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1 Utilização de materiais alternativos em trechos de pavimentos experimentais na Região Metropolitana de Goiânia e ocorrências de patologias dezembro/2014 ISSN 2179-5568 Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014 dezembro/2014 Utilização de materiais alternativos em trechos de pavimentos experimentais na Região Metropolitana de Goiânia e ocorrências de patologias Michelle de Oliveira Marques [email protected] Auditoria, Avaliações e Perícias de Engenharia Instituto de Pós-Graduação - IPOG Goiânia, GO, 22/01/2014 Resumo Neste estudo, serão apresentados os principais materiais alternativos utilizados em pesquisas e em trechos de pavimentos experimentais, localizados na Região Metropolitana de Goiânia (RMG), como também as principais considerações dos resultados obtidos com as avaliações estruturais e as principais patologias, que podem ser desenvolvidas em pavimentos flexíveis. As pesquisas com materiais alternativos para serem utilizados nas obras rodoviárias são de grande importância e necessárias devido à escassez dos materiais tradicionais, os mesmos devem ser compatíveis com os parâmetros necessários para o dimensionamento. A presente pesquisa foi desenvolvida através de um vasto levantamento e coleta dos dados de três pistas experimentais, sendo que, dois trechos localizam-se na Cidade de Goiânia; um na cidade de Aparecida de Goiânia no estado de Goiàs. A coleta foi obtida através das considerações dos diversos pesquisadores da Universidade Federal de Goiàs (UFG). Dentre os materiais não convencionais utilizados nos trechos tem-se: resíduos de pedreira, fosfogesso, Resíduo da Construção e Demolição (RCD) e misturas de solo argiloso com brita e /ou cal. Os resultados encontrados indicam que os materiais alternativos utilizados nos trechos experimentais têm apresentado comportamento similar ao do cascalho, correspondentemente às patologias apresentadas nos pavimentos construídos com materiais convencionais e tradiconais são similares. Palavras-chave: Pavimentos experimentais.Materiais alternativos.Patologias.Pavimentos flexíveis.Materiais tradicionais. 1. Introdução O investimento no sistema rodoviário é uma das principais necessidades de um país, pois influencia em outras áreas do mercado. Dentre os elementos fundamentais que compõe este investimento, têm-se os custos de projetos, que atendam demandas das regiões e mercado. A fiscalização durante a execução das obras e sua manutenção preventiva e corretiva garante a vida útil especificada nos projetos. Conforme Marques (2012), os principais fatores que afetam na qualidade dos pavimentos executados no Brasil são: f alta de investimentos, a necessidade de métodos adequados aos parâmetros regionais utilizados para o dimensionamento de pavimentos, controle de cargas atuantes nas vias, estudos para o desenvolvimento de projetos e avaliação das obras com o devido controle tecnológico, implantação de sistemas de drenagem, de programas de manutenção e a restauração dos pavimentos executados.

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Utilização de materiais alternativos em trechos de pavimentos experimentais na Região Metropolitana de

Goiânia e ocorrências de patologias dezembro/2014

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014 dezembro/2014

Utilização de materiais alternativos em trechos de pavimentos

experimentais na Região Metropolitana de Goiânia e ocorrências

de patologias

Michelle de Oliveira Marques – [email protected]

Auditoria, Avaliações e Perícias de Engenharia

Instituto de Pós-Graduação - IPOG

Goiânia, GO, 22/01/2014

Resumo

Neste estudo, serão apresentados os principais materiais alternativos utilizados em pesquisas

e em trechos de pavimentos experimentais, localizados na Região Metropolitana de Goiânia

(RMG), como também as principais considerações dos resultados obtidos com as avaliações

estruturais e as principais patologias, que podem ser desenvolvidas em pavimentos flexíveis.

As pesquisas com materiais alternativos para serem utilizados nas obras rodoviárias são de

grande importância e necessárias devido à escassez dos materiais tradicionais, os mesmos

devem ser compatíveis com os parâmetros necessários para o dimensionamento. A presente

pesquisa foi desenvolvida através de um vasto levantamento e coleta dos dados de três pistas

experimentais, sendo que, dois trechos localizam-se na Cidade de Goiânia; um na cidade de

Aparecida de Goiânia no estado de Goiàs. A coleta foi obtida através das considerações dos

diversos pesquisadores da Universidade Federal de Goiàs (UFG). Dentre os materiais não

convencionais utilizados nos trechos tem-se: resíduos de pedreira, fosfogesso, Resíduo da

Construção e Demolição (RCD) e misturas de solo argiloso com brita e /ou cal. Os

resultados encontrados indicam que os materiais alternativos utilizados nos trechos

experimentais têm apresentado comportamento similar ao do cascalho, correspondentemente

às patologias apresentadas nos pavimentos construídos com materiais convencionais e

tradiconais são similares.

Palavras-chave: Pavimentos experimentais.Materiais alternativos.Patologias.Pavimentos

flexíveis.Materiais tradicionais.

1. Introdução

O investimento no sistema rodoviário é uma das principais necessidades de um país, pois

influencia em outras áreas do mercado. Dentre os elementos fundamentais que compõe este

investimento, têm-se os custos de projetos, que atendam demandas das regiões e mercado. A

fiscalização durante a execução das obras e sua manutenção preventiva e corretiva garante a

vida útil especificada nos projetos. Conforme Marques (2012), os principais fatores que

afetam na qualidade dos pavimentos executados no Brasil são: f alta de investimentos, a

necessidade de métodos adequados aos parâmetros regionais utilizados para o

dimensionamento de pavimentos, controle de cargas atuantes nas vias, estudos para o

desenvolvimento de projetos e avaliação das obras com o devido controle tecnológico,

implantação de sistemas de drenagem, de programas de manutenção e a restauração dos

pavimentos executados.

