TRABALHO FINAL DE CURSO TFC€¦ · 61,1%, ou seja, sendo responsável pela maior quantidade de transporte de cargas nacionais, o quadro 1 a seguir apresentará a pesquisa em questão

1 Acadêmico(a) Maylane Suelen de Melo de Engenharia Civil, da Universidade Paranaense, Campus Toledo. E-mail: [email protected] 2 Prof.(a) Orientador(a) Victor Antonio Cancian Mestre em Pavimentação, do curso de Engenharia Civil, da Universidade Paranaense, Campus Toledo. E-mail: [email protected]

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GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL UNIVERSIDADE PARANAENSE, CAMPUS DE TOLEDO/PR

TRABALHO FINAL DE CURSO - TFC

PATOLOGIAS NO PAVIMENTO FLEXÍVEL

Maylane Suelen de Melo

Victor Antonio Cancian

RESUMO

O presente trabalho tem por objetivo analisar as patologias encontradas na malha rodoviária.

Devido à má execução dos pavimentos, vem ocasionando o aumento do aparecimento de

patologias na malha asfáltica, e assim trazendo desconforto e insegurança aos usuários. Tendo

em vista, que esta é a mais utilizada no Brasil, faz-se necessário, estudar os defeitos encontrados

no pavimento no decorrer de sua vida útil, podendo ele ser de origem estrutural ou origem

funcional, para oferecer a manutenção adequada e possivelmente oferecer melhor condição de

rolamento aos que nela trafegam. A malha rodoviária afeta diretamente a economia brasileira,

devido ela ser o modal mais utilizado para o transporte de cargas e passageiros, porém mesmo

ela sendo de suma importância, observa-se muitos defeitos na mesma. Esse trabalho tem como

objetivo, através de pesquisas bibliográficas identificar as patologias mais comuns na malha

asfáltica e apresentar a devida correção da mesma. Através desta pesquisa pode-se concluir que

falta muito investimento nesse modal para que o mesmo não tenha sua vida útil mais curta do

que a norma descreve que deve ser de 10 anos.

Palavras-chave: Patologias. Durabilidade. Resistência. Manutenção. CBUQ.

ABSTRACT

The present work aims to analyze the pathologies found in the road network. Due to the poor

execution of the pavements, it has been causing an increase in the appearance of pathologies in

the asphalt mesh, thus bringing discomfort and insecurity to the users. Considering that this is

the most used in Brazil, it is necessary to study the defects found in the pavement during its

useful life, being it of structural origin or functional origin, to offer adequate maintenance and

possibly to offer better rolling condition to those who travel in it. The road network directly

affects the Brazilian economy, because it is the most used modal for the transport of cargo and

passengers, but even though it is of the utmost importance, many faults can be observed in it.

This work aims, through bibliographical research, to identify the most common pathologies in

the asphalt mesh and to present the correct correction of the same. Through this research it can

be concluded that there is a lack of investment in this modal so that it does not have its useful

life shorter than the norm describes that it should be 10 years.

Keywords : Pathologies. Durability. Resistance. Maintenance. CBUQ.

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1. INTRODUÇÃO

Pavimento segundo Bernucci (2006) é uma estrutura de múltiplas camadas, constituída

após a terraplanagem que tem como função resistir os esforços oriundos do tráfego e do clima,

e que deve garantir o conforto, economia e segurança.

Os tipos de pavimentos são geralmente denominados rígidos ou flexíveis. O presente

trabalho tem por objetivo estudar o pavimento flexível, sendo ele composto por diversas

camadas que sofrem deformação elástica significativa. Conforme apresentado a seguir na figura

01 a deformação elástica que ocorre com a aplicação de uma carga.

Figura 01- Deformação elástica pela carga no pavimento flexível

Fonte: CNT, 2017.

Cada camada do pavimento possui uma determinada função. O pavimento flexível e

composto por cinco camadas, sendo elas: revestimento, base, sub-base, reforço do subleito e

subleito.

