OBTENÇÃO DO MÓDULO DE RESILIÊNCIA POR …sinicesp.org.br/44rapv/trabalhos/TrabalhoFinal_58.pdf · Palavras-Chave: Módulo de Resiliência, Retroanálise, Viga Benkelman, FWD ABSTRACT

44ª RAPv – REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO

E

18º ENACOR – ENCONTRO NACIONAL DE CONSERVAÇÃO RODOVIÁRIA

ISSN 1807-5568 RAPv

Foz do Iguaçu, PR – de 18 a 21 de Agosto de 2015

OBTENÇÃO DO MÓDULO DE RESILIÊNCIA POR RETROANÁLISE DE

TRÊS TRECHOS MONITORADOS

MAURICIO SILVEIRAS DOS SANTOS; TATIANA CUREAU CERVO; LUCIANO

PIVOTO SPECHT; DÉBORA TANISE BORDIN; LUCAS DOTTO BUENO;

FERNANDO DEKEPER BOEIRA; GUSTAVO DOS SANTOS PINHEIRO

RESUMO

O presente trabalho tem por objetivo apresentar os resultados de Módulo de Resiliência

(MR) das camadas de três trechos monitorados realizando levantamentos deflectométricos

utilizando Viga Benkelman e FWD. O trecho 1, Avenida Roraima, refere-se a uma restauração do

pavimento já existente; já os trechos 2 e 3, Avenida Hélvio Basso e Trevo dos Quartéis,

respectivamente, tratam-se da implantação de uma estrutura nova de pavimento. Os trechos foram

monitorados da seguinte forma: no trecho 1 foi realizado o ensaio com a Viga Benkelman nos

meses 0; 1; 6; 13; 20; 23 e 27, após a restauração e liberação ao tráfego. No trecho 2 foram

realizados ensaios depois de finalizada a obra e nos meses 1; 6; 14; 17 e 21, após a liberação do

tráfego. No trecho 3 foram realizados ensaios de 1; 3 e 7 meses. Já os ensaios de FDW foram

realizados nos meses 2; 14; 23 e 27 no trecho 1, nos meses 9; 16 e 21 no trecho 2 e no segundo e

sétimo mês no trecho 3. Desta forma, foi possível comparar os resultados de MR de cada pavimento

entre si com o passar do tempo e também comparar aqueles obtidos entre os três trechos. Para o

ensaio com Viga Benkelman, verificou-se que o trecho 1 apresentou um MR do revestimento um

pouco maior que os outros dois trechos. O MR de revestimento do trecho 3 foi menor que os outros

trechos e muito abaixo do esperado. Observou-se também que não houve uma variação significativa

nos valores de MR com o passar do tempo, já para os ensaios com FWD a maior variação

observada foi no MR do revestimento do trecho 1.

Palavras-Chave: Módulo de Resiliência, Retroanálise, Viga Benkelman, FWD

ABSTRACT

The durability of highway structures is increasingly lower, due to that this present study aims to

present the results of the resilience module in the layers of three monitored stretches, performing

deflection assessments using the Benkelman Beam and FWD. The stretch one, Av. Roraima, consist

in the restoration of the already existent pavement. In the stretch two and three, Av. Hélvio Basso

and Trevo dos Quartéis, respectively, it’s about the implementation of a whole new pavement

structure. The stretches were monitored on the following way: in stretch one, it was performed the

experiment with the Benkelman Beam in the months zero, one, six, thirteen, twenty, twenty three

and twenty seven, after the restoration and liberation to the traffic. In stretch two, it were performed

the experiments after the finish of the work and in the months one, six, fourteen, seventeen and

twenty one after traffic liberation. In stretch three were made the experiments in one, three and

seven months. Meanwhile, the FWD experiments were performed in months two, fourteen twenty

three and twenty seven in stretch one, in months nine, sixteen and twenty one in stretch two and in

the second and seventh month in stretch three. Thus, it was possible to compare the results of

resilience module among each pavement due to the time and also compare among those obtained in

the three stretches. To the Benkelman Beam experiment, the stretch one presented a resilience

module a little higher than in other stretches. The MR of the covering of the stretch three was a little

lower than in other stretches and quite lower than expected. Also, it was possible to notice that did

not happened a significant variation in the resilience module numbers due to the time, while for

FWD the higher variation observed was in the resilience module of the covering of stretch one.

Key words: Resilience Module, Backcalculating, Viga Benkelman, FWD

INTRODUÇÃO

Uma infraestrutura de transporte adequada proporciona a qualquer sociedade um grande e

importante desenvolvimento social e cultural, através da mobilidade de produtos e pessoas. Para o

Brasil, que é um país de dimensões continentais, uma infraestrutura de rodovias que proporcione

um deslocamento com conforto e segurança, é extremamente importante, uma vez que é a partir

destas rodovias que a grande maioria dos insumos e das pessoas se desloca diariamente para regiões

com distância bastante grande.