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No Brasil, ocorreu um período de estagnação do crescimento da malha rodoviária, com a

implantação do Plano de Aceleração do Crescimento (PAC) pelo governo brasileiro, em

janeiro de 2007, houve a retomada do crescimento; e mesmo havendo um aumento de

investimento neste setor, este é considerado insuficiente devido a grande extensão territorial e

sua demanda. A malha rodoviária Federal é de 65.320 km sendo que 12.662 km não estão

pavimentadas, para a malha pavimentada Estadual coincidente são 18.032 km e 4.778 km não

pavimentadas, a malha estadual possui 110.842 km pavimentadas e 111.334 km não

pavimentadas e para os municípios a malha rodoviária pavimentadas é de 26.827 km e de

1.363.692 não pavimentadas, totalizando no Brasil 221.020 km de rodovias pavimentadas e

1.363.692 km de rodovias não pavimentadas, ou seja, 86,05% das rodovias não estão

pavimentadas de acordo com o Boletim estatístico da Confederação Nacional do Transporte

(CNT) de outubro de 2013. A ampliação e crescimento da malha rodoviária brasileira devem

estar associados, a um planejamento estratégico, com ampla gestão dos recursos e processos.

O Dimensionamento do pavimento deve atender às demandas locais e aproveitar os recursos

naturais disponíveis. A utilização de materiais alternativos é uma necessidade que resolve um

grave problema de falta de destinação de resíduos, provenientes de diversos setores da

indústria, bem como para suprir a escassez de materiais tradicionais como o cascalho

laterítico, material muito utilizado na região centro-oeste. Segundo Rezende (1999), em

algumas regiões do país não existe materiais granulares apropriados para execução de

pavimentos, este fato acelerou os processos de utilização de materiais alternativos.

Os restringimentos ambientais e escassez do principal material utilizado em bases e sub-bases

dos pavimentos do Estado de Goiás são responsáveis pela redução do uso do cascalho

laterítico, o desafio de substituí-lo por materiais oriundos dos diversos processos industriais é

um desafio proposto pelos seguintes pesquisadores do estado e Distrito Federal: Rezende

(2003), Assis et al. (2004), Ribeiro (2006), Resplandes (2007), Oliveira (2007), Batalione

(2007), Luz (2008), Araújo (2008), Castro e Costa (2009), Silveira (2010), Metogo (2010),

Cunha (2011) e Marques (2012), todos desenvolveram pesquisas sobre os resultados destes

materiais utilizados na construção de trechos de pavimentos experimentais cujos resultados

das avaliações durante os monitoramentos periódicos tem sido satisfatórios.

2. Objetivos

O principal objetivo deste trabalho foi o levantamento dos resultados das pesquisas

desenvolvidas no Estado de Goiás em trechos de pavimentos experimentais construídos em

áreas urbanas, vias de baixo volume de tráfego, utilizando nas bases e sub-bases materiais

alternativos e identificar as patologias detectadas nos mesmos, bem como apresentar através

de dados obtidos em livros, publicações, artigos técnicos e estudos, as patologias mais

comuns, desenvolvidas em pavimentos flexíveis.

Os objetivos específicos foram:

Fazer revisão bibliográfica, identificando as principais pesquisas desenvolvidas

através de construção de trechos experimentais na região do Estado de Goiás;

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Apresentar as principais características dos trechos experimentais construídos com

materiais alternativos;

Apresentar as principais considerações dos resultados obtidos com os ensaios

realizados num dos mais recentes monitoramentos feitos desde a construção dos

trechos;

Apresentar as considerações sobre as patologias encontradas nos pavimentos dos

trechos no ano de 2014.

3. Materiais utilizados em bases e sub-bases de pavimentos

A escolha dos materiais que serão utilizados na construção de um pavimento é muito

importante, são vários fatores que influenciam no projeto, como questões ambientais,

econômicas e técnicas. Para viabilizar o projeto economicamente, o ideal é que os materiais

estejam mais próximos do local das obras. Conforme o artigo 5° da Resolução do Conselho

Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) nº 10 (1990) e do decreto-lei 227 (1967), toda

exploração de bens minerais destinados ao emprego na construção civil deverá ter licença

ambiental expedida pelo órgão competente. Tecnicamente, o dimensionamento deve atender

às demandas locais, prevendo a utilização dos materiais disponíveis. No Brasil utilizam-se

principalmente dois parâmetros de caracterização mecânica, o primeiro é o índice de Suporte

Califórnia (ISC), utilizado pelo método do Departamento Nacional de Estradas de Rodagem

(DNER) e o segundo é o Módulo de Resiliência (MR), usado na Mecânica dos Pavimentos

segundo Bernucci et al. (2008).

Na região do Estado de Goiás, é característica à formação de materiais granulares lateríticos

(cascalho laterítico) encontrados facilmente. Os materiais que estão sendo estudados na região

são: resíduos de pedreira, fosfogesso, Resíduo da Construção e Demolição (RCD), e misturas

de solo argiloso encontrado no local da obra com brita ou com cal.

A motivação para utilização dos materiais alternativos se dá a partir da escassez dos materiais

convencionais e das barreiras ambientais para devida extração, bem como a real necessidade

da sociedade resolver o problema do acúmulo de grandes pilhas de resíduos industriais, que

não tem destino apropriado, causando graves problemas socioeconômicos e ambientais. Em

diversos países do mundo utilizam-se materiais alternativos nas bases e sub-bases dos

pavimentos, como nas misturas asfálticas com técnicas consolidadas.

No Brasil, iniciaram os primeiros trabalhos na década de 1980 com a reutilização de resíduos

da construção civil na fabricação de argamassas; eram instalados moinhos para o

beneficiamento dos resíduos segundo Lima (1999). Iniciou em 1990 na Universidade de

Brasília (UNB) as primeiras pesquisas para utilização de materiais alternativos na

pavimentação, devido à escassez dos mesmos. Segundo Rezende et al. (2009) alguns dos

materiais utilizados foram: os resíduos de pedreiras, expurgo, fíler, asfalto fresado e agregado

reciclado; ainda segundo a pesquisadora (1999) o conceito de pavimentos de baixo custo foi

empregado em vias vicinais, ruas com baixo volume de tráfego.

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3.1 Resíduos de pedreira

Estes resíduos podem ser apresentados com granulometrias diferentes, como micaxisto, um

grão médio a grosseiro, o fíler de micaxisto, que é um dos materiais mais finos resultado dos

processos de beneficiamento das rochas xistosas encontradas na Região Metropolitana de

Goiânia e o fíler de pedreira, que é derivado do processo de lavagem da pedra britada.

Segundo Rezende (1999) os dois principais resíduos gerados pelas pedreiras são: o expurgo

mais granular e o pó. As pesquisas realizadas por Mendes (1999) dentre outros pesquisadores,

com a utilização de finos de pedreira em substituição às areias naturais em pavimentos de

concreto, tem alcançado resultados satisfatórios.

