Reciclagem a Frio - Tecnologia de Reciclagem a Frio Wirtgen (Wirtgen Group)

7/23/2019 Reciclagem a Frio - Tecnologia de Reciclagem a Frio Wirtgen (Wirtgen Group)

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Reciclagem a frio

Tecnologia de reciclagem a frioWirtgen


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Wirtgen GmbHReinhard-Wirtgen-Strasse 2 53578 Windhagen Alemanha

Fone: +49 (0) 26 45 / 131-0Fax: +49 (0) 26 45 / 131-242

Primeira edio: 2012

Direitos autorais de Wirtgen GmbH 2012.Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicaopoder ser reproduzida, armazenada em um sistema de busca

nem transmitida em qualquer forma sem o consentimento prvioe por escrito da Wirtgen GmbH.


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Agradecimentos

Esta primeira edio do manual Tecnologia dereciclagem a frio da Wirtgen foi elaborada poruma equipe de especialistas com amplaexperincia em todos os aspectos da recuperaode pavimentos, principalmente nas questesrelacionadas reutilizao de materiais depavimentos de estradas existentes.

A equipe inclui engenheiros da Loudon Inter-national, que auxiliam a Wirtgen e seus clientesna aplicao da tecnologia de reciclagem a frio hquase vinte anos. Levando em considerao osavanos rpidos realizados na rea especializadada engenharia de pavimentos, um grupo seleto deacadmicos de algumas universidades renomadasfoi convidado a participar da equipe, principal-mente da Universidade de Stellenbosch. Suas

contribuies valiosas podem ser evidenciadas

por todo o manual, particularmente nos captulosque tratam do projeto do pavimento e de agentesestabilizadores. Alm disso, os engenheiros daWirtgen GmbH forneceram uma orientao valiosano tratamento dos pontos fracos do antecessordesta publicao, a Segunda edio do Manualde reciclagem a frio da Wirtgen. As preocupaesanteriormente informadas por clientes e engen-heiros de campo tambm foram contempladaspor esta nova publicao.

A Wirtgen GmbH agradece a todos que contribu-ram na elaborao deste manual e est abertas opinies de seus leitores. Qualquer comentrioser bem recebido, independentemente danatureza das observaes. Seus comentriospodem ser encaminhados ao endereo

[email protected].


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Prefcio

Nos ltimos vinte anos, a Wirtgen tem lideradoo desenvolvimento da tecnologia de reciclagema frio. Ao longo desse tempo, tanto a tecnologiaem si como as mquinas que realizam a obra dereciclagem evoluram desde os primrdios at opatamar atual, onde a reciclagem a frio reco-nhecida no mundo todo como o processo normalpara a construo de camadas de pavimentos,principalmente na recuperao de pavimentosdeteriorados.

A tecnologia de reciclagem a frio atualmenteempregada na construo de todos os tipos depavimentos, desde vias de acesso secundrio atrodovias com vrias faixas de rodagem. Caso opavimento se encontre deteriorado, sempre existea opo de reciclar o material existente e colher

os frutos em termos de custos de produo maisbaixos, maior durabilidade (vida til) e, o que de igual importncia, uma reduo expressiva noimpacto negativo que a obra ter sobre o meioambiente.

O processo de reciclagem a frio tem sido usadocom sucesso na recuperao e melhoria demilhares de quilmetros de estradas nos ltimosvinte anos. A lista de obras em que as recicladoras

da Wirtgen j foram empregadas no mundo todo exaustiva e abrange todas as regies climticasem todos os continentes (exceto na Antrtica,onde no existem estradas). Pavimentos tanto empases desenvolvidos como em desenvolvimentoesto cada vez mais sendo reciclados como asoluo s condies de deteriorao de suasmalhas virias.

A experincia adquirida com esses projetos possi-bilitou que a Wirtgen tenha ativamente expandidoas barreiras tecnolgicas, investindo em pesquisae desenvolvimento e experimentando novas ideiase conceitos (ex.: estabilizao betuminosa). Essesdesenvolvimentos geraram grandes benefcios aosetor global.

Esta 1 edio da Tecnologia de reciclagem a frioda Wirtgen uma coletnea de lies aprendidasnos ltimos vinte anos. Ela inclui tudo que ne-cessrio para entender a tecnologia, seu concei-to, onde ela pode ser aplicada e como projetarpavimentos que incorporam materiais reciclados afrio. Ela ser particularmente til a quem tem pou-ca experincia em reciclagem e deseja aprendersobre a tecnologia. Entretanto, ela tambm ser

til aos profissionais mais experientes j que incluiavanos alcanados com esforos de pesquisasrecentes, principalmente no campo emocionantede estabilizao betuminosa.Em relao a esse ponto, a tecnologia evoluiu dareciclagem de materiais que incluam misturas demateriais granulares, cimentados e asflticos at areciclagem de materiais compostos totalmente porpavimento asfltico reciclado (RAP).

Com a publicao deste manual, a Wirtgen GmbHdeseja partilhar seu conhecimento e entendimentoda reciclagem a frio, no s com seus clientesque forneceram muitas das experincias, mastambm com a comunidade global de construode estradas, na crena de que o compartilhamen-to o caminho para um avano e um futuro maisbrilhante para todos ns.