De acordo com o Ministério do planejamento, Orçamento e Gestão, em seu Plano Plurianual

(PPA, 2012-2015), aproximadamente 58% da movimentação de cargas e 48% do transporte

interestadual de passageiros é realizada através do meio de transporte rodoviário. O Ministério do

Planejamento menciona ainda que 82% das rodovias federais implantadas no Brasil são

pavimentadas, porém esta realidade não se expande para as rodovias estaduais e municipais, sendo

que o DNIT (2014) cita que 78,65% da malha rodoviária nacional não são pavimentadas.

É por meio da gerência adequada dos pavimentos e medidas corretivas realizadas nos

tempos corretos, que estas rodovias fornecem aos usuários segurança e conforto nos seus

deslocamentos. Uma forma de realizar esta gerência de maneira adequada é fazendo o uso de

modelos de previsão de desempenho, para que o gestor possa prever de forma antecipada o

aparecimento de defeitos e a necessidade da realização de manutenções, disponibilizando assim

recursos financeiros necessários para as obras de intervenções.

Com um banco de dados bastante grande, que faz a caracterização quantitativa e

classificatória do tráfego que solicitam a estrutura, bem como o conhecimento das características

dos materiais que foram utilizados na construção em cada uma das camadas do pavimento, sendo

assim a forma mais correta de realizar a gerência dos pavimentos. É a partir deste banco de dados

que se realiza o desenvolvimento de modelos de previsão de desempenho dos pavimentos que são

pesquisados.

Para Specht (2004) a degradação do pavimento por deformações permanentes, fissuras de

fadiga, retração térmica e degradação está associada a vários fatores, sendo que deformações

permanentes e fissuras por fadiga estão relacionadas com o tráfego que atua na via e a estrutura que

o pavimento possui, enquanto as outras duas estão em função das características dos materiais

empregados e das condições climáticas que atuam no local. O autor comenta ainda que os mais

rigorosos defeitos que ocorre em estruturas flexíveis são apresentados no revestimento e fazem com

que seja possível identificar duas formas diferentes de solicitação mecânica: flexão repetida que

causa fissuras de fadiga e compressão simples que produz acúmulo de deformação permanente.

Franco (2007) confirma que os danos estruturais em pavimentos acontecem principalmente

por aplicações de cargas elevadas na estrutura ou devido ao grande número de repetições de

passagem das rodas dos veículos. Contudo, o autor comenta que muitas das estruturas dos

pavimentos existentes no Brasil, não foram dimensionadas para tais solicitações, já que o método de

dimensionamento tradicional não contempla os efeitos da fadiga, pois foi desenvolvido a partir de

observações de danos de deformações no subleito.

Muitas das formas de dimensionar as estruturas dos pavimentos, que devem suportar as

solicitações a que serão impostas durante sua vida útil, utilizam métodos empíricos com baixa

confiabilidade das previsões tomadas, como base para seus cálculos. É necessária uma evolução

nestes métodos de dimensionamento, esta evolução em curto prazo, trata-se de métodos

mecanístico-empíricos, que faz uso de análise elástico-linear e elástico não linear, através de

programas computacionais e trechos experimentais que buscam modelos de previsão de

desempenho dos pavimentos.

Neste contexto, no ano de 2009, deu-se início a implantação de um programa com

abrangência nacional, que busca desenvolver um novo método de dimensionamento de pavimentos

asfálticos no Brasil. Este programa foi denominado Programa Rede Temática de Asfalto,

desenvolvido pela PETROBRAS e conta com a parceria de Centros de Pesquisa e Universidades

brasileiras.

Inseridos neste programa, a UFSM está desenvolvendo o monitoramento de três trechos em

verdadeira grandeza na região central do Rio Grande do Sul, visando avaliar o desempenho dos

pavimentos. Com isso, é realizada a avaliação funcional dos mesmos, por meio de ensaio com Viga

Benkelman e FWD e a caracterização dos veículos que solicitam as vias. Desta forma, esta pesquisa

tem por objetivos, apresentar os resultados de Módulo de Resiliência (MR) obtidos por retroanálise,

através dos valores de deflexão nos ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD, verificar o

desempenho dos pavimentos à medida que eram solicitados pelo tráfego e comparar os valores de

MR obtidos com Viga Benkelman e FWD.