3.2 Fosfogesso

O fosfogesso (CaSO4.nH2O) é um material derivado de processos industriais para fabricação

de fertilizantes fosfatados durante a produção de ácido fosfórico (H3PO4). Outras aplicações

do fósforo são: aditivos, óleos, combustível, corantes em geotêxteis, cosméticos, cremes

dentais, filmes fotográficos, madeiras, polidores de alumínio, cabeça de fósforo, bebidas

destiladas, pesticidas, detergentes e complemento de ração animal, placas de gesso de alta

resistência para construção de casas, com redução de custo de até 50%. (FOSFOFÉRTIL,

2010). Este resíduo pode ser utilizado em sub-bases, limitação esta definida através do

desempenho mecânico no pavimento.

3.3 Solos estabilizados

Alguns procedimentos podem ser considerados alternativos no Estado de Goiàs, como a

utilização de solos estabilizados químicamente (solo-cal) e granulometricamente (solo-brita),

pois apesar de em outras regiões do país ser considerados materiais tradicionais, devido à

viabilidade econômica e abundância, em nossa região é classificado como material

alternativo. A utilização destes processos de modificação química, física ou biológica é

proveniente da necessidade de modificação das propriedades do solo disponível para

execução da obra, mas que não atende às especificações do projeto. A cal é o principal

produto derivado dos calcários/dolomitos/conchas calcárias. É obtida através de uma reação

química simples, denominada calcinação. O solo brita é uma mistura que constitui uma

estabilização granulométrica, a granulometria da brita é especificada através das faixas

granulométricas, determinadas pela norma da NBR 7211 (ABNT, 2005).

3.4 Resíduo da Construção e Demolição (RCD)

Os materiais provenientes da construção civil são denominados como Resíduos da Construção

e Demolição (RCD), também conhecidos como entulhos. São várias as características deste

resíduo que provém de materiais diversos como: areia, ferro, aço, argamassa, gesso, tijolos,

telhas, plásticos, papéis, madeiras, alumínio, granito, mármore, tintas, concreto, brita, cal,

cimento, vidros e matérias orgânicas. A composição dos materiais definirá a qualidade do

resíduo e suas composições químicas definirão as características do mesmo.

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4. Descrição dos Trechos de Pavimentos Experimentais

4.1 Trechos localizados na Cidade de Goiânia

Foram construídos em Goiânia dois trechos experimentais, o Trecho da Rua Amélia Rosa

Setor Recreio Ipê, região noroeste da cidade, tem 600 m de extensão de rua pavimentada com

largura de 7 metros e seção transversal composta de base e sub-base, com 15 centímetros de

espessura cada e revestimento em concreto asfáltico com 3 cm de espessura. A pista foi

construída em 2007 e subdividida em quatro subtrechos conforme materiais utilizados nas

misturas, o trecho foi subdividido em quatro subtrechos, tendo sido acompanhadas as

construções por Luz (2008) e Araújo (2008):

Trecho 1

Subtrechos Base (15 cm) Sub-base (15 cm)

Subtrecho 1 solo (80%)+pó de micaxisto (20%) solo (70%)+ pó de micaxisto (30%)

Subtrecho 2 solo (70%) + brita (30%) solo (70%) + brita (30%)

Subtrecho 3 cascalho(100%) cascalho(100%)

Subtrecho 4 solo (70%) + fíler de micaxisto (30%) solo(80%) + fíler de micaxisto (20%)

Tabela 1 – Descrição dos subtrechos que compoem o Trecho 1 e os materiais e misturas utilizadas.

O Segundo Trecho localiza-se na Rua dos Ciprestes, Setor de Mansões Bernardo Sayão,

Goiânia-GO e consiste no acesso de compradores das Centrais de Abastecimento de Goiás

S.A. (CEASA) Esse trecho foi construído a partir das pesquisas iniciadas em laboratório por

Silva (2004), a construção da pista foi realizada em 2003, acompanhada por Oliveira (2007),

dos 106 m construídos somente 56 m foram monitorados:

Trecho 2

Subtrechos Base (15 cm) Sub-base (15 cm)

Trecho completo 75% de agregados reciclados e 25% de

solo argiloso

83% de agregados reciclados e 17% de solo

argiloso

Tabela 2 – Descrição do Trecho 2 e os materiais e misturas utilizadas.

4.2 Trechos localizados na Cidade de Aparecida de Goiânia

O terceiro trecho localizado em Aparecida de Goiânia-GO, na Avenida Brasília, Vila Brasília,

com extensão total de 360 metros e largura da pista de 9 metros. A Construção foi

acompanhada por Metogo (2010) e Cunha (2011), o mesmo foi subdividido em 6 subtrechos:

Trecho 2

Subtrechos Base (15 cm)

Subtrecho 1 solo argiloso (80%)+ fosfogesso (20%)

Subtrecho 2 solo argiloso (80%) +fosfogesso (11%)+cal (9%)

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Subtrecho 3 solo argiloso (91%)+cal (9%)

Subtrecho 4 solo argiloso(50%)+expurgo (50%)

Subtrecho 5 solo argiloso (50%)+brita (50%)

Subtrecho 6 cascalho (100%)

Tabela 3 – Descrição do Trecho 3 e os materiais e misturas utilizadas.

5. Patologias em pavimentos flexiveis

Os resultados obtidos demosntram que os materiais alternativos utilizados nos trechos

experimentais têm apresentado comportamento similar ao do cascalho, mostrando que há

viabildiade para sua utilização e que as patologias apresentadas nos pavimentos construídos

com materiais convencionais e tradiconais são similares, sendo esses de maior ou menor

intensidade dependendo de diversos fatores próprios dos materiais e de fatores provenientes

dos métodos executivos, bem como fatores climáticos e regionais.

As deteriorizações e desgastes funcionais e estruturais de um pavimento são obtidos com o

tempo de utilização, desde o início da vida útil. Dentre esses índices, está a repetição de

cargas, e outros fatores que contribuem para celeridade destes processos como o clima e

temperatura.

