequência.

2S2P1D M1

exp M1

2S2P1D M2

exp M2

2S2P1D M6

exp M6

|E*| (M

Pa)

115

Figura 63 – Curvas mestras de módulo dinâmico em baixas frequências para todas as misturas

8E+03

4E+03

1E+02

1E-04 1E-03 1E-02 1E-01


Fonte: Autora.

O ângulo de fase se relaciona com as propriedades elásticas e viscosas dos materiais

asfálticos através da modelagem 2S2P1D. Ao analisar as curvas mestras dos ângulos obtidos na

modelagem 2S2P1D, Figura 64, observa-se que as misturas convencionais M1 e M2 apresentam

maiores valores de ângulo de fase em altas temperaturas. Já em baixas temperaturas a mistura

com asfalto borracha apresenta maior ângulo de fase.

Figura 64 – Curvas mestras de ângulo de fase para todas as misturas

50

40

30

20

10

0

1E-04 1E-03 1E-02 1E-01 1E+00 1E+01 1E+02 1E+03 1E+04


Fonte: Autora.

2S2P1D M1

exp M1

2S2P1D M2

exp M2

2S2P1D M6

exp M6

2S2P1D M1

exp M1

2S2P1D M2

exp M2

2S2P1D M6

exp M6

Agulo

de

Fas

e ϕ

(°)

|E

*| (M

Pa)

116

A partir dos dados do Módulo Complexo é possível fazer uma inferência de resistência

quanto a fadiga e deformação permanente das amostras, através das relações E*.senφ e E*/senφ.

Porém, como foi estudado a fadiga e a deformação permanente com outros ensaios específicos

não se faz necessário essa prática, visto que muitas vezes essa inferência é falha.

4.3.2 Propriedades de resistência das misturas

Neste item serão apresentados os resultados dos ensaios de resistência à tração por

compressão diametral (RT) e Flow Number (FN) que determinam as propriedades de resistência

mecânica das misturas asfálticas.

4.3.2.1 Resistência à tração por compressão diametral

A Tabela 31 apresenta a média dos valores de RT dos três corpos de prova analisados

por mistura, desvio padrão (DP) e coeficiente de variação (CV). Nota-se que todas as misturas

apresentam valores de coeficientes de variação pequenos, indicando valores homogêneos entre

as três amostras.

Tabela 31 – Valores de RT para as misturas da ERS 509 – Viaduto

Mistura RTMÉDIA (MPa) DP (MPa) CV (%)

V509 M1 1,64 0,07 4,20

V509 M2 1,47 0,19 13,05

V509 M6 1,41 0,04 2,72

Fonte: Autora.

Considerando as especificações de serviço DNIT-ES 031/2006 e DNER-ES 112/2009

todos os valores encontrados de RT podem ser utilizados, uma vez que essas especificações

mencionam apenas o limite mínimo de RT de 0,65 MPa. Observando a Tabela 31 foi possível

perceber que a diferença entre os valores de RT foi mínimo, onde a mistura V509 M6 apresentou

o menor valor enquanto o V509 M1 apresentou o maior valor de RT. A mistura V509 M2 ficou

com um valor intermediário.

117

Além disso, tanto os valores de misturas com ligante convencional como a mistura com

asfalto borracha apresentam resultados de RT bem próximos. Isso demonstra que deve haver

uma avaliação melhor do ensaio e dos limites de especificações.

Diante disso, fica evidente a necessidade de uma melhor avaliação do ensaio e dos

limites normativos, assim como a análise de viabilidade de utilização dos parâmetros adicionais

obtidos por meio do ensaio.

4.3.2.2 Flow number

Os valores de Flow Number para as misturas M1, M2 e M6 da ERS 509 Viaduto estão

apresentados na Tabela 32 bem como os valores de desvio padrão e os coeficientes A, B, C e D

do modelo Francken.

Tabela 32 – Flow Number das misturas e os parâmetros do modelo Francken

Média FN

(Ciclo)

CV

(%)

Parâmetros Modelo Francken Mistura Vv médio (%) DP

A B C D

M1 6,59 80 9,19 11,56 500,15 0,67 67,08 0,02562

M2 7,00 102 7,78 7,66 608,57 0,62 88,02 0,02276

M6 6,70 163,5 3,54 2,16 764,65 0,56 188,57 0,01070

Fonte: Autora.

A partir da Tabela 32 é possível perceber que as misturas convencionais (M1 e M2)

apresentam valores de FN menores que a mistura com borracha (M6), mesmo a mistura com

borracha apresentar um FN baixo. A mistura M6 apresentou um valor 63,5% maior do maior

valor das convencionais (M2). Schuster (2018) corrobora que de modo geral as misturas com

asfalto borracha apresentam um maior valor de FN, o que indica que terão um melhor

desempenho em campo quando comparados com misturas convencionais. Além disso, o

coeficiente de variação das misturas está coerente e dentro da norma.