METODOLOGIA

Para realização da pesquisa, utilizaram-se três trechos monitorados, o primeiro trecho

monitorado (Trecho 1) é conhecido como Avenida Roraima, um segmento de restauração; o

segundo trecho é a Avenida Hélvio Basso (Trecho 2), uma pista nova que fora implantada para a

duplicação de uma via existente; e o terceiro trecho, localizado na BR-158 iniciando no km 330,

conhecido como Trevo dos Quartéis (Trecho 3), que também se trata de uma duplicação da rodovia

existente. Todos os trechos podem ser considerados como trechos de confluência urbana,

localizados no perímetro urbano de Santa Maria, onde está localizada a UFSM. Suas localizações

podem ser visualizadas na Figura 1.

Figura 1: Localização da UFSM e dos trechos monitorados

Para todos os trechos, foi realizada a caracterização de cada uma das camadas constituintes

do pavimento, desde as mais inferiores de solo do subleito até o revestimento, bem como

levantamentos de tráfego e ensaios de desempenho do pavimento em serviço.

Av. RoraimaAv. Hélvio BassoTrevo dos Quartéis UFSM

O trecho da Avenida Roraima, está localizado na saída da Universidade Federal de Santa

Maria, com o trecho iniciando na latitude 29º42’19,35’’ Oeste e longitude 53º42’57,32’’ Sul e

terminando na latitude 29º42’10,9’’ Oeste e longitude 53º42’55,94’’ Sul, como pode ser visto na

Figura 2.

Figura 2: Trecho monitorado da Avenida Roraima

Este trecho, constituído de uma via de pista dupla preexistente, contém extensão de 260m e

apresentava inúmeros defeitos como, por exemplo, panelas, trincas interligadas, exsudação,

ondulações, entre outros, sendo que o valor do IGG (Índice de Gravidade Global) era de 240, o que

qualificou o pavimento como sendo péssimo, havendo assim a necessidade de ser restaurado.

O trecho era composto pela camada de subleito de solo argiloso, juntamente com uma base

granular de BGS (brita graduada simples) de aproximadamente 17cm. Sobre a BGS havia um

revestimento de CBUQ com uma espessura média de 5cm, onde foi assente sobre ela uma nova

camada de revestimento asfáltico de 5cm, sendo realizado apenas um tapa buracos nos locais onde

haviam panelas sem ser realizado qualquer tipo de remoção do revestimento antigo antes da

colocação da nova camada de revestimento asfáltico.

A Avenida Hélvio Basso está localizada na cidade de Santa Maria, no estado do Rio Grande

do Sul, sendo que o trecho inicia na latitude 29º42’46,71’’ Oeste e longitude 53º48’39,63’’ Sul e

terminando na latitude 29º42’37,63’’ Oeste e longitude 53º48’43,85’’ Sul, como pode ser observado

na Figura 3.

Figura 3: Trecho monitorado da Avenida Hélvio Basso

Trata-se de um trecho com 300 metros de extensão, onde foi realizada uma duplicação. O

trecho monitorado se refere à parte duplicada com execução de camadas novas em toda a estrutura

do pavimento. O trecho é composto pela camada de subleito de solo argiloso, uma camada de sub-

base de 40cm de macadame seco, sobre o macadame está assente 20cm de BGS (base) e uma

camada de revestimento de 6cm de CBUQ.

O terceiro trecho fica na BR-158, que atravessa a cidade de Santa Maria, no estado do Rio

Grande do Sul, sendo que o trecho monitorado inicia no km 330 na latitude 29º42’24,2’’ Oeste e

longitude 53º51’5,81’’ Sul e terminando na latitude 29º42’0,92’’ Oeste e longitude 53º50’55,39’’

Sul, como pode ser visto na Figura 4.

Figura 4: Trecho monitorado do Trevo dos Quartéis

Trata-se de um trecho onde foi executada uma duplicação da BR-158, portanto, de um

segmento de implantação de pavimento novo, onde a liberação ao tráfego ocorreu no dia 15 de

julho de 2014. O trecho apresenta 300m de extensão e é composto pela camada de subleito de solo

argiloso, uma camada de 40 cm de pedra detonada, 15 cm de macadame seco, 15 cm de BGS e uma

camada de 7,5 cm de CBUQ.

Para obtenção dos resultados durante os ensaios com Viga Benkelman realizados nos

trechos experimentais, seguiu-se a norma DNIT ME 133/2010 (antiga DNER ME 024/94). Tal

norma menciona que para a realização do ensaio é necessário um caminhão e uma Viga Benkelman.

O caminhão deve ser composto por um eixo traseiro simples de rodas duplas carregado com 8,2t

(80KN) e pressão de inflação dos pneus de 0,55MPa (5,6kgf/cm² ou 80lb/pol²), para aplicar a carga

sob a qual será medido o deslocamento vertical do pavimento. A Viga Benkelman é um

equipamento muito simples, composto por duas hastes articuladas, um relógio digital para leitura

das deflexões e um suporte de apoio (Figura 5).