O clima é um fator preponderante que contribui para o desenvolvimento de patologias que

diminuem a vida útil do pavimento. Uma das funções do revestimento, camada que compõe o

pavimento, é manter a estrutura impermeabilizada, o que é comprometida pela infiltração de

águas de chuvas, facilitada através das trincas, diminuindo a capacidade de suporte das

camadas aumentando os deslocamentos e danos, quanto maior os níveis de danificações

menores as chances de recuperação através de manutenções corretivas. A Temperatura é outro

fator que altera o comportamento do pavimento, pois com seu aumento há a redução da

viscosidade dos ligantes asfálticos, enquanto as baixas temperaturas podem causar retração

levando ao aparecimento de trincas segundo Bernucci et al. (2008).

As patologias que ocorrem nos pavimentos flexíveis podem surgir nas diversas fases dentre a

construção, manutenção e reparo Vários fatores podem ser destacados como causadores de

patologias: projeto inadequado, dimensionamento ineficiente, incorreta seleção dos materiais

escolhidos, bem como suas dosagens, falta de controle tecnológico antes e durante os

processos, erros construtivos, falta de manutenções e na escolha da intervenção durante os

processos de conservação.

A Avaliação dos pavimentos flexíveis pode ser classificada da seguinte forma:

Avaliação das condições de superfície através da escolha da metodologia para

classificar os defeitos e realizar os cálculos dos índices;

Avaliação estrutural através de ensaios que podem ser destrutivos e não destrutivos;

Avaliação funcional do conforto ao rolamento;

Avaliação de segurança através da verificação da aderência (macrotextura e

microtextura);

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Depois de realizadas todos os tipos de avaliações, serão definidasas condições e as

intervenções necessárias conforme a classificação de Rezende (2010): conservação, reforço,

reciclagem e recosntrução.

Conservação: As manutenções preventivas podem ser realizadas com uma selagem de

trincas (aplicação de capa selante, lama asfáltica) e/ou execução de camadas adicionais

delgadas, na conservação é contemplada também, a limpeza dos sistemas de drenagem

e intervenções em pequenos pontos localizados.

Reforço: Superposição de uma ou mais camadas de misturas asfálticas;

Reciclagem: Técnica de recomposição do pavimento com reaproveitamento de suas

camadas;

Reconstrução: Remoção parcial ou total das camadas do pavimento e execução de

novas camadas.

5.1 Avaliações de Superfície, Funcional e de Segurança

As irregularidades superficiais do pavimento são mais observadas pelos usuários, pois estes

defeitos afetam diretamente o conforto ao rolamento, outro objetivo da pavimentação é

proporcionar segurança aos usuários. O Pavimento é dimensionado para resistir às repetições

de cargas sem sofrer deformações que comprometam estas características principais, portanto

que tenha um desempenho compatível com o tráfego, fornecendo desempenho adequado, ou

seja, capacidade de suporte com durabilidade, todos os aspectos devem ser observados

durante a fase de projeto conjuntamente com a viabilidade economica.

A avaliação da superfície de um pavimento pode ser definida atribuindo valor númerico que

define os níveis de serventia num momento do ciclo de vida, método adotado pelo

Departamento Nacional Infraestrutura de Transportes (DNIT 009/2003-PRO). Após

determinados índices de serventia será indicada uma intervenção com a manutenção corretiva

e até a reconstrução total do pavimento, dependendo dos resultados das análises. Esses

defeitos de superfície são deteriorizações que podem ser classificadoas segundo a

terminologia do DNIT, estes levantamentos servem para avaliar e qualificar o estado de

conservação do pavimento, optando-se pelo melhor método interventivo.

Outro parâmetro de avaliação é o IRI (Índice de Iregularidade Internacional), que determina

os desvios da superfície em relação ao projeto geométrico, dentre as consequências, ressalta-

se o desempenho dinâmico do veículo, o efeito dinâmico das cargas, qualidade de rolamento e

drenagem superficial segundo Bernucci et al. (2008), geralmente são coincidentes com as

trilhas de rodas.

Os tipos de defeitos podem ser classificados segundo a norma do DNIT (DNIT 005/2003 –

TER) e serão utilizados para determinar o IGG (Índice de Gravidade Global), dentre os

defeitos catalogados estão: fendas, afundamentos, corrugação e ondulações transversais,

exsudação, desgaste ou desagregação, panela ou buraco e remendos. A avaliação deve seguir

a norma do DNIT PRO–006/2003. O trincamento pode ser classificado como couro de

crocodilo, bloco, transversal, longitudinal, de escorregamento, bordo e parabólico. A

desintegração pode ser classificada como em panelas ou desgaste, através de desagregação

superficial, erosão de bordo, bombeamentos de finos, desplacamentos de capa selante e

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remendos. As deformações podem ser classificadas como: afundamentos em trilha de roda,

corrugações, escorregamentos de massas, depressões, expansão localizada, afloramento

d’água, bombeamento d’água, corrugação, solapamento e outros.

5.2 Avaliação Estrutural

A avaliação estrutural e monitoramento do pavimento desde a execução das obras, bem como

ao longo da vida útil do pavimento são fundamentais, para o real diagnóstico do

comportamento. A partir do dimensionamento mecanístico do pavimento é determinado no

projeto, sua deflexão admissível usando os parâmetros de módulo de resiliência dos materiais,

de cada uma das camadas e do subleito.

Os métodos para avaliação estrutural podem ser destrutivos, semi-destrutivos e não

destrutivos. O método destrutivo é aquele que investiga a condição estrutural de cada camada,

através da abertura de trincheiras ou poços de sondagem; O método semi-destrutivo é aquele

que possibilita a avaliação da capacidade de carga das camadas, através de aberturas menores

utilizando equipamentos próprios de pequenas dimensões como os penetrômetros. Os

métodos não destrutivos são divididos conforme as condições de carregamento, durante a

execução dos ensaios: Carregamento quase estático, vibratórios e de impacto.

As avaliações realizadas no monitoramento por Marques (2012) em dois períodos de seca e

chuva no ano de 2011 foram obtidas após execução dos ensaios com os equipamentos que

mais são utilizados no Estado de Goiás: Viga Benkelman, Prova de Carga sobre placa e

penetrômetro Dynamic Cone Penetrometer (DCP). Com os resultados obtidos foi possível

avaliar as deflexões e a capacidade de carga da camada ensaiada, possibilitando a verificação

da necessidade de intervenção nos pavimentos.