Boeira (2018), também encontrou valores de FN menores para as misturas com ligantes

convencionais (50/70). Além disso, os valores encontrados para as misturas convencionais são

coerentes com outros autores. Centofante (2016) encontrou valor de 60 ciclos para sua mistura

convencional 50/70. Possobon (2018) estudou ligantes de diversas refinarias do Brasil e

encontrou valores entre 70 a 176 ciclos para misturas convencionais.

118

De modo geral, quanto maior o valor do FN melhor o comportamento de resistência à

deformação permanente da mistura. Alguns autores como Nascimento (2008), Bastos et al.

(2017) e Faccin (2018) propuseram critérios de FN para diferentes níveis de tráfego. Segundo

Nascimento (2008) e Faccin (2018) pavimentos para tráfegos médios (3x106<N≤1,0x107),

devem apresentar FN maiores que 300 ciclos. Referente a esses autores, as três misturas

apresentaram baixos valores de deformação permanente e não poderiam ser utilizadas. Já Bastos

et al. (2017) apresentam como valor mínimo de flow number, para o tráfego médio, de 100

ciclos. Referente a este autor tanto a mistura M2 como a M6 poderiam ser utilizadas.

4.3.2.3 Ensaio Uniaxial Cíclico de Fadiga à Tração - Compressão

Atualmente a fadiga é um dos principais problemas dos pavimentos asfálticos, portanto,

sua correta compreensão e modelagem é fundamental para desenvolver esse tema tão

importante. Os resultados de fadiga das diferentes misturas estão expostos nesse tópico. Os

resultados foram analisados pela abordagem clássica de curvas de Wöhler. Os procedimentos

de processamento de dados foram apresentados pelos autores: Nascimento (2015), Babadopulos

(2014), Schuster (2018) e Boeira (2018).

4.3.2.3.1 Curvas de Wöhler

A curva Wöhler determina o desempenho dos materiais. É um gráfico de tensão ou

deformação por número de ciclos em escala logarítmica. A Tabela 33 apresenta os valores de

deformações e números de ciclos de cada mistura.

Tabela 33 – Dados de deformação e ciclo de ruptura para as amostras ensaiadas pelo critério

de pico de ângulo de fase para as amostras ensaiadas

Mistura ε (µs) Nf

254 8516

M1 200 37293

172 75778

269 5151

M2 207 14188

170 30156

119

250 45796

M6 307 12534

348 9672

Fonte: Autora.

Com os dados experimentais de Nf e deformação obtidos na Tabela 33 foi possível obter

a Figura 65 que apresenta as Curvas de Wöhler dos três diferentes tipos de misturas.

Figura 65 – Curvas de Wohler através dos dados experimentais

400

200

100

1000

10000

Nf (ciclos)

100000

Fonte: Autora.

A partir das curvas de Nf em função da deformação específica de tração inicial

resultantes dos ensaios que se encontram na Figura 65 foi possível gerar um modelo de potência

para cada mistura para obter parâmetros como A, B e R2 (Tabela 34).

Tabela 34 – Coeficientes A, B, R² dos modelos de potência das Curvas de Wöhler

Modelo de Potência Mistura

A B R2

M1 1254 -0,176 0,99

M2 2475 -0,260 1,00

M6 2018 -1,195 0,95

Fonte: Autora.

ε (µ

s)

M6

M2

M1

120

Outra análise realizada com os resultados do ensaio de fadiga tração - compressão foi a

utilização da simulação de ciclos de ruptura. Essa simulação foi desenvolvida por Nascimento

(2016). A equação proposta por Nascimento (2016) abrange: parâmetros da curva C vs S,

envoltória de ruptura GR, e os dados da caracterização viscoelásticas do ensaio. Assim, o valor

de Nf encontrado é mais próximo da realidade do ensaio. O desenvolvimento das equações para

o cálculo das curvas ε x Nf pode ser encontrado com mais detalhes no trabalho desenvolvido

por Possebon (2018).

A partir dos resultados é possível determinar a área sobre a curva de fadiga em espaço

log-log que pode classificar as misturas asfálticas quanto a resistência à fadiga. Essa área

chama-se de fator de área de fadiga (FAF). Para determinar essa área foi utilizado um intervalo

de deformação fixo entre 150 e 250 µs já que a maioria das misturas foram ensaiadas dentro

dessa faixa de deformação.

De modo geral, quanto maior os valores de FAF maior a resistência à fadiga apresentada

pela mistura.

Tabela 35 – Classificação das misturas através do FAF das curvas de Wöhler experimentais

Mistura FAF

M1 1,719

M2

1,719

M6

1,800

Fonte: Autora.

Através dos resultados de FAF das misturas encontrados na Tabela 35 percebe-se que a

mistura com asfalto borracha foi a que apresentou desempenho superior quando analisada com

as misturas convencionais. Apesar disso, a análise do FAF não leva em conta alguns fatores

como: rigidez da mistura, clima, tráfego o que pode acabar afetando o desempenho dessas

massas asfálticas em pista.