Figura 5: Caminhão de eixo simples de rodas duplas e Viga Benkelman

Na faixa externa de todos os trechos monitorados, por se tratar da faixa mais carregada, foi

realizado o levantamento com bacia completa nas distâncias de 0cm, 12,5cm, 25cm, 40cm, 60cm,

80cm, 100cm, 120cm, 140cm, 160cm, 180cm, 200cm, 220cm, 240cm, 260cm, 280cm e 300cm.

Além da coleta das leituras das deflexões do pavimento, são realizadas também leituras das

temperaturas do pavimento em cada um dos pontos avaliados para uma posterior correção das

deflexões encontradas em função da temperatura do pavimento. Tais correções foram realizadas

através do fator de correção da temperatura apresentado na Equação 1, adaptada do ábaco do guia

da ASSHTO (1993), como pode ser visto na Figura 6. Com o fator de correção, foi multiplicado

cada valor de deflexão anotado em campo por esse fator, encontrando assim, a deflexão em cada

ponto para uma temperatura padrão de 25ºC.

(Equação 1)

Onde: Ft= Fator de correção da temperatura;

Hc= espessura do pavimento em mm;

t = temperatura do pavimento no momento do ensaio.

1)25(1000

1

tHc

Ft

Figura 6: Ábaco para correção das deflexões em função da temperatura

Através dos dados coletados com este ensaio, é possível verificar a necessidade ou não de

uma maior compactação das camadas quando o ensaio é realizado nas camadas subjacentes a

camada do revestimento, já na camada do revestimento, serve para verificar a necessidade de um

reforço do pavimento que pode estar com sua vida útil excedida caso apresente deflexões muito

elevadas.

O primeiro levantamento na Avenida Roraima, foi realizado no dia 30/11/2012 antes da

execução do recapeamento asfáltico, os demais levantamentos foram realizados 1 mês, 6 meses, 13

meses, 20 meses, 23 meses e 27 meses após a liberação do tráfego. Na Avenida Hélvio Basso, o

primeiro ensaio de Viga Benkelman no revestimento asfáltico foi realizado antes da liberação do

tráfego no dia 16/05/2013, os demais ensaios foram realizados nos períodos de 1 mês, 7 meses, 14

meses, 17 meses e 21 meses após a liberação do tráfego.

Já no Trevo dos Quartéis, a camada superior de revestimento foi realizada no dia 11 de julho

de 2014 e a liberação do tráfego foi no dia 15/07/2014. Pelo fato de não ter sido informado sobre

este fato, não foi realizado o levantamento anterior a liberação do tráfego como de costume, sendo

realizado apenas o primeiro no dia 14 de agosto de 2014, 1 mês após a liberação do tráfego, ainda

foram realizado ensaios com Viga Benkelman 3 e 7 meses após a liberação do tráfego.

Foi realizada, também, a determinação das deflexões utilizando o deflectômetro de impacto

tipo FallingWeightDeflectometer – FWD, seguindo especificação indicada pela norma DNER PRO

273/1996. Este utilizou o equipamento mostrado na Figura 7 e em todos os trechos monitorados foi

realizado nas mesmas estacas onde foram feitos os ensaios com Viga Benkelman, porém a coleta de

dados deste equipamento ocorreu nas distâncias de 0cm, 20cm, 30cm, 45cm, 60cm, 90cm e 120cm

através de sensores localizados nestas distâncias.

Figura 7: Equipamento FWD

Este ensaio ocorre através da queda de um peso calibrado com uma carga de

aproximadamente 4100kgf de uma determinada altura, causando a propagação de uma energia de

deslocamento nas camadas do pavimento, esta energia é captada por sensores posicionados nestas

distâncias mencionadas. Através desta energia, é possível obter as deflexões típicas do pavimento

no momento do ensaio.

Este ensaio foi realizado no dia 21 de janeiro de 2013 somente na Avenida Roraima e no dia

02 de fevereiro de 2014 nas Avenidas Roraima e Hélvio Basso. Já nos dias 13/10/2014 e

18/02/2015, realizou-se este levantamento nos três trechos monitorados. Assim como no ensaio

realizado com a Viga Benkelman, a coleta dos dados realizada com o FWD possibilita verificar se a

camada do revestimento necessita ou não de um reforço no pavimento que pode estar com sua vida

útil excedida caso apresente deflexões muito elevadas.

Com os valores de deflexão tanto da Viga Benkelman, quanto do FWD já corrigidos para a

temperatura de 25ºC, fez-se uso do software Sispav para realização da retroanálise das bacias de

deformação e encontrar os Módulos de Resiliência (MR) das camadas que compõem cada trecho

monitorado. Como o software está calibrado para um carregamento utilizado no ensaio de FWD,

onde a carga é aplicada em apenas uma área de aplicação, foi necessário realizar também uma

adequação da área de contato pneu pavimento no ensaio de Viga Benkelman. Essa adequação foi

feita através do cálculo da área equivalente de aplicação de carga, passando de duas áreas de

contato real (duas rodas) para uma área de contato equivalente a um círculo, como no caso da área

de contato do FWD.