De acordo com Balbo (2007) as definições para as camadas que compõem o pavimento

flexível são: A primeira camada chamada de subleito é o terreno de fundação onde será apoiado

todo o pavimento, em alguns casos há necessidade de realizar uma regularização do subleito

onde apresenta a função de corrigir falhas da camada final da terraplanagem, porém, a

regularização não é considerada uma camada, a segunda camada é chamada de reforço do

subleito onde é realizada uma camada de espessura sobre o subleito regularizado, servindo para

melhorar as qualidades do subleito, a camada de sub-base se encontra entre o subleito

regularizado e a camada de base, é uma camada complementar a base, realizada quando não é

aconselhável tanto tecnicamente quanto economicamente executar a base sobre o subleito

regularizado, a camada de base é executada para resistir e distribuir ao subleito os esforços do

3

tráfego e por último vem a camada do revestimento que recebe diretamente a ação do rolamento

dos veículos destinado a resistir aos esforços horizontais e verticais, melhorar as condições de

rolamento e devendo ser resistente ao desgaste. A figura 02 mostra as camadas do pavimento

flexível.

Figura 02- Camadas do pavimento

Fonte: CNT, 2017.

O modal rodoviário é o principal modal utilizado no Brasil, segundo pesquisa realizada

pela CNT (2014) ele predomina a matriz brasileira de transporte.

Tendo em vista que muitos trechos de rodovias em nosso país encontram-se em más

condições de uso, e um dos principais motivos da má qualidade da malha rodoviária é a falta

de manutenção da mesma, faz-se necessário aprimorar cada vez mais os estudos e assim

contribuir no avanço do conhecimento dessa área para melhorar a situação em que se encontra,

onde a mesma oferece riscos e prejuízos aos que nela trafegam.

Logo após a rodovia ser liberada ao tráfego, passa-se a contabilizar a sua vida útil,

porém mesmo quando bem executado o pavimento, sua vida útil pode ser curta, porque o

mesmo irá sofrer com os intemperismos da natureza, falta de drenagem, tráfego entre outras

causas. Para que a qualidade da via não seja o inferior ao desejável são necessárias atividades

de conservação ou manutenção do mesmo.

De acordo com Fontes (2009), a qualidade do pavimento flexível vai ser menor com o

passar dos anos, que apresentam o surgimento de algumas degradações do mesmo.

Tendo conhecimento de tal situação, faz-se necessário aprimorar cada vez mais os

estudos, e posteriormente eliminar as patologias existentes para que a malha rodoviária

brasileira passe a apresentar melhores condições de rolamento.

1.1 OBJETIVO GERAL

Analisar as patologias encontradas no pavimento flexível através de uma revisão

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bibliográfica, sendo estes defeitos decorrentes do mal uso por parte dos usuários, da degradação

devido aos intempéries da natureza, da má execução, da falta de drenagem, entre outras causas.

Em razão da importância que se tem a malha rodoviária, e considerando que a mesma

afeta diretamente a economia brasileira, a um longo prazo ela deverá apresentar boas condições

de rolamento aos usuários que nela trafegam, apresentando as possíveis e devidas correções da

mesma. Tendo como objetivo agregar no avanço de pesquisas para melhorar as condições destas

malhas.

1.2 OBJETIVO ESPECÍFICO

Os objetivos específicos desta pesquisa serão elencados a seguir:

Analisar o principal modal utilizado no Brasil;

Analisar camadas do pavimento flexível;

Citar as principais patologias encontradas no modal rodoviário;

Identificar as causas das devidas patologias e apresentar os devidos reparos.

1.3 JUSTIFICATIVA

A malha rodoviária é o principal modal utilizado no Brasil, sendo ela de suma

importância para a economia brasileira, e estando estas rodovias em bom estado de

conservação, só tendem a melhorar a eficiência no transporte de cargas e passageiros.

A Confederação Nacional do Transporte (CNT) realizou uma pesquisa em 2018

apontou que as rodovias federais pavimentadas e as principais estaduais pavimentadas no Brasil

apresentam 57% no total de seus pavimentos alguma deficiência, sendo (35,2% regular, 15,3%

ruim e 6,5% péssimo). Já no paraná 56,6% apresentam algum defeito sendo (34,9% regular,

17,8% ruim e 3,9 péssimo), conforme apresentado na tabela 1.