4.3.2.3.2 Modelo Viscoelástico de dano contínuo

121

CP 16: Def Inicial = 200

microstrains


microstrains


microstrains

Fitting Power Law

Com os dados obtidos do módulo complexo e fadiga à tração-compressão é possível

programar esses resultados no software MATLAB para obter valores de C e S das misturas.

Com os valores de C e S é possível gerar a curva de integridade do material versus acúmulo de

dano, as quais devem se sobrepor mesmo quando aplicadas diferentes deformações. As Figuras

66, 67 e 68 apresentam as curvas das misturas, onde foi desenvolvido um fitting para obter a

curva característica da mistura. Além disso, a equação do modelo de potência (power law)

utilizada é do tipo: C = 1 – C11 x SC12, onde C11 e C12 são as constantes de regressão.

Figura 66 – Curva C vs. S da mistura M1

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0,00E+00 5,00E+04 1,00E+05 1,50E+05 2,00E+05 2,50E+05 3,00E+05

S

Fonte: Autora.

C

122


microstrains

CP11: Def Inicial = 207

microstrains


microstrains

Fitting Power Law


microstrains


microstrains


microstrains

Fitting Power Law


1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0,00E+00 5,00E+04 1,00E+05 1,50E+05 2,00E+05 2,50E+05

S

Fonte: Autora.


1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0,00E+00 5,00E+04 1,00E+05 1,50E+05 2,00E+05 2,50E+05

S

Fonte: Autora.

C

C

123

M1 M2 M6

É possível verificar que mesmo realizando os ensaios com diferentes deformações suas

curvas tendem ao mesmo comportamento frente ao dano, pois as curvas se sobrepõem,

comprovando a teoria do S-VECD. Além disso, vale ressaltar que foram ensaiadas diversas

amostras, porém muitas apresentavam rupturas com nível de integridade muito altas, ou seja,

rompiam com números reduzidos de ciclos. Assim, foi decidido retirar essas amostras da

análise, visto que não são representativas para a análise e causavam perturbações nos dados das

curvas.

Na Figura 69 são apresentadas as curvas C vs. S para todas as misturas em estudo. É

possível observar que o nível de perda de integridade das três misturas estudas são semelhantes,

ficando C no intervalo de 0,3 a 0,1. Além disso, os valores de dano correspondem a uma faixa

de intervalo de 200.000 a 250.000 no eixo da variável S.

Referente a mistura M6, com asfalto borracha, é notório que esta apresenta uma perda

de integridade elevada nos ciclos iniciais do ensaio. Já as misturas convencionais não

apresentam essa concavidade na curva de dano. Essa observação também foi confirmada por

Schuster (2018), que fez ensaios de fadiga para diversas misturas.

Figura 69 – Curvas características de dano de todas as misturas

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0,00E+00 5,00E+04 1,00E+05 1,50E+05 2,00E+05 2,50E+05

S

Fonte: Autora.

Nesse estudo foi utilizado como critério de falha por fadiga o GR desenvolvido por

Sabouri e Kim (2014). Isso faz gerar as envoltórias de ruptura GR vs. Nf. Essas envoltórias são

C

124

ajustadas para um modelo de potência apresentando um formato linear. Na Tabela 36 são

apresentados os valores de C11 e C12 do fitting da curva C vs. S e os coeficientes Y e ∆ das

envoltórias de ruptura de cada mistura.

Tabela 36 – Coeficientes C11, C12, Y e ∆ para cada mistura

Fitting curvas C vs S Gr vs Nf

Misturas

C11 C12 Y ∆ R2

M1 0,00013 0,70058 11222237 -1,29 0,94

M2 0,00020 0,69033 4566084 -1,24 0,99

M6 0,00292 0,45513 12015254 -1,23 1,00

Fonte: Autora.

Na Figura 70 é apresentada a envoltória de ruptura GR vs. Nf. Conforme se observa, a

mistura com asfalto borracha (M6) sugere um melhor comportamento frente à fadiga, pois para

um mesmo GR é a mistura que apresenta um maior Nf. Também, nessa mesma análise, verifica-

se que a mistura convencional M2 é que a sugere um pior comportamento.

Figura 70 – Envoltórias de ruptura GR vs. Nf

100

10

1

1000

10000

Nf (ciclos)

100000

Fonte: Autora.

M6

M2

M1

GR

125

4.4 CONTAGEM DE TRÁFEGO

Conforme mencionado na metodologia do trabalho, as contagens de tráfego ocorreram

presencialmente todos os semestres nos trechos em estudo. Para realizar os valores de N do

trecho da ERS 509 – Viaduto, foi tomado como parâmetro uma proporcionalidade dos valores

noturnos encontrados para a ERS 509 – Faixa Velha, visto que esses trechos se encontram na

mesma localidade e tiveram volume de veículos das 6 às 22h semelhantes, conforme observa-

se na Tabela 37. Essa tabela apresenta o montante geral de todos os tipos de veículos e faixa de

rolamento, uma vez que para obter o N do trecho é levado em conta o VDM (volume diário

médio) do trecho.