Com os valores de deflexões corrigidos, os pontos para retroanálise escolhidos, espessuras

das camadas, coeficiente de poisson de cada uma das camadas e a carga equivalente, bem como os

raios de contato equivalentes já calculados, foram inseridos estes dados no software e realizadas as

retroanálises. Os coeficientes de Poisson utilizados nessa pesquisa foram 0,30 para materiais

asfálticos a 25ºC, tendo como referência Specht (2004). Segundo Medina e Motta (2005), para

materiais granulares é indicado coeficiente de Poisson igual a 0,35 e 0,45 para solos argilosos como

está sendo estudado nesta pesquisa.

RESULTADOS E ANÁLISES

As Figuras de 8 a 14 apresentam os valores das deflexões dos ensaios realizados com Viga

Benkelman na Avenida Roraima nos períodos antes da realização da restauração e 1; 6; 13; 20; 23 e

27 meses após a liberação do tráfego, respectivamente, todos os valores de deflexão já estão

corrigidos para uma temperatura de 25ºC. As Figuras 8 e 9 apresentam um menor número de

estacas devido a algumas dificuldades encontradas durante o levantamento das deflexões no trecho.

Por isso, para uma maior qualidade e confiança no comportamento da estrutura do pavimento,

apenas as estacas apresentadas nos gráficos foram tomadas como base para este estudo. Verifica-se,

também, que nas Figuras 12 e 13 há uma redução nos valores de deflexão. Essa redução pode ter

ocorrido por um enrijecimento da estrutura à medida que o pavimento foi solicitado, principalmente

pelo enrijecimento da mistura asfáltica que sofre oxidação ao longo do tempo deixando a camada

menos susceptível a deformações. Já na Figura 14 volta a aumentar o valor da deflexão devido o

surgimento de fissurar no pavimento reduzindo a capacidade estrutural do pavimento.

Figura 8: Deflexão antes do recapeamento Figura 9: Deflexão 1 mês de tráfego

Figura 10: Deflexão 6 meses de tráfego Figura 11: Deflexão 13 meses de tráfego










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Figura 14: Deflexão 27 meses de tráfego

Já nas Figuras 15, 16, 17 e 18 são mostrados os valores das deflexões dos ensaios realizados

com FWD na Avenida Roraima nos período de 2, 14, 23 e 27 meses após a liberação do tráfego,

respectivamente, todos os valores de deflexão já estão corrigidos para uma temperatura de 25ºC.



Foi realizada a correlação entre os valores de deflexão encontrados com Viga Benkelman e

FWD para os meses 23 e 27, uma vez que nesses períodos os ensaios foram realizados no mesmo

dia com variação de apenas alguns minutos entre o ensaio realizado com Viga Benkelman e FWD.

Obtiveram-se os valores de 1,45 para o ensaio de 23 meses e 1,44 para o ensaio de 27 meses, ou

seja, os valores de deflexão com Viga Benkelman foram aproximadamente 45% maiores que os de

FWD, este valor mostrou-se assim devido a maior precisão na obtenção dos dados com FWD, uma

vez que quando realizado o ensaio com Viga Benkelman, sempre há um momento durante o

procedimento de posicionamento e preparação para o ensaio, em que o caminhão inicia um

carregamento inadequado para a obtenção dos dados, pegando assim, além da deformação elástica,

uma parcela viscosa da deformação. Já com o FWD é obtido apenas as deformações elásticas.

Com os valores de deflexões obtidos em cada ensaio, realizaram-se as retroanálises em todas

as bacias de deflexões e se obteve valores de Módulo de Resiliência para todas as camadas dos

trechos monitorados da Avenida Roraima. O comportamento do Módulo de Resiliência e o

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comparativo entre o ensaio realizado com Viga Benkelman e FWD pode ser visualizado na Figura

19.

Figura 19: Módulos de Resiliência por Retroanálise na Avenida Roraima

É possível visualizar na Figura 19 que os valores de Módulo de Resiliência obtidos através

do ensaio com FWD no geral são maiores que os obtidos com Viga Benkelman, isso ocorre porque

quando é realizado o ensaio com Viga Benkelman, por um curto período de tempo ocorre um

carregamento do pavimento enquanto é posicionada e ajustada a viga para a realização do ensaio

causando uma deflexão maior e, por consequência, um valor de MR menor. Já quando o ensaio é

realizado com FWD esse carregamento não ocorre, sendo obtidas apenas as leituras de deflexão do

ensaio. Nos primeiros ensaios este comportamento não foi verificado, isso pode ter ocorrido devido

a um período de consolidação que o pavimento estava passando, e não foi verificado no ensaio de

Viga Benkelman, apenas no ensaio de FWD que apresentou uma capacidade de deformação e

retorno do pavimento menor.