Para verificar a qualidade estrutural das camadas dos pavimentos estudados foram

determinadas as bacias de deflexão, obtidas das análises após execução dos ensaios com a

viga Benkelman (Figura 2.11) conforme ME 061 (DNER, 1994), outros parâmetros obtidos

sãoos deslocamentos, o Raio de Curvatura R (m), o D0 que é o deslocamento real (x10-2

mm),

D25 = deslocamento a 25 cm do ponto de ensaio (x10-2

mm), através da Norma PRO 011

(DNER, 1979), foi calculado a deflexão de projeto (Dp), em função das deflexões médias

obtidas nos ensaios, e a deflexão admissível (Dadm), em função do número de operações do

eixo padrão (N). Neste estudo apresentaremos resultados com os valores médios de D0.

6. Análise dos Resultados

Os resultados apresentados, segundo Marques (2012), mostram que os trechos de pavimentos

experimentais apresentam resultados satisfatórios em relação ao tempo de vida útil dos

mesmos, nas duas baterias de ensaios. Várias análises foram realizadas, neste estudo serão

apresentados alguns dos principais resultados analisados pela autora obtidos através dos

ensaios com os equipamentos Prova de Carga sobre placa e Viga Benkelman.

Os parâmetros de avaliação foram os prescritos em Normas, Especificações e Procedimentos

técnicos bem como os descritos por Bernucci et al. (2008) que comentam sobre as ordens de

grandeza das deflexões de um pavimento de concreto asfáltico e base granular, esta ordem de

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grandeza apresenta deflexão máxima (D0) entre 30 a 50 x 10-2 mm, para um pavimento com

boa condição estrutural. Já um pavimento com revestimento em tratamento superficial tem D0

na ordem de 80 x 10-2 mm. Estas grandezas são variáveis de acordo com alguns parâmetros

como: tipo de estrutura, tipo de revestimento, existência de trincas, condições climáticas, etc.

Nos sbtrechos dos três trechos houve variações nos resultados para cada material alternativo,

o que é esperado, pois cada material tem aspectos estruturais, físicos, químicos e

mineralógicos diferentes. De um modo geral a autora avaliou os resultados dos três trechos

como satisfatórios considerando os materiais utilizados para construção de cada subtrecho.

Para o Trecho 1 as variações entre os diferentes períodos de ensaio também foram

consideradas insignificantes. Conforme a autora Marques (2012) os valores apresentados

podem ser considerados satisfatórios para um pavimento com quatro anos de funcionamento.

O subtrecho de solo-filer foi o que apresentou valores que podem indicar a necessidade de

refoço.

Para o Trecho 2 os valores foram considerados em muitos aspectos acima dos prescritos nas

bibliografias e que no comparativo entre os resultados dos ensaios em ambas as bordas os

resultados foram considerados excelentes. Conforme a autora os valores apresentados podem

ser considerados satisfatórios para um pavimento com oito anos de funcionamento. No

comparativo entre os períodos ensaiados observou-se pouca variação o que demosntra pouca

interferência da água da chuva neste pavimento.

Para o Trecho 3 houve variações consideradas entre os resultados das bordas esquerda e

direita do pavimento, nos subtrechos de solo-cal, solo-brita e cascalho o que pode indicar

alterações de umidade nestes pontos ensaiados. Conforme a autora os valores apresentados

podem ser considerados satisfatórios para um pavimento com dois anos de funcionamento.

Nas comparações entre os dois períodos climáticos, observou-se que o subtrecho que

apresentou maiores variações foi o construído com cascalho laterítico, material tradicional

utilizado para que seus resultados sirvam de comparativo com os demais materias altenativos.

Neste Trecho os materiais que mostraram melhores resultados no período chuvoso foram os

para as misturas com solo-fosfogesso e solo-cal o que segundo a autora Marques (2012)

mostra que as misturas estabilizadas quimicamente apresentam melhor comportamento

também no período chuvoso.

Viga Benkelman

Junho de 2011

Trecho Borda Esquerda D0 (0,01 mm) Borda Direita D0 (0,01 mm)

Trecho 1 26 x 10-2

< 58 x 10-2

34 x 10-2

< 42 x 10-2

Trecho 2 23 x 10-2

< 50 x 10-2

27 x 10-2

< 56 x 10-2

Trecho 3 40 x 10-2

< 52 x 10-2

24 x 10-2

< 53 x 10-2

Tabela 4 – Valores Médios de D0 (0,01 mm) em Junho de 2011.

Fonte: Modificado de Dissertação de Mestrado – Marques (2012)

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Viga Benkelman

Novembro de 2011

Trecho Borda Esquerda D0 (0,01 mm) Borda Direita D0 (0,01 mm)

Trecho 1 37 x 10-2

< 71 x 10-2

25 x 10-2

< 44 x 10-2

Trecho 2 22 x 10-2

< 72 x 10-2

48 x 10-2

< 66 x 10-2

Trecho 3 37 x 10-2

< 63 x 10-2

29 x 10-2

< 79 x 10-2

Tabela 5 – Valores Médios de D0 (0,01 mm) em Novembro de 2011.

Fonte: Modificado de Dissertação de Mestrado – Marques (2012)

6.2 Prova de Carga sobre placa

Com este ensaio pode-se determinar os valores de deslocamento máximo (Dmáx),

deslocamento correspondente a uma pressão de 560 kPa (D560KPa), deslocamento elásticos,

plástico e o módulo de reação (kplaca). Serão apresentados alguns dos resultados principais

analisados pela autora Marques (2012) dos valores de Dmax (mm). Conforme Rezende (2003) o

ensaio de prova de carga sobre placa não é normatizado com especificações de limites

mínimos e máximos, portanto os parâmetros utilizados foram os mesmos para os materiais

convencionais que variam dentre 0,70 mm a 2,50 mm.

Para o Trecho 1 os maiores valores de deslocamentos foram observados nos subtrechos de

solo-filer e solo-pó, com maiores semelhanças entre os resultados gerais, bem como também

foram nestes que houveram diferenças nos resultados entre as bordas do pavimento, mas

conforme a autora os valores são satisfatórios e não comprometem a utilização destes

materiais em vias de baixo volume de tráfego. No período chuvoso foi no subtrecho de solo-

filer que apresentou maiores variações.