Tabela 37 – Total de veículos passante das 6h às 22h na faixa 1 e faixa 2

Total de veículos contabilizados das 6h às 22h dia 05.06.2019

ERS 509 – Faixa Velha 14743

ERS 509 – Viaduto segmento A 13344

ERS 509 – Viaduto segmento B 12876

Fonte: Autora.

Com os valores das contagens foi realizada a Tabela 38 com o N da USACE e da

AASHTO de todos os trechos em estudo tanto da faixa 1 (rolamento interno) como da faixa 2

(rolamento externo) de todos os trechos em estudos.

Tabela 38 – Valores de N dos trechos monitorados em Santa Maria – RS (continua)

Trechos Período Faixa 1 Faixa 2

NUSACE (anual) NAASHTO (anual) NUSACE (anual) NAASHTO (anual)

jun/13 6,26E+04 3,70E+04 5,28E+05 3,15E+05

dez/13 1,12E+05 6,40E+04 8,35E+05 4,80E+05

mai/14 1,75E+05 1,00E+05 7,48E+05 4,41E+05

nov/14 9,86E+04 5,90E+04 7,21E+05 4,30E+05

Avenida

Roraima

jun/15 8,52E+04 5,10E+04 7,03E+05 4,20E+05

nov/16 9,60E+04 5,10E+04 5,49E+05 2,90E+05

ago/17 9,69E+04 5,50E+04 6,37E+05 3,60E+05

abr/18 1,00E+05 5,50E+04 6,69E+05 3,70E+05

ago/18 1,94E+05 1,00E+05 6,09E+05 3,20E+05

abr/19 1,81E+05 9,50E+04 5,42E+05 2,85E+05

set/19 1,74E+05 8,9E+04 7,18E+05 3,66E+05

126

out/13 4,04E+05 1,30E+05 9,75E+05 3,20E+05

jun/14 3,17E+05 1,20E+05 1,54E+06 6,00E+05

dez/14 3,38E+05 1,30E+05 1,69E+06 6,40E+05

Avenida

Hélvio Basso

abr/15 3,46E+05 1,30E+05 1,84E+06 6,80E+05

mai/16 3,91E+05 1,60E+05 1,34E+06 5,60E+05

ago/17 3,65E+05 1,50E+05 1,20E+06 5,10E+05

abr/18 5,61E+05 2,30E+05 1,44E+06 5,80E+05

nov/18 6,32E+05 2,40E+05 1,31E+06 5,00E+05

abr/19 4,19E+05 1,60E+05 5,91E+05 5,91E+05

set/19 3,24E+05 1,27E+05 1,41E+06 5,53E+05

nov/14 3,29E+05 1,30E+05 1,27E+06 5,00E+05

jun/15 6,63E+05 2,70E+05 1,40E+06 5,70E+05 out/15 6,58E+05 2,70E+05 1,43E+06 5,78E+05

BR 158

"Trevo dos

Quartéis"

nov/16 4,79E+05 1,70E+05 1,65E+06 5,90E+05

out/17 4,10E+05 1,60E+05 1,34E+06 5,20E+05

abr/18 4,10E+05 1,60E+05 1,24E+06 4,80E+05

nov/18 5,12E+05 1,90E+05 1,67E+06 6,20E+05

abr/19 4,92E+05 1,79E+05 1,61E+06 5,87E+05

out/19 5,45E+05 2,00E+05 1,85E+06 6,80E+05

nov/16 5,01E+04 2,30E+04 5,01E+04 2,30E+04

ago/17 2,49E+05 1,10E+05 1,63E+06 7,50E+05

ERS 509 "Faixa

Velha"

jun/18 5,28E+05 2,10E+05 2,35E+06 9,20E+05

(conclusão)

out/18 5,38E+05 2,20E+05 2,29E+06 9,30E+05

jun/19 7,73E+05 2,75E+05 1,92E+06 6,81E+05

set/19 6,51E+05 2,16E+05 2,47E+06 8,22E+05

ERS 509

"Viaduto"

segmento

A

jun/19

5,00E+05

1,77E+05

2,17E+06

7,67E+05

ERS 509 "Viaduto"

segmento

B

jun/19

8,26E+05

2,87E+05

2,00E+06

7,10E+05

Fonte: Autora.

Conforme pode-se observar, o trecho que mais teve aumento significativo do volume de

tráfego desde a primeira contagem até hoje foi o trecho da ERS 509 – Faixa Velha passando de

um NUSACE= 1,00 x 105 para NUSACE= 3,12 x 106 (levando em conta faixa 1 e faixa 2) em apenas

três anos de liberação do tráfego do local.