As Figuras 20, 21, 22, 23, 24 e 25 apresentam os valores das deflexões dos ensaios

realizados com Viga Benkelman na Avenida Hélvio Basso nos períodos de 0 meses (antes da

liberação do tráfego), 1, 6, 14, 17 e 21 meses após a liberação do tráfego, respectivamente. Todos os

valores de deflexão estão corrigidos para temperatura padrão de 25ºC.

Figura 20: Deflexão antes do tráfego Figura 21: Deflexão 1 mês de tráfego

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Mó

du

lo d

e R

esil

iên

cia

(M

Pa

)

N Solicitações (ciclo)

Rev. Novo VB

Rev. Novo FWD

Rev. Antigo VB

Rev. Antigo

FWD

Base VB

Base FWD

Subleito VB

Subleito FWD



Já nas Figuras 26, 27 e 28 são apresentados os valores das deflexões dos ensaios realizados

com FWD na Avenida Hélvio Basso nos períodos de 9, 17 e 21 meses após a liberação do tráfego

respectivamente, todos os valores de deflexão já estão corrigidos para uma temperatura de 25ºC.



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

0 12

,5

25

40

60

80

10

0

12

0

14

0

16

0

18

0

20

0

22

0

24

0

26

0

28

0

30

0

De

fle

xõe

s (1

0ˉ²

mm

)

Distância de leituras (cm) Estaca 1

Estaca 2

Estaca 3

Estaca 4

Estaca 5

Estaca 6

Estaca 7

Estaca 8

Estaca 9

Estaca 10

Estaca 11

Estaca 12

Estaca 13

Estaca 14

Estaca 15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

0 20

30

45

60

90

12

0

De

fle

xõe

s (1

0ˉ²

mm

)


Estaca 2

Estaca 3

Estaca 4

Estaca 5

Estaca 6

Estaca 7

Estaca 8

Estaca 9

Estaca 10

Estaca 11

Estaca 12

Estaca 13

Estaca 14

Estaca 15

0

10

20

30

40

50

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70

80

90

100

110

120

0 20

30

45

60

90

12

0

De

fle

xõe

s (1

0ˉ²

mm

)


Estaca 2

Estaca 3

Estaca 4

Estaca 5

Estaca 6

Estaca 7

Estaca 8

Estaca 9

Estaca 10

Estaca 11

Estaca 12

Estaca 13

Estaca 14

Estaca 15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

0 20

30

45

60

90

12

0

De

fle

xõe

s (1

0ˉ²

mm

)


Estaca 2

Estaca 3

Estaca 4

Estaca 5

Estaca 6

Estaca 7

Estaca 8

Estaca 9

Estaca 10

Estaca 11

Estaca 12

Estaca 13

Estaca 14

Estaca 15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

0 20

30

45

60

90

12

0

De

fle

xõe

s (1

0ˉ²

mm

)


Estaca 2

Estaca 3

Estaca 4

Estaca 5

Estaca 6

Estaca 7

Estaca 8

Estaca 9

Estaca 10

Estaca 11

Estaca 12

Estaca 13

Estaca 14

Estaca 15

0

10

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30

40

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100

110

120

0 20

30

45

60

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12

0

Def

lexõ

es

(10

ˉ²m

m)


Estaca 2

Estaca 3

Estaca 4

Estaca 5

Estaca 6

Estaca 7

Estaca 8

Estaca 9

Estaca 10

Estaca 11

Estaca 12

Estaca 13

Estaca 14

Estaca 15

Assim como para Avenida Roraima, foi realizada a correlação entre os ensaios com Viga

Benkelman e FWD nos meses em que os ensaios foram realizados juntos, sendo nos meses 17 e 21

e foram obtidos os valores de 1,22 e 1,23 respectivamente, ou seja, os valores de deflexão obtidos

com Viga Benkelman foram em torno de 23% maiores do que com FWD. Assim como para

Avenida Roraima, foi realizado também a retroanálise dos valores de deflexão em cada um dos

ensaios e em todas as bacias de deflexões para obtenção dos valores de Módulo de Resiliência para

cada camada constituinte da Avenida Hélvio Basso. O comportamento e a comparação entre os

valores obtidos com Viga Benkelman e FWD podem ser visualizados na Figura 29.