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Glossrio de abreviaturas

AADT Mdia anual de trnsito dirio (Apndice 2)AASHTO American Association of State Highway and Transportation OfficialsADE Mdia diria de trnsito equivalente (Apndice 2)BSM Material estabilizado com betume (Captulo 4)BSM-emulso BSM feito com emulso betuminosa (Seo 4.1.4)BSM-espuma BSM feito com espuma de asfalto (Seo 4.1.4)CIR Reciclagem a frio no local (Captulo 6)CBR ndice de suporte CalifrniaCTB Base tratada com cimentoDCP Penetrmetro de cone dinmico (Seo 2.5.4)ELTS Dureza eficaz de longo prazo (Seo 2.6.4)EMC Teor de umidade de equilbrioESAL Carga equivalente do eixo-padro (80 kN) (Apndice 2)FWD Deflectmetro de impacto (Seo 2.4.1)GCS Britas graduadasHMA Mistura asfltica a quenteHVS Simulador de veculo pesado

ITS Fora de trao indireta (Apndice 1)LTPP Desempenho de pavimento de longo prazoMDD Densidade seca mximaOMC Teor de umidade timaPen Classificao de penetrao (teste-padro de betume)PMS Sistema de gerenciamento de pavimentoPI ndice de plasticidadePN Nmero do pavimento (Seo 2.6.4)PWoC Valor presente do custo (Apndice 4)RAP Pavimento de asfalto reciclado (asfalto fresado)

SN Nmero estrutural (Seo 2.6.3)TSR Fora de trao retida (Seo 4.3.11)UCS Resistncia compresso no confinada (Apndice 1)UTFC Camada de atrito ultrafina (capa asfltica)WMA Mistura asfltica morna


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ndice

1 Introduo 10

1 Pavimentos Rodovirios 15

1.1 Estruturas do pavimento 16

1.2 Componentes do pavimento 18

1.2.1 Camada de rolamento 181.2.2 Camadas estruturais 19

1.2.3 Subleito 21

1.3 Consideraes primrias sobre a estrutura do pavimento 22

1.3.1 Condies ambientais 23

1.3.2 Carga de trfego 25

1.4 Mecanismos de deteriorao do pavimento 26

1.4.1 Deteriorao avanada do pavimento 26

1.5 Manuteno e recuperao estrutural do pavimento 28

1.6 Opes de recuperao 30

1.6.1 Recuperao superficial 31

1.6.2 Recuperao estrutural 34

2 Recuperao do pavimento 38

2.1 Geral 41

2.2 Recuperao do pavimento: procedimento de investigao e projeto 42

2.3 PASSO 1: Coleta de dados/informaes disponveis ao processo 44

2.3.1 Informaes sobre o pavimento existente (histrico) 452.3.2 Trfego do projeto 46

2.4 PASSO 2: Investigaes preliminares 48

2.4.1 Definio de trechos uniformes 49

2.4.2 Inspeo visual 52

2.4.3 Reavaliao de trechos uniformes 54

2.5 PASSO 3: Investigaes detalhadas 55

2.5.1 Escavao de poos de ensaio 55

2.5.2 Testes de laboratrio 562.5.3 Extrao de corpos de prova 57


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2.5.4 Sondas de penetrmetro dinmico de cone (DCP) 58

2.5.5 Anlise de medies de deflexo 60

2.5.6 Medies da profundidade de trilhas de roda 60

2.5.7 Sntese de todos os dados disponveis 61

2.6 PASSO 4: Opes preliminares do projeto de recuperao do pavimento 62

2.6.1 Abordagem do projeto do pavimento 622.6.2 Mtodos de projetos de catlogos 63

2.6.3 Mtodo de nmero estrutural 63

2.6.4 Mtodo do nmero do pavimento 64

2.6.5 Mtodos de projeto mecanicista 66

2.6.6 Mtodos com base em deflexo 67

2.6.7 Resumo de abordagens do projeto do pavimento 67

2.7 PASSO 5: Projeto de mistura de laboratrio 68

2.8 PASSO 6: Finalizao das opes do projeto do pavimento 70

2.9 PASSO 7: Anlises econmicas 71

3 Reciclagem a frio 73

3.1 Geral 75

3.2 O processo de reciclagem a frio 77

3.2.1 Reciclagem em usina 78

3.2.2 Reciclagem in situ 79

3.3 Mquinas para reciclagem in situ 84

3.4 Aplicaes de reciclagem a frio 903.4.1 Reciclagem 100% RAP 93

3.4.2 Combinao de material RAP/granular 94

3.5 Vantagens da reciclagem a frio 97

3.6 Aplicabilidade do processo de reciclagem a frio 98

4 Agentes estabilizadores 100

4.1 Tipos de agentes de estabilizao 103

4.1.1 Geral 103

4.1.2 Comportamento do material 104


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4.1.3 Agentes estabilizadores de cimento 105