O estado geral inclui a avaliação conjunta do pavimento, da sinalização e da geometria

da via, foram avaliados 6.330 km no estado do paraná e em todo o Brasil foram avaliados

107.161 km, conforme apresentado em tabela 2 a seguir.

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Tabela 1- Classificação do Estado Geral- PARANÁ.

Fonte: CNT, 2018.

Tabela 2- Classificação do Estado Geral

Fonte: CNT, 2018.

A pesquisa citada nos parágrafos anteriores aponta também que o modal rodoviário foi

responsável em transportar 485,625 toneladas por quilômetro útil, tendo uma participação de

61,1%, ou seja, sendo responsável pela maior quantidade de transporte de cargas nacionais, o

quadro 1 a seguir apresentará a pesquisa em questão.

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Quadro 1- Matriz do transporte de carga – movimentação anual

Modal Milhões (TKU) Participação (%)

Rodoviário 485.625 61,1

Ferroviário 164.809 20,7

Aquaviário 108.000 13,6

Dutoviário 33.300 4,2

Aéreo 3.169 0,4

Total 794.903 100

*TKU- Toneladas transportadas por quilômetro útil.

Fonte: CNT, 2018.

De acordo com a CNT 2018, os trechos de rodovias sob concessão de iniciativa privada

brasileira também apresentaram deformação no pavimento – que normalmente trabalha com

materiais de qualidade, com manutenção constante e estradas sustentáveis – forneceram 18,1%

dos problemas no pavimento. E às rodovias sob gestão pública, apresentaram 65,8% de algum

tipo de deficiência e estão classificadas como regular, ruim ou péssima. A tabela 3 a seguir

apresenta a extensão da gestão pública verso a concedida.

Tabela 03- Extensão sob gestão pública X concedida

Fonte: CNT, 2018.

A situação em que se encontra o revestimento de um pavimento demonstra a capacidade

do mesmo suportar as cargas provenientes do transito, oferecer conforto e segurança aos que

nela trafegam.

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Tendo em vista que a malha rodoviária é o modal mais utilizado no Brasil, e que na

maioria dos países do mundo a pavimentação asfáltica flexível é a principal forma de

revestimento, o presente trabalho irá analisar as patologias presentes no pavimento flexível.

2. PATOLOGIAS DO PAVIMENTO FLEXÍVEL

Segundo pesquisa realizada por CASTRO em 2009, a patologia é identificada através

de uma modificação da superfície ou estrutura do pavimento que altera negativamente seu

desempenho.

De acordo com PINTO (2003), o pavimento flexível geralmente exige grandes

espessuras devido os materiais utilizados serem de má-qualidade, serem materiais deformáveis

e também pelo transporte de cargas com pesos elevados sobre o pavimento.

O manual de restauração de pavimentos asfálticos do DNIT (2006) traz que o termo

manutenção de rodovia deve ser um processo sistemático e contínuo que tem por objetivo

manter a função da rodovia que é garantir aos usuários tráfego econômico, conforto e segurança.

As patologias mais comuns encontradas na malha rodoviária são: Fissuras, trincas

(trinca isolada transversal, trinca isolada longitudinal, trinca interligada tipo couro de jacaré,

trinca interligada tipo bloco), afundamento de trilha de roda, ondulação, escorregamento,

exsudação, panela e desgaste.

Conforme apesenta o manual desenvolvido pelo Programa Estratégico de Pesquisas

Rodoviária (SHRP, 1993) do Conselho Nacional de Pesquisas cada patologia apresenta um grau de

severidade, sendo elas classificadas de acordo com a dimensão do defeito e como afeta a

condição de conforto, segurança e o tráfego. Sendo esses graus de severidade classificados

como: baixo, médio e alto. O grau de severidade baixo é quando o defeito no pavimento causa

apenas um baixo desconforto de rolamento. O médio causa um médio desconforto de

rolamento, ele não causa prejuízo no trafego. Já o grau alto compromete a segurança de

rolamento e causa interrupção no tráfego onde deve ser reparado o mais rápido possível.