Figura 29: Módulos de Resiliência por Retroanálise na Avenida Hélvio Basso

Verificam-se na Figura 29 que, assim como na Avenida Roraima, os valores encontrados

para módulo de resiliência através da retroanálise dos valores conseguidos com FWD são maiores

que os conseguidos com Viga Benkelman. A maior diferença ocorreu no penúltimo ensaio onde o

valor do MR, para o revestimento asfáltico, com os dados do FWD foi 66,69% maior que o valor

encontrado na retroanálise do ensaio realizado com Viga Benkelman.

As Figuras 30, 31 e 32 apresentam os valores das deflexões dos ensaios realizados no Trevo

dos Quartéis nos períodos de 1 mês, 3 meses e 7 meses após a liberação do tráfego,

respectivamente. Todos os valores de deflexão estão corrigidos para temperatura padrão de 25ºC.

Figura 30: Deflexão 1 mês de tráfego Figura 31: Deflexão 3 meses de tráfego

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0,00E+00 2,00E+05 4,00E+05 6,00E+05 8,00E+05 1,00E+06 1,20E+06

Mó

du

lo d

e R

esil

iên

cia

(M

Pa

)


Revestimento VB

Revestimento

FWD

Base VB

Base FWD

Sub base VB

Sub base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

0

10

20

30

40

50

60

70

80

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100

110

120

0 12

,5

25

40

60

80

10

0

12

0

14

0

16

0

18

0

20

0

22

0

24

0

26

0

28

0

30

0

De

fle

xõe

s (1

0ˉ²

mm

)


Estaca 2

Estaca 3

Estaca 4

Estaca 5

Estaca 6

Estaca 7

Estaca 8

Estaca 9

Estaca 10

Estaca 11

Estaca 12

Estaca 13

Estaca 14

Estaca 15

0

10

20

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40

50

60

70

80

90

100

110

120

0 20

30

45

60

90

12

0

De

fle

xõe

s (1

0ˉ²

mm

)


Estaca 2

Estaca 3

Estaca 4

Estaca 5

Estaca 6

Estaca 7

Estaca 8

Estaca 9

Estaca 10

Estaca 11

Estaca 12

Estaca 13

Estaca 14

Estaca 15


Para os ensaios com FWD os valores encontrados das deflexões estão apresentados nas

Figuras 32 e 33.


No Trevo dos Quartéis a correlação entre a Viga Benkelman e o FWD para os meses 3 e 7

foram, respectivamente, 1,19 e 1,27. Com estas deflexões realizaram-se as retroanálises em todas as

bacias de deflexões e obtiveram-se os valores de Módulo de Resiliência para todas as camadas dos

trechos monitorados do Trevo dos Quartéis mostrados na Figura 35.

Figura 35: Módulos de Resiliência por Retroanálise no Trevo dos Quartéis

0

10

20

30

40

50

60

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80

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0 20

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0

Def

lexõ

es

(10

ˉ²m

m)


Estaca 2

Estaca 3

Estaca 4

Estaca 5

Estaca 6

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Estaca 8

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Estaca 10

Estaca 11

Estaca 12

Estaca 13

Estaca 14

Estaca 15

0

10

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0 20

30

45

60

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12

0

De

fle

xõe

s (1

0ˉ²

mm

)


Estaca 2

Estaca 3

Estaca 4

Estaca 5

Estaca 6

Estaca 7

Estaca 8

Estaca 9

Estaca 10

Estaca 11

Estaca 12

Estaca 13

Estaca 14

Estaca 15

0

10

20

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40

50

60

70

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100

110

120

0 20

30

45

60

90

12

0

De

fle

xõe

s (1

0ˉ²

mm

)


Estaca 2

Estaca 3

Estaca 4

Estaca 5

Estaca 6

Estaca 7

Estaca 8

Estaca 9

Estaca 10

Estaca 11

Estaca 12

Estaca 13

Estaca 14

Estaca 15

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0,00E+00 1,00E+05 2,00E+05 3,00E+05 4,00E+05

Mó

du

lo d

e R

esil

iên

cia

(M

Pa)


Revestimento VB

Revestimento

FWD

Base VB

Base FWD

Sub base VB

Sub base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

A Figura 35 mostra que para este trecho os valores de Módulo de Resiliência do

revestimento se apresentaram maior para o ensaio realizado com Viga Benkelman do que para o

realizado com FWD, isso pode ter ocorrido devido ao revestimento deste trecho ter sido feito em

uma faixa granulométrica maior, apresentando uma capacidade de deformar e retornar ao estado

inicial menor. Todavia, esta capacidade menor só foi verificada através do ensaio com FWD que

possui uma sensibilidade da obtenção dos dados maior.

Além dos valores de módulo de resiliência obtidos pela retroanálise, realizou-se a extração

de corpos de prova para ensaio no laboratório e obtenção dos valores de MR para o revestimento

asfáltico em cada trecho em diferentes períodos decorridos desde a liberação do tráfego para

utilização da via. Tais valores estão apresentados na Tabela 1.