4.1.4 Agentes estabilizadores de betume 106

4.1.5 Resumo dos diferentes agentes estabilizadores 109

4.2 Estabilizao com cimento 110

4.2.1 Geral 110

4.2.2 Fatores que afetam a resistncia 1104.2.3 Rachaduras das camadas estabilizadas com cimento 111

4.2.4 Fragmentao superficial 114

4.2.5 Questes de durabilidade 115

4.2.6 Trabalhando com cimento 116

4.2.7 Trfego precoce 120

4.2.8 Principais caractersticas dos materiais estabilizados com cimento 121

4.3 Estabilizao com betume 123

4.3.1 Viso geral 123

4.3.2 Mecanismos de deteriorao de materiais estabilizados com betume 126

4.3.3 Principais determinantes do desempenho de materiais estabilizados com betume 127

4.3.4 Material a ser estabilizado com betume 128

4.3.5 Agentes estabilizadores de betume 136

4.3.6 Filler ativo 140

4.3.7 Qualidade da gua 141

4.3.8 Procedimento do projeto de mistura 142

4.3.9 Classificao dos materiais estabilizados com betume 144

4.3.10 Trabalhando com materiais estabilizados com betume 1464.3.11 Ensaios mecnicos 152

4.3.12 Abordagens do projeto do pavimento para materiais estabilizados com betume 154

4.4 Resumo: Vantagens e desvantagens dos agentes estabilizadores de cimento e betume 160

5 Solues em reciclagem 163

5.1 Diretrizes para a reciclagem de diferentes pavimentos 165

5.1.1 Estradas com trnsito leve (capacidade estrutural: 0,3 milho de ESALs) 166

5.1.2 Estradas com baixo volume (capacidade estrutural: 1 milho de ESALs) 168

5.1.3 Vias rurais secundrias (capacidade estrutural: 3 milhes de ESALs) 170

ndice


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5.1.4 Vias rurais principais (capacidade estrutural: 10 milhes de ESALs) 172

5.1.5 Rodovias interurbanas (capacidade estrutural: 30 milhes de ESALs) 174

5.1.6 Rodovias principais com vrias pistas (capacidade estrutural: 100 milhes de ESALs) 176

5.2 Alternativas para a recuperao de pavimentos 178

5.2.1 Pavimento existente 180

5.2.2 Requisitos de recuperao 1815.2.3 Opes de recuperao 182

5.2.4 Requisitos de manuteno 190

5.2.5 Custos de construo e manuteno 192

5.2.6 Consumo de energia 195

5.2.7 Observaes pertinentes 199

6 Reciclagem de material 100% pavimento de asfalto reciclado (RAP) 201

6.1 Material RAP 203

6.1.1 Ligante betuminoso 203

6.1.2 Classificao do material RAP 205

6.2 Usos para o material RAP reciclado a frio 206

6.2.1 Material RAP no tratado 206

6.2.2 Material RAP tratado com cimento 207

6.2.3 Material RAP tratado com emulso betuminosa 207

6.2.4 Material RAP tratado com espuma de asfalto 211

Bibliografia 214

Apndice 1 Procedimentos de laboratrio para materiais estabilizados (projetos de mistura) 218

Apndice 2 Definio da capacidade estrutural com base nas informaes de trnsito 307

Apndice 3 Diretrizes para compilar especificaes para obras de reciclagem 320

Apndice 4 Princpios de anlise econmica 355


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O Manual de reciclagem a frio da Wirtgen foi publi-cado pela primeira vez em 1998 em lngua inglesa.Devido aos avanos na tecnologia de reciclagem,sua reviso foi necessria depois de seis anos, porisso a Segunda Edio foi publicada em 2004.A Segunda Edio foi bem recebida e em poucosanos ela foi traduzida em vrios idiomas. Ao finalde 2009, mais de 50 mil exemplares haviam sidodistribudos no mundo todo, com no mnimo omesmo nmero de exemplares baixados a partirda pgina de Internet www.wirtgen.de.

Assim como na Primeira Edio, a Segunda Edioatraiu bastante ateno, com um nmero crescentede trabalhos, artigos acadmicos e outras publi-caes tcnicas que citavam o manual. Pareciaque a Segunda Edio do Manual de reciclagem a

frio da Wirtgen havia dado continuidade historiade sucesso estabelecida pela reputao de seuantecessor como o principal material de refernciaa respeito da tecnologia de reciclagem a frio.

Faz quase uma dcada que a Segunda Ediofoi publicada. Durante esse tempo, o interessena reciclagem se intensificou, o que se reflete nonmero crescente de recicladoras comercializa-das no mundo todo a cada ano. Isso incentivou

a equipe de pesquisa e desenvolvimento dasede da Wirtgen a dar continuidade s melhoriasdas mquinas que a empresa fabrica, com basenas opinies recebidas de sua rede mundial deengenheiros de assistncia tcnica e clientes. Talaumento na atividade em campo atraiu o interesseda comunidade acadmica, o que levou a tecno-logia de reciclagem a frio a dar um passo enormegraas ao desenvolvimento dessas pesquisas.Desde 2004, muitas pesquisas inovadoras tmsido desenvolvidas, principalmente em relao

estabilizao com betume, uma tecnologia que ideal para a reciclagem a frio.

Esses desenvolvimentos e melhorias de fatoultrapassaram alguns trechos da Segunda Edio.Isso, combinado com o status de documentode referncia adquirido pelo Manual, exigiu umareviso e uma atualizao rigorosas dos conte-dos, um processo que destacou a necessidadede uma edio totalmente revisada. Alm disso,as informaes que precisam constar no Manu-al aumentaram exponencialmente e so muitovolumosas para uma nica publicao. Assim, adeciso foi no sentido de substituir o manual porduas publicaes:

A publicao Tecnologia de reciclagem a frioWirtgen se concentra nos aspectos tericosdos pavimentos e dos projetos pertinentes reciclagem a frio. Ela contm uma explicao

detalhada da reciclagem a frio e particular-mente til aos engenheiros envolvidos na utiliza-o de materiais e no projeto de pavimentos.