Para o trecho 2 verificou-se pouca alteração dentre os resultados obtidos nos períodos de

chuva e seca, indicando pouca influência da água das chuvas neste pavimento. Houve pouca

diferença entre os resaultados das bordas dos pavimentos com os melhores resultados para o

eixo da pista. Neste trecho pode-se observar que o comportamento do material é muito

semelhante aos dos materiais com melhores desempenhos tradicionais como cascalho.

Para o Trecho 3 os resultados foram considerados satisfatórios, sendo que os maiores valores

de deslocamento foram observados nos subtrechos de olo-expurgo e cascalho com o melhor

resultado para a mistura de solo-fosfogesso-cal. Houve diferenças entre o desempenho das

bordas com maior significancia para a mistura de solo-fosfogesso e cascalho. Novamente

neste trecho o desempenho das misturas estabilizadas quimicamente tiveram melhores

resultados comparado com o cascalho tanto no período de seca quanto de chuva, neste

período os maiores deslocamentos foram nos subtrechos de: solo-fosfogesso, solo-fosfogesso-

cal, solo-expurgo, e cascalho laterítico, o subtrecho de solo-cal teve resultado melhor no

período chuvoso o que foi caracterizado pela autora como possibilidade de contínua

estabilização química do material.

Prova de Carga

Trecho Média das Bordas Dmax (mm)

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Trecho 1 0,74 mm < 1,30 mm

Trecho 2 0,97 mm

Trecho 3 1,16 mm < 1,81 mm

Tabela 6 – Valores Médios de Dmax (mm) em Junho de 2011.

Fonte: Modificado de Dissertação de Mestrado – Marques (2012)

Prova de Carga

Trecho Média das Bordas Dmax (mm)

Trecho 1 0,97 mm < 1,40 mm

Trecho 2 1,18 mm

Trecho 3 0,91 mm < 2,16 mm

Tabela 7 – Valores Médios de Dmax (mm) em Novembro de 2011.

Fonte: Modificado de Dissertação de Mestrado – Marques (2012)

7. Avaliação Superficial

De um modo geral, pelos resultados apresentados, verifica-se que o desempenho geral das três

pistas experimentais é satisfatório, com alguns resultados inferiores em determinados locais

que não abrangem todo o subtrecho.

Os aumentos de deslocamento são acompanhados durante a vida útil do pavimento, o que é

gerado pela perda de resistência causada pelas cargas repetidas do tráfego e demais fatores

que influenciam no comportamento, como clima e temperatura, deve-se levar em

consideração as características diferentes dentre todos os materiais utilizados, que favorecem

o retardamento deste envelhecimento ou o aceleram. Vários outros fatores podem ser

coadjuvantes e constribuem para os resultados apresentados, como a execução do pavimento.

Principalmente execuções com misturas, estas devem ser realizadas com equipamentos

próprios, como as usinas de mistura, etc.

Serão mostradas as imagens dos pavimentos dos trechos feitas em janeiro de 2014, com as

respectivas avaliações superficiais, para avaliar as condições dos mesmos, resslata-se que em

nenhum trecho foi exedcutada alguma inervenção de manutenção seja preventiva ou corretiva.

O Trecho 1 localizado em Goiânia, na Rua Amélia Rosa, está com sete anos funcionamento,

que serão completos em 2014, levando-se em consideração as condições desfavoráveis como

a fata de: sistemas de drenagem, acostamento, calçadas; nota-se que o estado é satisfatório, e

que as condições de conforto de rolamento e segurança da pista do ponto de vista estrutural

ainda atendem às expectativas.

Observa-se um desgaste leve do revestimento asfáltico em cerca de 40% do pavimento, cerca

de 5% do pavimento apresenta patologias como pequenas fissuras e tricas longitudinais

isoladas, como a que é demosntrada na Figura 3b.

Observou-se que não foram construídos os Sistemas de Drenagem Superficial, bem como as

calçadas em toda extensão da pista, à passagem dos veículos são proporcionados esforços na

borda do pavimento, que não possui sustentação lateral com considerável desnível, em

consequência são gerandas trincas longitudinais mostrada na Figura 3b, observa-se que não há

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acostamento o que evidencia mais ainda este processo que poderá ser classificado como

afundamento longitudinal na trilha de roda, pois, tem menos de 6 m de extensão.

Sabe-se que, a água é um dos principais causadores de problemas nos pavimentos ao infiltrar

água nas camadas. Na Avenida Amélia Rosa, toda a pista está exposta às ações da água, como

pode ser notado na Figura 3ª, gerando-se carriamento das particulas que compoem as laterais

das camadas estruturais. Outro fator relevante é a possibilidade erro executivo, devido à falta

de compactação correta nos últimos 40 cm aproximadamente das bordas da pista.

Nas Figuras 4a e 4b pode-se observar o aparecimento de trincas longitudinais, sendo que na

Figura 4b há a formação de trinca de couro de jacaré, nas Figuras 5a e 5b esta patologia fica

bem fisível em um ponto isolado da pista.

Figuras 2a e 2b – Visão geral do Trecho 1 – Amélia Rosa em Goiânia, 14/01/14.

Figura 3 – Na Figura 3a mostra a falta de calçada. Na Figura 3b a formação de trinca longitudinal. Trecho 1-

Amélia Rosa em Goiânia, 14/01/14.

a) b)

b) a)

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Figura 4 – Na Figura 4a mostra desgaste do pavimento com formação de trinca longitudinal. Na Figura 4b a

formação de trinca longitudinal e trica couro de jacaré. Trecho 1-Amélia Rosa em Goiânia, 14/01/14.

Figura 5 – Nas Figuras 5a e 5b são mostradas as formações de tricas couro de jacaré. Trecho 1-Amélia Rosa em

Goiânia, 14/01/14.

O Trecho 2 localizado em Goiânia em frente ao CEASA, observa-se que para um pavimento

com 10 anos de funcionamento completos em 2014 o estado superficial é satisfatório mesmo

não possuindo sistemas de drenagem superficial, calçadas, matem-se com integridade

funcional, como se pode observar na Figura 10a. Na Figura 10b observa-se que o

revestimento esta com desgaste superficial em cerca de 80% do pavimento.

b) a)

b) a)

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Figura 10 – Na Figura 10a tem-se uma visão geral do Trecho 2 – Goiânia/CEASA. Na Figura 10b observa-se o

desgaste do revestimento, em 14/01/14.