Tabela 1: Módulos de Resiliência obtidos em laboratório.

É possível verificar na Tabela 1 que os valores de módulo de resiliência obtidos nas

retroanálises e nos ensaios realizados no laboratório para Avenida Hélvio Basso e Trevo dos

Quartéis estão bastante próximos, comprovando que as retroanálises apresentam valores confiáveis

deste parâmetro que é importante para o entendimento dos comportamentos dos materiais utilizados

em campo. Já para Avenida Roraima houve uma variação entre os valores de módulo por

retroanálise e de laboratório, principalmente para as retroanálises feitas com dados obtidos com

FWD. No entanto, os valores de retroanálise com dados obtidos por Viga Benkelman também estão

próximos aos obtidos em laboratório.

CONCLUSÕES

Com base nos resultados apresentados, pode-se concluir que em um curto período de tempo

os valores de módulo de resiliência permaneceram, em sua maioria, constantes apenas nos ensaios

realizados com FWD foi verificado um aumento no valor de Módulo de Resiliência na camada de

revestimento à medida que o pavimento era solicitado. Esse comportamento de aumento no valor de

MR do revestimento deve ter ocorrido devido ao aumento da rigidez da mistura à medida que o

ligante asfáltico envelhecia.

Pode-se concluir também que apesar de o trecho do Trevo dos Quartéis ser um trecho onde

foi realizado uma construção de uma estrutura nova, os valores do Módulo de Resiliência se

mostraram bem abaixo do esperado, podendo a estrutura não resistir às solicitações a que será

submetida. Tal observação ainda não foi verificada devido ao curto período de tempo que este

trecho foi solicitado.

1 5921

22 6296

10 6339

17 6482

1 1898

4 2348Trevo dos Quartéis

Hálvio Basso

Roraima

Período

(meses)

Módulo de Resiliência

(MPa)

Outra conclusão é de que os ensaios realizados em laboratório são muito importantes para

prever o comportamento dos materiais quando empregados no pavimento, porém, sempre que

possível, deve-se realizar a correlação laboratório-campo, pois em laboratório os materiais e

misturas são manipulados em condições ideais e o mesmo não ocorre em campo durante a execução

das camadas onde existem muitas variáveis que não se pode controlar.

Além disso, o emprego da Viga Benkelman e do FWD nos três trechos monitorados mostrou

que se pode utilizar estes equipamentos para monitoramento estrutural de rodovias, pois analizando

os resultados é possivel perceber que os valores encontrados nos ensaios se comportaram conforme

esperado e os valores das retroanálises foram coerentes com os valores das estruturas dos trechos e

dos levantamentos.

AGRADECIMENTOS

Agradecimentos à PETROBRAS pelo financiamento da pesquisa, ao CNPQ pelas bolsas de estudo,

ao Grupo de Estudos e Pesquisas em Pavimentação e Segurança Viária – GEPPASV e ao

Laboratório de Materiais de Construção Civil – LMCC da Universidade Federal de Santa Maria.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM. DNER ME 133/2010 (antiga

DNER ME 024/1994). Determinação das deflexões no Pavimento pela Viga Benkelman. Rio de

Janeiro, 2010.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM - DNER- PRO 273/1996 -

Determinação das deflexões utilizando o deflectômetro de impacto tipo “fallingweightdeflectometer

- FWD” , Rio de Janeiro, 1996.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTE – DNIT-

Relatório da Rede Nacional Viária. Disponível em: <http://189.9.128.64/download/planejamento-

e-pesquisa/planejamento/evolucao-da-malha-rodoviaria/snv2014-total.pdf>. Acesso em: 09 de

junho de 2015

FRANCO, F. A. C. P. Método de Dimensionamento Mecanístico-Empírico de Pavimentos

Asfálticos – SisPav. 2007. 315 p. Tese de Doutorado (Doutorado em Engenharia Civil) –

COPPE/Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro - RJ. 2007.

MINISTÉRIO DO PLANEJAMENTO, ORÇAMENTO E GESTÃO. Plano Plurianual (PPA,

2012-2015). Disponível em: <http://www.planejamento.gov.br/secretarias/upload/

Arquivos/spi/PPA/2012/mp_005_dimensao_tatico_infra.pdf>. Acesso em: 09 de junho de 2015

SPECHT, L P. Avaliação de Misturas Asfálticas com Incorporação de Borracha Reciclada de

Pneus. 2004. 279 p. Tese de Doutorado, Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil,

Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2004.

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OBTENÇÃO DO MÓDULO DE RESILIÊNCIA POR …sinicesp.org.br/44rapv/trabalhos/TrabalhoFinal_58.pdf · Palavras-Chave: Módulo de Resiliência, Retroanálise, Viga Benkelman, FWD ABSTRACT