A publicao Aplicao da reciclagem a frioWirtgen abrange os aspectos prticos daaplicao dessa tecnologia. Essa publicaoseparada descreve os vrios processos deconstruo, sendo muito til a diversos profis-sionais envolvidos e engenheiros de campo em

relao reciclagem a frio.Assim como nos Manuais de reciclagem a frioanteriores, essas novas publicaes se concen-tram na reciclagem de materiais a frio para ouso em pavimentos flexveis. Elas no abrangema reciclagem de materiais a quente nem incluemem seu escopo pavimentos rgidos (concreto),sendo que esses tpicos constituem especiali-dades distintas. Alm disso, elas no tratam deasfalto morno ou semimorno. A tecnologia de

espuma de asfalto uma combinao ideal comtais misturas, porm so necessrios ajustes s

Introduo


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avaliaes das misturas e ao projeto do pavi-mento, assunto que no tratado neste manual.

Esta 1 Edio da Tecnologia de reciclagem a frioda Wirtgen inclui o seguinte:

O Captulo 1 apresenta uma viso geral sobreos pavimentos. Ele contm uma explicao dacomposio das estruturas do pavimento e umabreve descrio dos principais fatores que influen-ciam a seleo dos vrios materiais usados naconstruo das diferentes camadas e como elesse comportam (e se deterioram) quando sujeitosa cargas dinmicas. Isso nos leva ao assunto darecuperao de pavimentos e introduz o conceitode reciclagem a frio, tanto in situ como na usina.

O Captulo 2 se concentra na recuperao depavimentos e descreve o trabalho de engenha-ria necessrio para a formulao de um projetoadequado, principalmente os aspectos pertinentes reciclagem a frio. Investigaes de pavimento,anlises de material e projetos de pavimento soassuntos tratados em detalhes em um procedi-mento de sete passos que culmina em uma seosobre anlises econmicas para ajudar na avalia-o dos mritos financeiros das diferentes opes

de recuperao.O Captulo 3 explica a reciclagem a frio e as vriasaplicaes que podem ser consideradas, tantoin situ como na usina. A linha de recicladoras daWirtgen apresentada juntamente com uma expli-cao sobre o tipo de reciclagem mais adequadopara cada mquina. Esse captulo tambm apresen-ta um resumo dos benefcios obtidos com a adoode uma abordagem de reciclagem a frio e da ade-quao do processo para a construo de camadas

de pavimento, tanto para estradas novas como paraa recuperao de pavimentos deteriorados.

O Captulo 4 se concentra nos agentes estabi-lizadores que so normalmente aplicados noprocesso de reciclagem a frio. So explicados emdetalhes os procedimentos de projetos de mistu-ras e de pavimentos tanto em relao a agentesestabilizadores de cimento como de betume.Foram includos os desenvolvimentos recentes nocampo de materiais estabilizados com betume.Esses desenvolvimentos foram responsveis peloavano da tecnologia tratada na Segunda Ediodo Manual de reciclagem a frio da Wirtgen, des-pertando a necessidade de uma reviso.

O Captulo 5, intitulado Solues em reciclagem,utiliza um formato de projeto de catlogo paramostrar uma srie de estruturas de pavimentostpicos para a recuperao por reciclagem, incluin-

do tanto as opes de estabilizao com cimentocomo com betume. Seis classes de trfego entre300.000 e 100 milhes de cargas de eixo-padro(ESALs) so apresentadas, cada qual com diferen-tes condies de capacidade do subleito que sonormalmente encontradas em cada classe. Depois,segue um exemplo de diferentes opes quepodem ser usadas para a recuperao de um pavi-mento especfico com requisito de uma capacidadeestrutural de 20 milhes de ESALs. Uma estrutura

existente (deteriorada) de pavimento usada paraa seleo de quatro solues de recuperaoassim como os requisitos de manuteno paracada uma para uma vida til de 20 anos, juntamen-te com o requisito de recuperao correspondentedepois de 20 anos. O custo integral de cada opo ento avaliado com o uso de diferentes taxas dedesconto. Alm disso, a energia consumida portodas as atividades de construo durante a vidatil de cada opo de recuperao avaliada.

O Captulo 6 se concentra na reutilizao dematerial 100% de pavimento de asfalto reciclado


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(RAP) em um processo de reciclagem a frio. Esseassunto no era tratado de forma detalhada nosmanuais anteriores e foi includo para atender aointeresse crescente demonstrado no mundo todopela reciclagem com esse tipo especficode material usando-se um processo a frio.(O processo de reciclagem in situ tambm con-hecido em alguns pases como reciclagem a friono local e reciclagem de profundidade parcial).

Uma lista das referncias bibliogrficas pertinentes apresentada imediatamente aps o Captulo 6.

Os quatro apndices contm uma srie de infor-maes adicionais, todas relevantes reciclagema frio, mas sua incluso nos captulos tornaria omanual muito denso.

O Apndice 1 descreve os procedimentos delaboratrio para materiais estabilizados (proje-tos de mistura). Depois disso, apresenta-se umcronograma de equipamentos necessrios para arealizao do trabalho laboratorial.