Acredita-se que esse fato ocorre porque na cidade de Santa Maria tem-se dois principais

acessos que levam os veículos a entrar e sair da cidade. Um deles é a ERS 509 – Faixa Velha e

127

a outra é a BR 287. Com a duplicação da ERS 509 – Faixa Velha muitos veículos passaram a

optar por se deslocar pelo pavimento asfáltico novo devido a melhora no fluxo dos veículos.

Além disso, com os valores de N encontrados para a ERS 509 – Viaduto segmentos A e B foi

possível obter o N diário que posteriormente foi utilizado no software LVECD. Para trabalhar

a favor da segurança foi utilizada a faixa 2 do N da USACE. Como os valores mostrados na

Tabela 38 são referentes ao valor anual foi necessário dividir por 365 dias e obter no segmento

A 5945 passagens diárias e no segmento B 5479 passagens diárias. Devido aos valores serem

muito próximos optou-se por utilizar apenas o valor 5945 no dimensionamento do LVCED,

pois assim, estar-se-á trabalhando a favor da segurança.

4.5 SIMULAÇÃO DA ERS 509 VIADUTO NO SOFTWARE LVECD

Foi utilizado o software LVECD para determinar o dano acumulado de fadiga ao longo

dos anos da estrutura de projeto da ERS 509 - Viaduto. Lembrando que a estrutura E1 é

composta pela mistura M1 + M6 do segmento A e a estrutura E2 é formada pela mistura M2 +

M6 do segmento A, conforme já exposto na metodologia da pesquisa. O projeto das estruturas

foi dimensionado para 10 anos (120 meses), porém para obter uma análise mais ampla foi

dimensionado no LVECD até 15 anos (180 meses). A Tabela 39 apresenta os resultados

numéricos de dano nos meses ensaiados.

Tabela 39 – Dano médio acumulado das estruturas analisadas

Dano médio acumulado ao longo dos meses

Estruturas

1 6 12 24 60 120 180

E1 0,026 0,088 0,113 0,135 0,164 0,189 0,202

E2 0,058 0,121 0,146 0,168 0,202 0,224 0,240

Fonte: Autora.

Com os valores de dano médio acumulado ao longo dos meses foi possível realizar a

Figura 71, onde tem-se as duas curvas de dano das estruturas analisadas.

128

E1 E2

Figura 71 – Curva de dano médio acumulado da Estrutura 1 e 2

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0 30 60 90 120 150 180

Tempo (meses)

Fonte: Autora.

É notório que as duas estruturas terão desempenhos semelhantes. Além disso, através da

análise é possível dizer que até 15 anos de uso do pavimento não haverá danos de fadiga

significativos no pavimento. Esse bom desempenho das estruturas em análise já era esperado

devido a camada de asfalto borracha, que contribui com o bom desempenho do pavimento.

Schuster (2018) comprovou em seu estudo que as estruturas com asfalto borracha geralmente

tem um dano menor quando comparadas com estruturas convencionais.

A Figura 72 e a Figura 73 apresentam os gráficos térmicos onde o dano é representado

crescentemente de 0 a 1 pelas cores que vão de azul até vermelho. O x=0 m representa as rodas

do pneu com 40 kN de carga.

Figura 72 – Dano da estrutura E1 em 0 e 180 meses

N/N

f

129

Fonte: Autora.

Figura 73 – Dano da estrutura E2 em 0 e 180 meses

Fonte: Autora.

Conforme observa-se nas imagens, o dano do pavimento é suportado inteiramente pelas

camadas de concreto asfáltico. No último ano de análise, percebe-se que o dano começa a atingir

a fibra inferior da primeira camada do pavimento, a camada de asfalto borracha, sugerindo que

a fissuração venha a ocorrer apenas na parte inferior do pavimento.

Percebe-se que há uma tendência de misturas com asfalto borracha terem uma maior

tolerância ao dano de fadiga, por serem mais flexíveis, portanto, tornam-se mais resistentes à

fadiga.

Por fim, a análise realizada pelo software deduz que a estrutura da ERS 509 Viaduto não

terá danos significativos de fadiga durante o tempo de análise e que a estrutura atende aos 10

anos de projeto da estrutura. Porém, vale ressaltar que o software não leva em conta problemas

de execução do pavimento, que podem contribuir com o acelerado processo de danificação não

previsto pelo programa. Por esse motivo, é interessante fazer análises de campo ao longo do

tempo para prever defeitos que o software não identifica.

130

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Nesse capítulo serão apresentadas as principais conclusões dos resultados obtidos com

a presente pesquisa, bem como sugestões de trabalhos futuros.