O manual citado anteriormente também apresenta como se deve medir para identificar

corretamente um defeito no pavimento, e assim posteriormente poder dar a devida medida de

reparo do mesmo, evitando assim a geração de novas patologias e o uso de material inadequado,

conforme apresentado no quadro 02 a seguir.

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Quadro 02: Forma de medir defeito

Fonte: Manual SHRP, 1993, p. 1.

Segundo a norma do DNIT 005/2003-TER as definições para tais patologias em

revestimentos asfálticos são:

Fenda: Qualquer deformação que vier a aparecer no pavimento, que propicia a formação

de fissuras de pequeno e grande porte, onde se divide em fissuras e trincas.

Fissuras: São aberturas (fendas) pequenas no revestimento asfáltico, que não causam

problemas funcionais e nem estruturais na via. Segundo pesquisa da CNT no dia 02 de agosto

de 2018 as possíveis causas do aparecimento de fissuras no pavimento flexível é a má dosagem

do asfalto, o excesso de finos ou material de enchimento e a compactação em excesso ou em

momento inadequado. De acordo com o manual de identificação de defeitos do DER as

atividades de manutenção e restauração para fissuras por não estarem associadas a problemas

funcionais ou estruturais, não são necessárias por não estarem comprometendo a via.

Os automóveis não causam problemas estruturais no pavimento, causam a redução de

atrito podendo causar acidentes (SILVA, 2008). Outro fator para a ocorrência das fendas

segundo Joana Pinto (2003) é a camada de revestimento possuir elevada rigidez em relação às

demais camadas, devido a camadas granulares não apresentarem capacidade de suporte e por

utilizarem materiais de má qualidade.

O grau de severidade das fissuras é de acordo com a espessuras das mesmas, porém

quando as fissuras apresentam um espessura relativamente grande e já começam afetar o

pavimento são consideradas trincas. A figura 03 ilustra essa patologia no pavimento.

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Figura 03- Fissuras no pavimento.

Fonte: CNT, 2018.

Trincas: De acordo com Castro 2009 a trinca é uma abertura superficial em que se

estende em parte ou em toda espessura da camada. Segundo Schmidt (2016) as trincas podem

aparecer por diversas formas e motivos, com diferentes graus de degradação.

O manual de restauração do DNIT traz que as trincas são causadas devido o tráfego

intenso e com a mudança diária de temperatura, e se agravam com a presença de água.

Segundo o DER/PR o grau de severidade das trincas é medido a partir de sua espessura.

Quando a espessura da trinca for menor que 5mm ou com o material selante em boas condições

o grau é baixo, já quando a espessura for entre 5mm e 20mm o grau é médio e quando for

superior a 20mm a espessura o grau de severidade é alto.

Trinca isolada transversal: Trinca isolada com direção ortogonal ao eixo da via. O início

da trinca se dá através da desagregação dos bordos posteriormente tendo a penetração de água

e enfraquecimento das camadas anteriores.

Segundo pesquisa CNT 2018 as principais causas que levam ao aparecimento dessa

patologia é a contração da capa asfáltica devido a baixas temperaturas ou ao endurecimento do

asfalto e propagação de trincas das camadas inferiores.

Segundo Departamento de Estradas de Rodagem (DER) a atividade de manutenção e

restauração é aplicação de selante para evitar a entrada de água e assim consequentemente evitar

o enfraquecimento estrutural. A figura 04 extraída do DNIT ilustra a trinca isolada transversal

no pavimento flexível.

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Figura 04- Esquema e figura trinca transversal

Fontes: DNIT 2006, DNIT 005/2003-TER.

Trinca isolada longitudinal: Trinca isolada com direção paralela ao eixo da via. De

acordo com ROCHA (2009) as prováveis causas do aparecimento da trinca isolada longitudinal

é a má execução da junta de construção, contração ou dilatação do revestimento ou pela

propagação de trincas das camadas subjacentes. Também segundo Silva (2008) as causas

podem ser devido ao assentamento da fundação, retração do revestimento ou estágio inicial de

fadiga. A figura 05 apresenta o esquema e a figura de trinca isolada longitudinal.