O Apndice 2 descreve a metodologia usada paraa definio dos critrios corretos para o projeto dopavimento (requisito de capacidade estrutural) a

partir dos dados de trfego.O Apndice 3 inclui diretrizes para compilar espe-cificaes de construo adequadas para obrasde reciclagem a frio.

O Apndice 4 fornece informaes preliminaresteis para anlises econmicas.

A recuperao de pavimentos est se tornandocada vez mais importante medida que a condi-o geral da infraestrutura viria mundial continuaa se deteriorar e muitos pases esto enfrentandoum declnio contnuo no padro de suas redesvirias com o passar do tempo.

Os servios de manuteno e recuperao cres-centes exigidos para alcanar nveis aceitveis deuso colocam uma grande presso nos oramentosnacionais. Essa situao exacerbada pela ten-dncia global de volumes crescentes de trnsitocompostos por cargas por eixo-padro e pressode pneus cada vez maiores, sendo que tais fatorescontribuem para a deteriorao dos pavimentos.

Esse espiral negativo s pode ser tratado por

um aumento macio nos oramentos rodoviriosligados inovao no campo da engenharia depavimentos.Uma vez que os oramentos rodovirios queesto aumentando so poucos, o foco est sendocolocado na inovao para alcanarmos maiscom relativamente menos gastos.A reciclagemclaramente recai nesta ltima categoria e osregistros mostram que o nmero de quilmetros/pista de pavimentos deteriorados que esto

sendo recuperados usando o processo dereciclagem a frio est aumentando a cada ano.A economia o principal motivo que explica essefenmeno j que ele reflete a eficcia de custosdo processo.


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1.1 Estruturas do pavimento 16

1.2 Componentes do pavimento 18

1.2.1 Camada de rolamento 18

1.2.2 Camadas estruturais 19

1.2.3 Subleito 21

1.3 Consideraes primrias sobre a estrutura do pavimento 22

1.3.1 Condies ambientais 23

1.3.2 Carga de trfego 25

1.4 Mecanismos de deteriorao do pavimento 26

1.4.1 Deteriorao avanada do pavimento 261.5 Manuteno e recuperao estrutural do pavimento 28

1.6 Opes de recuperao 30

1.6.1 Recuperao superficial 31

1.6.2 Recuperao estrutural 34

1 Pavimentos Rodovirios


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Os pavimentos rodovirios so compostos portrs componentes bsicos:

Capa: A superfcie de rolamento que normal-mente a nica parte visvel da estrada.

Camadas estruturais: As camadas que distribuem

a carga, compostas por diferentes materiais, geral-mente ultrapassando a profundidade de um metro.

Subleito: A terra existente sobre a qual a estra-da construda.

Os subleitos normalmente tm uma baixa capa-cidade de carga e no podem suportar cargas detrnsito diretamente, ento camadas protetoras sonecessrias. O objetivo da camada de rolamento predominantemente funcional, fornecendo a toda

a camada de rolamento propriedades de conforto,segurana e considerao ambiental (ex.: baixonvel de rudo). As camadas estruturais distribuemas cargas de alta intensidade geradas pelo trnsitosobre uma rea mais ampla do subleito, conformeilustrado na figura abaixo.

As camadas da estrutura do pavimento podemvariar em sua composio (tipo de material) e es-pessura. As camadas mais prximas da superfcieso construdas com o uso de materiais de altaresistncia (ex.: asfalto quente) para acomodar asaltas tenses. As camadas de asfalto individuaisraramente ultrapassam a espessura de 100 mm. medida que a carga distribuda sobre umarea mais ampla nas camadas inferiores, o nvel detenso reduzido e pode ser transferido por mate-

1.1 Estruturas do pavimento

Capa

Camadas estruturais

Subleito

Carga da roda

rea de contato

Transfernciada carga

Transferncia da carga pela estrutura do pavimento


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riais de qualidade inferior (ex.: cascalho natural oumateriais levemente cimentados). Em decorrnciadisso, os materiais nas camadas inferiores sogeralmente baratos em relao aos materiais dascamadas superiores. A espessura dessas camadasestruturais individuais varia de 125 a 250 mm.A Seo 1.2 abaixo discute os vrios componentesdo pavimento.

Basicamente, existem dois tipos de pavimento:

Os pavimentos rgidos com uma camadaespessa de concreto de alta resistncia sobreuma camada ligada; e

Os pavimentos flexveis construdos a partir demateriais naturais, com as camadas superioress vezes sendo ligadas (normalmente por

betume e/ou levemente cimentadas) paraalcanar requisitos de resistncia mais altos.

Geralmente, apenas os pavimentos flexveispodem ser reciclados in situ economicamente.

Os pavimentos rgidos construdos a partir deconcreto de alta resistncia so normalmentedemolidos ao final de sua vida til. Embora estemanual trate somente de pavimentos flexveiscaracterizados por superfcies betuminosas,pavimentos de concreto no armado tm sidoreciclados in situ com sucesso. (Mais informaessobre essa aplicao especializada podem serobtidas junto Wirtgen).