5.1 CONCLUSÕES

A presente pesquisa teve como objetivo monitorar 5 trechos de pavimentos implantados

na cidade de Santa Maria, Rio Grande do Sul e verificar seus desempenhos funcionais e

estruturais. As principais conclusões aferidas a partir da análise dos resultados foram as

seguintes:

a) Durante a implantação da ERS 509 – Viaduto foram coletados materiais para

caracterização dos mesmos em laboratório assim como foi acompanhada a execução de todas

as etapas da obra. Pode-se concluir que há variância nas caracterizações de massas asfálticas,

pois foram rodadas em dias diferentes na usina, conforme observado nos parâmetros de

granulometria e DMM das massas convencionais, sendo o mesmo projeto. Além disso, percebe-

se a importância de uma boa execução para o desempenho futuro do pavimento, pois muitas

vezes as patologias precoces ocorrem devido a falhas de execução durante a implantação do

trecho;

b) Através do software BAKFAA foi realizada a retroanálise das camadas do pavimento

da ERS 509 – Viaduto. Foram realizadas duas estruturas, uma com mistura convencional M1,

e outra com estrutura convencional M2. Conclui-se que os valores encontrados para as camadas

de revestimento, base, sub-base e subleito foram semelhantes nas duas estruturas. Além disso,

os valores encontrados são coerentes com valores encontrados por autores como Santos (2015)

e Bueno (2019). Para as camadas asfálticas com borracha foram encontrados valores na ordem

de 4800 MPa, para camadas asfálticas convencionais na ordem de 7000 MPa, e 170, 250 e 140

MPa, respectivamente: base, sub-base e sistema subleito;

c) Referente à irregularidade longitudinal, todos os trechos monitorados apresentam

valores satisfatórios. A Avenida Hélvio Basso foi a que apresentou maior IRI, de 2,34 m/Km.

Referente ao afundamento em trilha de roda e área trincada a BR 158 – Trevo dos Quartéis

apresenta os maiores valores, respectivamente, 9,28 mm e 99,2%. Esses resultados demostram

a severa degradação do presente trecho. Referente a macrotextura, a ERS 509 – Faixa Velha

apresenta o pior desempenho sendo classificada como uma textura fina. Já a classificação de

131

microtextura todos os pavimentos atualmente apresentam valores satisfatórios, variando de

52,12 a 79,90; O cruzamento de dados da macrotextura com a microtextura dos trechos

monitorados para obtenção do IFI a 60 Km/h foi satisfatório. Esse parâmetro tem relação direta

com as características das misturas e agregados. Os trechos se encontram em uma classificação

de regular a bom, variando valores de 0,13 a 0,22;

d) Em relação aos ensaios estruturais não destrutivos, foi possível concluir que o trecho

monitorado da BR 158 – Trevo dos Quartéis apresenta a menor capacidade suporte em relação

aos outros trechos. Já a ERS 509 – Faixa Velha apresenta a maior capacidade de suporte dentre

os trechos em análise. A diferença entre o valor médio de deflexão máxima chega a 46% entre

esses dois trechos. Esse fato corrobora com a situação atual que já foi apresentada de ATR, área

trincada e IFI do trecho da BR 158 – Trevo dos Quartéis;

e) Referente às contagens de tráfego periódicas realizadas nos trechos monitorados é

possível ter uma estimativa confiável e uma classificação adequada do tráfego que solicita cada

trecho monitorado. Sendo um item de extrema importância para a previsão de desempenho e

dimensionamento dos pavimentos ao longo do tempo;

f) Com os valores dos ensaios de campo e caracterização adequada do tráfego foi

possível analisar 56 modelos de previsão de desempenho em função do número de solicitação

equivalente de eixo padrão. Foram obtidos 28 modelos através do cálculo do fator de

equivalência de carga (FEC) pelo método da AASHTO e outros 28 pelo método da USACE;

g) Referente a informações sobre a rigidez, deformação permanente e fadiga da ERS

509 – Viaduto pode-se afirmar:

Sobre o ensaio de RT é possível afirmar que todas as misturas atenderam a

resistência à tração mínima exigida pelas especificações de 0,65 MPa. O menor

valor de RT ficou destinado a mistura com asfalto borracha, M6, com valor de

1,41 MPa e o maior valor de RT foi encontrado para a mistura M1 de 1,64 MPa;

É notório que os valores do módulo de resiliência das camadas asfálticas do

pavimento têm grandes variações dependendo de seu ligante e arranjo

granulométrico, porém os valores encontrados na presente pesquisa são

coerentes com valores de outras literaturas. Para as misturas convencionais foi

encontrado valores de 9029 e 8409 MPa, para M1 e M2, respectivamente. Já para

a mistura com ligante do tipo asfalto borracha foi encontrado um valor de 6386

MPa. Pode-se observar que o módulo de resiliência da mistura com ligantes do tipo

asfalto borracha é inferior ao valor encontrado para as misturas asfálticas com

ligantes do tipo convencionais;

132

Referente ao ensaio FN obteve-se maior valor para a mistura com asfalto

borracha, M6, com valor de 164 ciclos. Já a mistura convencional M2 apresentou

o menor valor com 80 ciclos;