Segundo Departamento de Estradas de Rodagem a atividade de manutenção e

restauração é a mesma citada anteriormente feita para restauração da trinca isolada transversal.

Figura 05- Esquema e figura trinca isolada longitudinal

Fonte: DNIT 2006, DNIT 005/2003-TER.

Trinca interligada tipo couro de jacaré: Apresentam um conjunto de trincas sem

direção e forma definida com aspecto semelhante a couro de jacaré. Segundo departamento de

estradas de rodagem DER ocorre em áreas submetidas a cargas repetidas de tráfego e pelo

enfraquecimento estrutural no período de chuvas. Segundo pesquisa CNT 2018 esse defeito

também pode vir a aparecer quando o pavimento está chegando ao final de sua vida útil.

Segundo Silva(2011) esse tipo de patologia apresenta um estágio avançado de fadiga. A

figura 06 apresentada a seguir traz o esquema e figura da trinca tipo couro de jacaré.

11

O DER traz que a manutenção e restauração desse tipo de patologia deve ser feito no

melhoramento de drenagem, substituição de sub-base, base e revestimento, recapeamento ou

reconstrução. A figura 06 de origem da norma do DNIT ilustra esse tipo de defeito.

Figura 06- Esquema e figura trinca interligada tipo couro de jacaré.


Trinca interligada tipo bloco: Trincas interligadas com formato definido tipo bloco. A

formação desse tipo de patologia é devido a alteração diária de temperatura, elas não estão

relacionadas com o tráfego, podem aparecer em locais mesmo com pouco tráfego, porém este

possa aumentar sua severidade. Segundo Ribeiro(2017) esse tipo de trinca pode indicar que o

asfalto sofreu forte endurecimento isso devido a oxidação dos maltenos que deixam ele menos

flexível. A figura 07 ilustra essa patologia.

A manutenção segundo DER deve ser feita com um recapeamento ou uma capa selante.

Figura 07- Esquema e figura trinca interligada tipo bloco.


Afundamento plástico: Apresenta deformação plástica permanente no revestimento

asfáltico ou nas camadas anteriores. De acordo com Silva (2011) os afundamentos são causado

devido o tráfego intenso, pelo excesso de carga e elevada temperatura. Segundo Marques (2014)

o afundamento plástico é causado também devido ao excesso de ligante asfáltico. O

surgimento dessa patologia não é devido a um único fator, mas por diversos fatores que acabam

afetando a conservação da pista (DNIT, 2003). A figura 08 a baixo retirada da norma do DNIT

12

ilustra esse defeito.

A manutenção do pavimento para essa patologia é a realização do recapeamento ou

fresagem, que consiste na construção de uma ou mais camada asfáltica sobre o revestimento já

existente ou a realização de um corte do revestimento (BERNUCCI et al, 2008).

Figura 08- Esquema e figura afundamento plástico no pavimento.


Ondulações ou Corrugações: De acordo com DNIT são deformações transversais ao

eixo da pista, sua causa está associada ao excesso de umidade das camadas inferiores, ou até

mesmo retenção de água na mistura asfáltica.

Esse defeito também pode ser ocasionado devido à má execução, excesso de finos ou

asfalto, os veículos também causam as ondulações devido frenagem e aceleração, o

aparecimento dessa patologia é comum encontrar em subidas, rampas, intersecções e curvas

(MARQUES, 2014).

Segundo Rocha (2009) a recuperação do pavimento com esse tipo de patologia é a

mesma realizada quando se tem um afundamento plástico que é o recapeamento e a fresagem.

A figura abaixo extraída da norma do DNIT ilustra a ondulação no pavimento flexível.

Figura 9- Esquema e figura de ondulação ou corrugação no pavimento.


Panelas: São buracos que são formados inicialmente no revestimento com tamanho e

profundidade diferenciado. Pode afetar estruturalmente o pavimento permitindo a entrada de

13

água em todas as camadas do pavimento e afetando funcionalmente levando em risco a

segurança dos usuários. A água e o alto tráfego agravam as panelas existente no pavimento

que são decorrentes de trincas existentes no revestimento.