Depois da construo, a estrada est sujeita aforas decorrentes de duas fontes primrias, omeio ambiente e o trnsito. Ambas atuam conti-nuamente, reduzindo a qualidade de rodagem ea integridade estrutural. Essas foras destrutivasso discutidas na Seo 1.3. As sees seguintesdescrevem os mecanismos de deteriorao dos

pavimentos e o que pode e deve ser feito pararetardar esse processo (manuteno), alm dasmedidas para recuperar o seu nvel de uso depoisque a deteriorao alcanar um nvel inaceitvel(recuperao estrutural).

Candidato ideal para a reciclagem in situ


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Cada um dos trs componentes bsicos descritosacima serve a um propsito especfico e nico,

conforme a explicao seguinte.

1.2.1 Camada de rolamento

A camada de rolamento a interface do pavimentocom o trfego e o meio ambiente. Sua funo proteger a estrutura do pavimento de ambos, pro-porcionando durabilidade e impermeabilidade.Proteo contra os efeitos do trfego. O trfegoafeta a camada de rolamento de duas maneiras:

As tenses decorrentes das cargas de rodas nasuperfcie so predominantemente aplicadas noplano vertical, mas tenses horizontais podem setornar significativas, principalmente com aesde giro e frenagem do trnsito e sobre inclinaesacentuadas. As caractersticas de resistncia e ri-gidez do material usado na camada de rolamentodevem ser capazes de resistir a todas essas ten-ses sem causar rachaduras nem deformaes; e

a abraso dos pneus em contato com a pista,principalmente durante manobras, tende a polir asuperfcie. Com o tempo esse efeito de polimen-to reduz as propriedades de atrito (aderncia) e aprofundidade da texturizao da camada de rola-mento. Essas pistas se tornam pouco aderentes,principalmente quando molhadas, e podem serperigosas.

Proteo contra efeitos ambientais.A camada

de rolamento est continuamente sujeita a vriasformas de ataque de fatores ambientais.

Os efeitos trmicos, a oxidao e a radiao ultra-violeta so os mais agressivos. Por isso, a camadade rolamento precisa apresentar as seguintespropriedades:

1.2 Componentes do pavimento

Camadas superiores Superfcie da base

Parte superior do subleito

Camada de rolamento

Camada de desgasteCamada de liganteBaseSub-base

Camada protetora/Subleito selecionado

Aterro

Camadas inferiores

Subleito

Projeto de estrada em aterro e corte


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1.2.2 Camadas estruturais

elasticidade para permitir o movimento contnuode expanso e contrao medida que a tempe-ratura mudar; e

durabilidade para absorver o bombardeio diriode radiao ultravioleta e lidar com a exposioespordica gua e aos efeitos qumicos, com a

manuteno de um desempenho aceitvel.

Alm da aderncia, a camada de rolamento propor-ciona flexibilidade, durabilidade e impermeabilidadesuperior. O asfalto quente (com teor de betume deaproximadamente 5% por massa) geralmenteusado como uma capa asfltica de alta qualidadepara estradas com trnsito pesado, enquanto ostratamentos superficiais com pedriscos so aplica-dos no caso de volumes de trnsito menores.

A estrutura do pavimento transfere a carga dasuperfcie ao subleito. Conforme descrito acima,as tenses aplicadas por uma roda na superfcieso efetivamente reduzidas na estrutura do pavi-mento com a sua distribuio por uma rea mais

ampla do subleito.A estrutura do pavimento geralmente consisteem vrias camadas de material com diferentescaractersticas de resistncia e rigidez, sendo quecada camada atende ao objetivo de distribuir acarga que recebe na parte superior por uma reamais ampla na parte inferior.As camadas na parte superior da estrutura estosujeitas a nveis mais altos de tenso que aquelas

na parte inferior e, assim, precisam ser constru-das a partir de materiais mais fortes e rgidos.A figura na pgina anterior mostra as diferentescamadas que so tipicamente usadas na constru-o de pavimentos flexveis.

A reao de uma camada a uma carga impostadepende muito das propriedades do material(elasticidade, plasticidade e viscosidade) e dascaractersticas da carga (magnitude, taxa decarga, etc.).

Pavimentos flexveis so construdos a partir detrs tipos de material:

Os materiais no ligados (granulares), que incluembritas e cascalhos, transferem as cargas aplica-das atravs das partculas individuais, ou esquele-to, de sua matriz. O atrito entre partculas mantma integridade estrutural, mas mediante uma cargarepetida (geralmente associada ao aumento doteor de umidade), um processo gradativo deadensamento ocorre medida que as partculasse reorientam e se deslocam mais prximas umasdas outras. Isso pode ocorrer em qualquer nvelda estrutura do pavimento e, em ltima anlise,

resulta na deformao da capa. Essa deformaonormalmente se manifesta na forma de sulcoscom raios amplos nas trilhas de rodas.

Umidade

Vazios de ar

Agregado

Material no ligado ou granular


22/369

Os materiais ligados, que incluem materiaisestabilizados com cimento e asfalto, atuam maiscomo uma viga larga. A aplicao de uma cargavertical na superfcie de uma viga gera uma ten-so compressiva horizontal na metade superiorda viga e trao horizontal na metade inferior,com as tenses horizontais mximas no topo eno fundo. A deformao resultante dessas ten-ses, principalmente a deformao por traona parte inferior, em ltima anlise leva ao tipode falha por fadiga depois de muitas repetiesde carga. As rachaduras se desenvolvem naparte inferior da camada e se propagam vertical-mente medida que as repeties de cargacontinuam.