Referente ao ensaio de módulo complexo, a modelagem do 2S2P1D apresenta-

se adequada para o estudo do comportamento reológico das misturas. Observa-

se uma diferença de resultados entre misturas com o mesmo tipo de ligante. A

mistura convencional M2 apresenta um ângulo de fase em torno de 45° já à

mistura convencional M1 apresenta um ângulo de fase em torno de 38°. Além

disso, a mistura com ligante do tipo asfalto borracha apresenta um menor ângulo

de fase quando comparado com as misturas convencionais, apresenta um valor

na ordem de 33°, indicando um maior comportamento elástico desse material;

As curvas características de dano das misturas com ligantes convencionais e com

borracha apresentaram intervalo de ruptura e perda de integridade semelhantes;

A mistura com asfalto borracha perde mais integridade quando comparada com

as misturas convencionais em um determinado valor de dano principalmente nos

ciclos iniciais;

As envoltórias de ruptura GR vs. Nf apresentaram um bom coeficiente de

determinação (R2);

h) Com o modelo S-VECD através do software LVECD foi possível fazer uma análise

completa e precisa do fenômeno de fadiga nas misturas estudadas. Em 10 anos os danos médios

acumulados de fadiga será de 0,189 para a estrutura E1 e 0,224 para a estrutura E2. Em relação

as simulações do software LVECD e as imagens de contorno de dano para todas as estruturas

é notável que não terá surgimento de danos nas fibras superiores do revestimento asfáltico até

15 anos do pavimento, apenas nas fibras inferiores. Porém é importante atentar que o software

não leva em consideração problemas de execução do pavimento que podem vir a acarretar

patologias precoce no pavimento, como a fadiga. Por fim, isso corrobora a importância de

realizar monitoramentos periódicos em campo nos pavimentos.

133

5.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

a) Dar continuidade ao monitoramento dos trechos experimentais com o objetivo de obter

um maior banco de dados, principalmente do novo trecho implantado, a ERS 509 Viaduto. Pois,

assim, será possível fazer modelos de desempenho para esse trecho também. Um grande volume

de dados é muito importante para poder prever com melhor precisão a dinâmica de

funcionamento do pavimento;

b) Realizar uma análise comparativa dos resultados encontrados na presente pesquisa com

resultados encontrados em outros trechos monitorados ao longo do Estado do Rio Grande do

Sul;

c) Realizar ensaio de fadiga por compressão diametral em todos os trechos monitorados

com o objetivo de dimensionar as estruturas no software MeDiNa;

d) Realizar estudo de viabilidade econômica dos trechos monitorados, com o objetivo de

realizar uma nova reformulação de como poderiam ter sido dimensionadas as estruturas, com o

intuito de reduzir custos governamentais e manter um bom padrão de qualidade das estruturas;

e) Apresentar uma nova estrutura viável para a estrutura da ERS 509 – Viaduto objetivando

menor custo para uma durabilidade de projeto de 10 anos.

134

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142

APÊNDICE

Apêndice I – Quadro resumo com os parâmetros de acompanhamento dos trechos de

Santa Maria (continua)

MAC ROTEXTUR E MICROT EXTURA MÉDIA

Trechos Monitorados

Período

Ensaio

(meses)

NUSACE acum

Macrotextura

(mm)

Microtextura

(VRD)

Avenida Roraima

1 4,40E+04 0,57 84,25

6 2,62E+05 0,40 79,48

13 7,52E+05 0,44 29,80

19 1,12E+06 0,42 32,48

25 1,50E+06 0,47 37,52

67 3,79E+06 0,48 61,00

71 4,05E+06 0,54 61,44

77 4,42E+06 0,37 61,88

Avenida Hélvio

Basso

1 3,74E+04 0,35 85,96

7 5,26E+05 0,30 35,32

13 1,29E+06 0,29 39,20

19 2,28E+06 0,30 34,12

26 7,45E+06 0,37 64,76

30 7,88E+06 0,30 66,64

36 8,18E+06 0,33 62,12

BR 158 "Trevo dos

Quartéis"

1 6,61E+04 0,68 73,40

6 5,98E+05 0,48 31,16

49 5,40E+06 0,43 65,88

53 5,81E+06 0,53 59,64

59 6,11E+06 0,46 52,12


29 3,81E+06 0,35 66,48

33 4,57E+06 0,27 62,60

39 4,91E+06 0,28 77,92

ERS 509 "Viaduto" trecho A

1 2,02E+05 0,42 68,76

6 1,05E+06 0,38 79,9

ERS 509 "Viaduto" trecho B

1 1,90E+05 0,47 77

6 9,83E+05 0,35 62,93

143



IRI (M/K M)

Trecho Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)

NUSACE acum

IRI Médio

(m/km)

Roraima

14 6,15E+05 1,90

21 1,05E+06 2,08

56 2,93E+06 2,25

62 3,20E+06 2,31

65 3,36E+06 2,22

71 3,67E+06 2,41

80 4,12E+06 2,31

Hélvio Basso

15 1,46E+06 1,96

50 5,37E+06 2,22

56 5,97E+06 2,20

60 6,39E+06 2,13

66 7,05E+06 2,36

75 7,49E+06 2,34

Trevo dos Quartéis

7 7,06E+05 1,76

13 1,34E+06 1,75

18 1,92E+06 2,01

23 2,52E+06 2,24

37 4,44E+06 1,98

42 5,07E+06 1,94

46 5,50E+06 2,13

52 6,28E+06 2,11

61 6,71E+06 2,05

ERS 509 "Faixa

Velha"