Os níveis de severidade para panelas são: baixa se a profundidade for menor que 25mm,

média se a profundidade for entre 25mm e 50mm e alta se a profundidade exceder 50mm.

A recuperação das panelas podem ser feitas através de remendos se bem executados,

porém só poderá ser feito esse tipo de recuperação se ainda não estiver atingido a base, sub-

base e subleito. Se o buraco for mais profundo deverá ser feito um corte reto no revestimento,

posteriormente feita a imprimação para selar as trincas e depois aplicação de um novo

pavimento asfáltico. Abaixo a figura 10 demonstra essa patologia.

Figura 10- Esquema e figura de panelas no pavimento.


Desgaste: Segundo (RIBEIRO 2007) o desgaste está associado a ação do trafego e ao

intemperismo, também com a má execução ou a utilização de materiais não adequados. De

acordo com Schmidt (2016) desgaste é quando ocorre o arranchamento do CAP devido á

intemperismos e tráfego.

De acordo com DER/PR o grau de severidade do desgaste é baixo quando está com

perdas apenas de agregado miúdo, médio quando a textura superficial se torna áspera e com

perda de agregados miúdos e de alguns graúdos, e alto quando textura superficial muito áspera

com perdas de agregados graúdos.

De acordo com Mota(2017) a recuperação do pavimento com desgaste é a aplicação da

lama asfáltica. A figura 11 apresenta o desgaste no pavimento.

14

Figura 11- Figura de desgaste no pavimento.

Fonte: DNIT 005/2003-TER.

2.1 ATIVIDADES DE RECONSTRUÇÃO DO PAVIMENTO

De acordo com YOSHIZANE (2005), a aplicação da capa selante é uma atividade em

que consiste realizar apenas uma aplicação ligante com agregados ou ligante asfáltico

sobre a superfície do pavimento, com o principal objetivo de selar as trincas e

consequentemente impedir a entrada de água;

Segundo manual de restauração do DNIT o recapeamento consiste na realização de uma

sobreposição de uma ou mais camadas constituídas de uma mistura betuminosa, que

dará ao pavimento uma apoio estrutural mantendo apto a exercer um novo ciclo de vida.

O manual do DNIT traz também que a reconstrução do pavimento consiste na remoção

da espessura total ou parcial do pavimento já executado e posteriormente realizando a

execução de um novo pavimento.

De acordo com o DER (1997) a fresagem consiste no corte de uma ou mais camadas do

pavimento por meio de um processo mecânico a frio, que tem como principal função

deixar a superfície uniforme.

3. CONCLUSÃO

O pavimento flexível necessita de conservação e manutenção constante para que sua

vida útil dure o tempo estimado por norma que é de 10 anos. No Brasil grande parte das

patologias que aparecem no revestimento asfáltico é devido á falta da manutenção do mesmo,

um exemplo típico é a formação de trincas, que sem a devida restauração e com a presença de

água passam afetar a estrutura do pavimento ou seja formam-se panelas no pavimento, que com

o tempo se não realizar a restauração afetam a capacidade de rolamento da via colocando em

risco a segurança dos que nela trafegam.

A partir da revisão bibliográfica feita pode-se concluir, que no Brasil uma das principais

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causas do pavimento flexível estar com a presença de muitas patologias é que a malha

rodoviária é o principal modal utilizado, assim tendo um alto trafego, principalmente de cargas

pesadas nas rodovias e consequentemente levando a formação de diversas patologias devido ao

excesso de cargas no revestimento, esse excesso de carga é devido à falta de fiscalização, e

consequentemente acabam transportando acima do permitido.

Com esse estudo pode-se concluir que identificando a patologia e fazendo o devido reparo, pode

estar evitando a formação de novas patologias e gastos desnecessários. De forma geral falta de

drenagem, manutenção, problemas de execução, excesso de carga, excesso de trafego e uso de materiais

de qualidade duvidosa são os principais motivos para a formação das patologias citadas nesse trabalho.

Assim conclui-se que falta muito investimento na malha rodoviária para que a mesma passe a apresentar

menos patologias.

REFERÊNCIAS

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