Materiais ligados no continuamente, que

compreendem os materiais estabilizados combetume, com espuma de asfalto ou emulso debetume como ligantes, comportam-se comomateriais granulares com atrito particular retidomas com o aumento de coeso e rigidez. Adeformao permanente o principal modo dedeteriorao dos materiais estabilizados combetume. O betume no continuamente dispersonesses materiais e a fadiga no considerada noprojeto.

A deformao que ocorre em materiais no liga-dos ou no continuamente ligados e a rachadurapor fadiga dos materiais ligados esto relaciona-das ao nmero das repeties de carga.

Isso permite que a vida funcional do pavimentoseja definida em termos do nmero de vezes queele pode suportar uma carga antes de falhar,o que chamamos de capacidade estrutural dopavimento.

Observao:

Materiais estabilizados com betume soligados no continuamente

Ligado mistura de asfalto a quente

No ligado continuamente Betume estabilizado

Revesti-mentocompletocom betume

Umidade

Agregado

AgregadoPontos de contato de betume


23/36920 //21

O material natural que fornece o suporte estru-tura do pavimento pode ser material in situ (con-dio de corte) ou importado (condio de aterro).As caractersticas de resistncia desse materialditam o tipo de estrutura de pavimento necessriapara distribuir a carga aplicada na superfcie emrelao a uma magnitude que possa ser suportadasem que o subleito se degrade devido deforma-o permanente.

Os mtodos de projeto de pavimentos normal-mente utilizam a resistncia e a rigidez do subleitocomo parmetros de anlise e buscam construiruma estrutura com a espessura suficiente e aresistncia necessria para proteger o subleito.

Essa abordagem foi adotada na dcada de 1950,com o mtodo de projeto de capa chamadondice de suporte Califrnia (CBR), e continuasendo usada no sculo XXI. Em geral, as estru-turas espessas de pavimentos devem protegersubleitos ruins, sendo que essa espessura normalmente alcanada com o acrscimo de umsubleito selecionado ou camada protetora.

Em alguns casos, os subleitos podem compreen-der solos sujeitos a colapsos, solos argilosos,moles ou em consolidao e dispersivos ouerosivos. Em tais condies, investigaes geo-tcnicas, ensaios e projetos especializados sonecessrios.

1.2.3 Subleito


24/369

Estradas so construdas no mundo todo, emtodos os tipos de clima, desde os desertosquentes e secos at regies com altos nveis deprecipitao e condies congeladas da tundra.Ainda assim, independentemente das condiesclimticas, cada estrada projetada para resistir carga do trnsito com o mesmo mecanismofundamental de transferncia das foras de altaintensidade aplicadas na superfcie pelas cargasdas rodas para os nveis inferiores que o subleitoconsegue acomodar sem deformao.

As condies ambientais especficas e a carga detrnsito prevista so as duas principais consi-deraes de projeto para qualquer pavimento,sendo tratadas separadamente abaixo. Essesfatores definem as condies do pavimento e ataxa de deteriorao. Em geral, a deteriorao dopavimento medida indiretamente pela avaliaoda qualidade de rodagem, mas as caractersticasvisveis mais bvias tais como profundidade detrilha de roda e rachaduras da capa tambm sopertinentes. Cada mecanismo de deteriorao tema sua prpria funo de desempenho no tempo,conforme podemos ver na figura abaixo.

1.3 Consideraes primrias sobre

a estrutura do pavimento

Evoluo da deteriorao do pavimento

Condies terminais

Qualidade de rodagem

Trilha de roda

Rachadura

Tempo

Condiesdo

pavimento


25/36922 //23

As condies ambientais so consideradas sepa-radamente em relao camada de rolamento es camadas estruturais.

A camada de rolamento.Alm do trnsito, as ca-madas de rolamento so expostas luz solar, aovento, chuva e neve, dentre outros fatores na-turais. So importantes as consequncias dessesfatores em relao s propriedades de engenhariada camada de rolamento, o que se manifesta em:

efeitos trmicos que causam mudanas novolume medida que os materiais se expandeme se contraem em reao s mudanas detemperatura. A faixa de temperatura diria dacamada de rolamento importante. Em reas

desrticas, a camada de rolamento de umaestrada pode sofrer uma alterao de tempe-ratura acima de 70 C entre o amanhecer ato meio-dia, enquanto camadas de rolamen-to no Crculo Polar rtico durante o invernopodem ficar cobertas em neve e gelo e, assim,permanecer a uma temperatura relativamenteconstante;

efeitos de congelamento que criam umfenmeno conhecido como geada; O conge-

lamento e degelo de forma repetida podemcausar grandes prejuzos nas camadas derolamento;

os efeitos da radiao que fazem com queas camadas de rolamento sofram um tipo dequeimadura solar. A radiao ultravioleta queatinge a camada de rolamento faz com que obetume se oxide e que ele se torne quebradio.Esse processo conhecido como envelheci-mento; e

os efeitos da umidade em que a gua da chuvapenetra nos vazios da camada de rolamentoe acumula presses nos poros sob a carga derodas, quebrando a ligao entre o betume e oagregado, causando a rachadura e a quebra doasfalto.