16 1,99E+06 1,70

22 2,75E+06 1,65

25 3,27E+06 1,73

31 4,34E+06 1,72

40 5,77E+06 1,74

ERS 509 "Viaduto" A

1 2,02E+05 2,29

8 1,41E+06 2,19

ERS 509 "Viaduto"

B

1 1,90E+05 2,15

8 1,32E+06 2,24

144



AFUNDAMEN TO EM TRIL A DE RODA (MM )

Trecho Monitorado

Período

Ensaio (meses)

NUSACE acum

ATR Médio

(mm)

Roraima

14 6,15E+05 0,81

21 1,05E+06 1,37

56 2,93E+06 1,49

62 3,20E+06 1,70

65 3,36E+06 2,31

71 3,67E+06 1,84

80 4,12E+06 1,80

Hélvio Basso

15 1,46E+06 2,64

50 5,37E+06 1,80

56 5,97E+06 1,85

60 6,39E+06 2,64

66 7,05E+06 2,18

75 7,49E+06 1,53

Trevo dos Quartéis

7 7,06E+05 3,90

13 1,34E+06 4,32

18 1,92E+06 5,04

23 2,52E+06 5,49

37 4,44E+06 5,28

42 5,07E+06 5,78

52 6,28E+06 6,79

61 6,71E+06 9,28

ERS 509 "Faixa

Velha"

16 1,99E+06 1,92

22 2,75E+06 2,13

25 3,27E+06 1,84

31 4,34E+06 3,02

40 5,77E+06 1,91

ERS 509 "Viaduto"

A

1 2,02E+05 2,10

8 1,41E+06 1,21

ERS 509 "Viaduto"

B

1 1,90E+05 3,37

8 1,32E+06 1,67

145



Á EA TRINC ADA (%)

Trecho Monitorado

Período

Ensaio

(meses)

NUSACE acum

Área

Trincada

(%)

Roraima

1 1,42E+03 0,0

12 4,85E+05 24,2

20 9,83E+05 25,9

26 1,35E+06 40,2

32 1,62E+06 44,7

57 2,89E+06 52,6

62 3,16E+06 55,2

66 3,38E+06 58,6

73 3,69E+06 58,9

Hélvio Basso

1 1,26E+05 0,0

7 7,77E+05 0,0

14 1,67E+06 0,0

20 2,52E+06 0,5

27 3,59E+06 0,9

32 4,36E+06 2,6

51 6,37E+06 3,0

57 6,98E+06 3,2

61 7,40E+06 3,5

68 8,17E+06 3,6

Trevo dos Quartéis

1 6,61E+04 0,0

6 5,98E+05 3,1

13 1,41E+06 27,9

37 4,58E+06 97,5

43 5,25E+06 99,2

47 5,74E+06 99,4

54 6,72E+06 99,2

ERS 509 "Faixa

Velha"

1 4,07E+03 0,0

2 1,26E+05 0,0

16 1,86E+06 3,9

22 2,68E+06 6,1

26 3,22E+06 6,6

33 4,40E+06 10,7

146


Santa Maria (conclusão)

DEFLEXÃO MÁXIMA MÉDIA (10¯² M )

Trecho

Monitorado

Período

Ensaio

(meses)

NUSACE acum

Deflexão

Máxima

Média

(10¯²mm)

Roraima

1 1,42E+03 54,06

12 4,85E+05 45,40

20 9,83E+05 49,50

26 1,35E+06 44,06

32 1,62E+06 48,76

57 2,89E+06 42,67

62 3,16E+06 55,20

66 3,38E+06 52,69

73 3,69E+06 39,20

Hélvio Basso

7 7,77E+05 35,92

14 1,67E+06 42,34

20 2,52E+06 33,28

27 3,59E+06 37,78

32 4,36E+06 34,14

51 6,37E+06 43,37

57 6,98E+06 37,37

61 7,40E+06 33,50

68 8,17E+06 39,1

Trevo dos Quartéis

1 2,78E+05 54,1

6 7,06E+05 40,0

13 1,40E+06 44,8

37 2,00E+06 40,3

43 2,71E+06 44,5

47 5,06E+06 46,0

54 6,04E+06 41,8

61 6,38E+06 47,9

ERS 509 "Faixa

Velha"

2 1,26E+05 49,14

22 2,68E+06 36,95

26 3,22E+06 30,65

33 4,40E+06 32,7

ERS 509 "VIADUTO" TRECHO A

6 1,05E+06 37,4

147

ERS 509 "VIADUTO" TRECHO B

6 9,83E+05 38,5

Documents

Debora Tanise Bordin - repositorio.ufsm.br