O Trecho 3 está com 5 anos de funcionamento completos em 2014. Nesse trecho localizado

em Aparecida de Goiânia, observou-se que houve ruptura dos sistemas de drenagem

profundos, localizados no eixo da pista causando intervenções reconstrutivas. Os remendos

representam aproximadamente de 25% do pavimento. Na Figura 6a observa-se um remendo

ao redor do Poço de Visita e na Borda direita do pavimento. Em quase 100% da extensão

inexiste calçadas e sitemas de drenagem superficiais. Na Figura 6b mostra o aparecimento de

fissuras longitudinais.

Na Figura 7b observou-se um afundamento leve no eixo da pista, com caracterísitcas de

afundamento longitudinal por trilha de roda, poderia também ser classificado como

afundamento por consolidação, mas como o problema com o sistema de drenagem foi em

toda extenção da pista, a caracaterição correta da causa da patologia não é evidenciada

superficialmente, apresenta ainda nesta figura uma trinca de 60 mm, iniciada num

determinado ponto em que foi feito serviço de tapa buraco.

Na Figura 7a pode-se observar que houve uma extensa intervenção, o revestimento original

das bordas encontra-se escorregado nas áreas destinadas às calçadas. Observou-se através das

análises locais e das informações prestadas pela Prefeitura Municial de Aparecida de Goiânia

que a ruptura do Sistema de Drenagem profunda foi um dos principais causadores da

destruição do pavimento nestes pontos. A falta de sistemas de drenagem superficiais e

calçadas também contribuiram para a ação das águas de chuvas.

Na Figura 8a pode-se observar o detalhe de trinca longitudinal, com abertura de 1 cm

aproximadamente. Na Figura 8b mostra o aprecimento de trincas de couro de jacaré.

Nas Figuras 9a e 9b observa-se um afundamento de cerca de 1 m², há a possibilidade de ser

proveniente das rupturas dos sistemas de drenagem próximo a este ponto e que esta área não

tenha sido contemplada nas intervenções, outra possibilidade é o afundamento por

consolidação.

a) b)

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Figura 6 – Na Figura 6a tem-se o Trecho 3 em Aparecida de Goiânia, com trinca longitudinal e reparos

executados. Na Figura 6b é mostrado o desgaste do revestimento asfáltico e formação de trincas longitudinais,

em 14/01/14.

Figura 7 – Na Figura 7a é mostrado um extenso reparo no trecho. Na Figura 7b é mostrado afundamento da pista

com formação de trinca longitudinal. Trecho 3 – Aparecida de Goiânia em 14/01/14.

b) a)

b) a)

a) b)

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Figura 8 – Na Figura 8a é mostrada uma trinca. Na Figura 8b é mostrada a formação de trinca couro de jacaré.

Trecho 3 – Aparecida de Goiânia em 14/01/14.

Figura 9 – Na Figura 9a é mostrado um afundamento de 1 m² na faixa da esquerda. Em ambas as figuras

observa-se o desgaste do revestimento. Trecho 3 – Aparecida de Goiânia em 14/01/14.

8. Considerações Gerais

Algumas patologias descritas na Tabela 1: Fendas/Trincas, afundamentos, ondulações e

remendos; foram observadas nos trechos. A inspeção tátil visual foi realizada dia 14/01/14

com os registros através de fotografias e registros após percorrer os dois sentidos das pistas

dos três trechos.

As trincas longitudinais observadas poderão evoluir para estágios mais avançados, como nos

casos observados das trincas de couro de jacaré. Com a ação das águas das chuvas e tráfego

haverá infiltração com aumento da humidade, este processo de pressão dos pneus gera

deslocamento do revestimento asfáltico, causando panelas e deteriorando as camadas

estruturais do pavimento.

Os afundamentos podem ter sido causados por deformações permanentes, estas podem ter

sido causadas por consolidação das demais camadas do pavimento. Não é possível

caracterizar os afundamentos longitudinais às trilhas de rodas como sendo decorrentes de

compensação volumétrica (com solevamento da massa asfáltica junto às bordas), pois, os

problemas decorrentes da ruptura do sistema de drenagem, infiltração de água, podem ter

causado a perda de material da camada de suporte dos tubos. Os remendos observados são

decorerntes deste problema. Foram observadas nos três trechos desgastes superficiais em grau

leve em decorrência do tráfego e ação de intempéries.

Defeito Descrição Prováveis causas

a) b)

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Fissuras

Fendas no revestimento,

com qualquer direção e com

extensão inferior a 30 cm.

Trincas

isoladas ou

interligadas

(7 tipos)

Longitudinais Direção predominantemente

paralela ao eixo da via

Junta de construção mal executada,

Contração/Dilatação do revestimento,

Propagação de trincas de camadas subjacentes.

Transversais Direção predominantemente

ortogonal ao eixo da via

Constração da capa asfaltica ou propagação das

trincas das camadas subjacentes, dilatação do

revestimento.

Trincas na

borda

Formação de trincas

predominantemente

paralelas ao eixo à pista

Construção defeituosa do acostamento ou do

alargamento; diferença de rigidez de materiais;

separação insuficiente; má compactação; ação

erosiva da água (drenagem).

Couro de

Jacaré

Tem semelhança com o

couro de jacaré ou crocodilo

Ação repetida das cargas de tráfego, diminuindo

a resistência do asfalto e causando fadiga.

Bloco Formação de blocos que se

assemelham a retângulos

Variações térmicas que geram a contração da

capa asfáltica.

Trincas

parabólicas Formações parabólicas

As pontas das parábolas indicam a direção do

tráfego; baixa resistência das misturas asfálticas;

vínculo ruim entre as camadas.

Propagação

de juntas Iniciam-se a partir de juntas Movimentação da placa rígida, ação do tráfego.

Afundamento

Plástico

Depressão na região das

trilhas de rodas e

solevamento lateral

Ruptura das camadas do pavimento pela ação do

tráfego.

Consolidação

Depressão do revestimento

na região das trilhas de

roda.

Compactação insuficiente das camadas. Misturas

asfálticas com baixa estabilidade. Infiltração de

águas nas camadas.

Deformações

Depressão Concavidade apresentada no

pavimento

Defeitos na construção, recalque no terreno de

fundação.

Afundamento

da trilha de

roda

Formação de “Canaleta”

Côncava paralela ao eixo da

pista

Má compactação; mistura asfáltica rum; perda de

resistência (infiltração de água).

Ondulação ou

Corrugação

Apresentam-se

transversalmente à pista na

superfície do pavimento de

caráter plástico permanente

Falta de estabilidade da mistura asfáltica;

umidade excessiva do subleito; contaminação da

mistura asfáltica; falta de aeração das misturas

líquidas de asfalto.

Deformação

plástica do

revestimento

Aspecto de escoregamento

da mistura do revestimento

Mistura pouco estável, com elevada fluência; má

ligação entre o revestimento e a camada

subjacente; parada e saída de veículos nas

interseções; pressão exercida por um pavimento

betuminoso; compactação deficiente dos pré-

misturados asfálticos.

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Tabela 8 - Continuação

Deteriorização

de remendos Consolodação

Quando houve substituição

do material original

Tráfego intenso. Uso de materiais de má

qualidade. Condições ambientais agressivas.

Problemas construtivos.

Panelas

Remendos e

Cavidade que se forma num

primeiro estágio no

revestimento / Remoção do

material original e

colocação de outro similar

Trinca por fadiga; Desgaste de alta severidade;

Ação do tráfego; Material de má qualidade;

Desintegração localizada na superfície; Ação do

meio ambiente e variações de umidade; Má

construção / Tapa buraco.

Defeitos de

superfície

Agregados

polidos

Falta de agregado no revestimento; pouca

aspereza

Exudação Excesso de ligante; baixo volume de vazios

Empolamento Inchaço; ação do frio (gelo); água acumulada;

Expansão do subleito; reízes de árvore.

Desintegração

Corrosão do revestimento; desalojamento das

partículas; tensão de cisalhamento horizontal;

massa asfáltica dura e quebradiça; presença de

água.

Intemperismo

Corrosão do revestimento; perda de ligante;

solicitações tangenciais; ação de agentes

químicos; problemas de execução; má

compactação.

Desagregação

Corrosão do revestimento; perda de adesão;

quebra da ligação; má execução; água na

superfície.

Defeitos

gerais Desnível, Separação, Bombeamento e Afloramento.

Tabela 8 – Principais defeitos com suas descrições e suas prováveis causas. (Modificado de Notas de Aula, PPG-

GECON/UFG, Rezende, 2010).

9. Conclusão

Durante a análise dos resultados apresentados pela autora Marques (2012), observa-se que os

três trechos apresentam bom desempenho estrutural com situações desfavoráveis, mas que são

consideradas pontuais, levando-se em consideração que ao longo da vida útil do pavimento

ocorre aumento de deslocamentos e redução de resistência. Estes fatores são consequeência da

ação do tráfego, clima, temperatura e influenciadas de acordo com as características, físicas,

minerais e mecânicas de cada material, proporcionando assim uma avaliação muito positiva

para o uso de materiais alternativos na pavientação asfáltica.

Quanto ao aparecimento de patologias nestes pavimentos com materiais alternativos,

observou-se que são sa mesmas apresentadas nos pavimentos que são construídos com

materiais convencionais, sem nenhum aspecto tecnicamente comprovado de especificidade ou

intensidade em algum dos defeitos apresentados.

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Observa-se que são as condições estruturais dos pavimentos que são fatores determinantes

para influenciar nas caracterísiticas da patologia apresentada durante a análise tátil visual

(geradas através do desempenho do material empregado).

De um modo geral observou-se que no Trecho 1 as patologias apresentadas não coincidem

com o subtrecho que apresentou maiores variabilidades de comportamento estrutural, que foi

o subtrecho executado com solo-filer. Houve apresentação de representativa influência da

umidade nos resultados, desde a época da construção da pista, este fator é extremamente

importante para avaliação das patologias, devendo ser feita avaliação criteriosa ao cadastrar

um defeito relacionado ao tipo de material empregado, pois, a falta de sistema de drenagem

nesta pista está contribuindo para a perda de capacidade de suporte em pontos específicos.

Outro fator que deve ser considerado para a avaliação, são os processos construtivos que

influenciam tanto para construção de vias com mateial alternativo, quanto com material

tradicional.

Quanto à vida útil do pavimento, o Trecho 2 tem 10 anos de funcionamento, a serem

completados neste ano de 2014. Através da avaliação estrutural feita por Marques (2012) e

pela análise tátil visual realizada em janeiro de 2014 confirma-se que este pavimento

apresenta excelentes condições. O defeito cadastrado foi o de desgaste superficial

caracterizado pelo efeito de arracamento progressivo do ligante e do agregado do pavimento,

provocando assim uma aspereza do revestimento. O Trecho 2 atingiu o tempo de vida útil

calculado em projeto, com exscelentes resultados, confirmando mais uma vez que o RCD é

um material nobre, capaz de substituir o cascalho laterítico e que atende às espectativas

técnicas esperadas.

No Trecho 3 a avaliação tátil visual ficou prejucada e inconclusiva, pois, houve várias

intervenções emergenciais de restauração do pavimento devido o rompimento dos sistemas de

drenagem profunda e devido a falta de sistemas de drenagem superficial. Devido a estes

fatores, não poderá ser feita a atribuição de patologias associadas ao desempenho estrutural,

vida útil e tipo de material utilizado. Neste trecho foram observados afundamentos, trincas e

remendos.

Um fator importante a se verificado durante as análises é quanto ao tipo de material utilizado

para execução dos remendos, este deve ser realizado se possível com o mesmo material

original da época da construção do revestimento, bem como para as próximas avaliações

estruturais deverão ser observadas as camadas subjacentes à primeira, quanto ao tipo de

material utilizado para recupeção profunda, que pode ter sido diferente do material alternativo

utilizado na época construção.

Conclui-se que os aspectos das patologias apresentadas em pavimentos construídos com

material alternativo, são as mesmas apresentadas em pavimentos construídos com materiais

tradicionais, como o cascalho, o mais tradicional utilizado na região do Estado de Goiás e que

as diversas intervenções tradicionais utilizadas para recuperação de pavimentos que

apresentam defeitos podem ser as mesmas apresentadas em Normas, Especificações Técnicas

e Procedimentos para materiais tradicionais. Indica-se que sejam realizadas as manutenções

preventivas e corretivas para proporcionar aos pavimentos estudados a vida útil

correspondente aos projetos, evitando-se como em muitos casos a reconstrução total ou

parcial do mesmo.

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ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014 dezembro/2014

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