A estrutura do pavimento.A gua o pior inimigodas estruturas rodovirias. A saturao de guafaz com que os materiais amoleam e se dete-riorem, alm de fornecer a lubrificao entre aspartculas com a aplicao da carga. A capacida-de de carga de um material em um estado seco significativamente maior que em estado mido, equanto mais coesivo o material (ou argiloso), maissuscetvel umidade ele ser. Alm disso, a guapresente quando o gelo entra em uma estrutura

de pavimento se expandir e causar danos como seu degelo. Por isso to importante evitara entrada de gua na estrutura do pavimento,principalmente nos materiais de qualidade inferiorencontrados nas camadas inferiores.

1.3.1 Condies ambientais


26/369

Os fatores ambientais so responsveis pelamaior parte das rachaduras iniciadas na capa.A maior contribuio para esse fenmeno aradiao ultravioleta da luz solar que causa umendurecimento lento e contnuo do betume. Como endurecimento ocorre uma reduo na elastici-dade, o que resulta na rachadura medida que acamada de rolamento se contrai quando resfria ouse flexiona mediante cargas de rodas.

Uma vez que a integridade da superfcie se perdedevido rachadura, o pavimento tende a sedeteriorar a uma taxa acelerada devido entradada gua. Os principais fatores ambientais queafetam os pavimentos esto descritos na figuraabaixo.

Efeitos ambientais

Amolecimento/envelhecimento do betume

Radiao

Descascamento/entrada de gua/perda de

resistncia ao cisalhamento

Empolamentopela geada


27/36924 //25

As estradas so construdas para suportar otrfego. O volume e o tipo de trfego que umaestrada deve suportar ditaro as suas exignciasgeomtricas e estruturais. Engenheiros detransporte trabalham com base em estatsticasde trfego (em termos de nmeros de veculos,composio e tamanhos) para definir os requisitosda capacidade geomtrica (alinhamento, nmerode pistas, etc.). Os engenheiros de pavimentoprecisam de acesso antecipado s estatsticasde trfego (em termos de nmeros de veculos,configurao e massa de eixos) para definir osrequisitos estruturais. Previses precisas devolume e tipo de trfego so, portanto, de sumaimportncia.

As caractersticas importantes do trfego do ponto

de vista do projeto de pavimentos so aquelas quepossibilitam a definio da magnitude e frequnciadas cargas aplicadas capa que a estrada podeesperar durante a vida til projetada do pavimento.A carga aplicada sobre a camada de rolamentopelos pneus definida por trs fatores:

fora (em kN) de fato aplicada pelo pneu,juntamente com

a presso interna (em kPa) que define apegada do pneu na estrada. Essa pegadadefine a rea na superfcie que est sujeita carga, e

a velocidade de deslocamento que define ataxa com que o pavimento carregado oudescarregado.

Os carros de passeio tipicamente tm pressesde pneu na faixa de 180 a 250 kPA e suportammenos que 350 kg por pneu ou 7 kN em um eixo.Essa carga estruturalmente insignificante quandocomparada quela aplicada por um caminho degrande porte usado no transporte de cargas pesa-das, que utiliza uma faixa de 80 a 130 kN por eixo(dependendo dos limites legais e do controle demassa) com presses que variam de 500 a1.300 kPa. Claramente, a carga desses veculospesados ter a maior influncia nos requisitosde resistncia de um pavimento e, por isso, sertratada no Captulo 2, Recuperao de pavimentos,e tratada em detalhes no Apndice 2, Definio dacapacidade estrutural com base nas informaesdo trnsito.

1.3.2 Carga de trfego

Carga de trfego

Carga de eixoPressodo pneu

reade contato

Distribuioda tenso

Velocidadedo veculo


28/369

1.4 Mecanismos de deteriorao do pavimento

A carga do trfego responsvel pelo desenvolvi-mento de trilhas de roda e rachaduras que iniciamnas camadas ligadas. Cada veculo que utiliza a es-trada causa uma pequena medida de deformaona estrutura do pavimento. A deformao causadapor veculos leves to pequena que se tornainsignificante, enquanto veculos com carga pesadacausam deformaes relativamente maiores. Apassagem de muitos veculos desenvolve um efeitocumulativo que gradativamente leva permanentedeformao e/ou rachadura por fadiga. Eixos so-brecarregados causam uma quantidade despro-porcional de prejuzos estrutura do pavimento,acelerando a referida deteriorao. Essa deteriora-o causada por dois diferentes mecanismos:

a deformao permanente causada pelo aden-

samento, em que as tenses de cargas repetidasfazem com que as partculas individuais nacamada do pavimento se aproximem, o queresulta na perda de vazios ou no cisalhamentode partculas ao passarem umas pelas outras(defeito localizado devido ao cisalhamento).

Em materiais granulares e ligados no continua-mente, essa perda de vazios leva a um aumentoda resistncia (materiais mais densos so maisfortes). O oposto se aplica ao asfalto. Deve-seconsiderar, entretanto, que uma reduo noteor de vazios no asfalto no s causa trilhasde roda, mas tambm possibilita que o betumecomece a atuar como um fluido quando estivermorno, criando um meio para presses hidru-licas geradas com base nas cargas de rodasimpostas. Isso causa o deslocamento lateral oudeslocamento ao longo das bordas das trilhasde rodas; e

rachadura por fadiga dos materiais ligados.Esse fenmeno comea na parte inferior dacamada onde a trao causada pelas cargas derodas atinge seu mximo.Essas rachaduras se

propagam at a superfcie. A rachadura de cimapara baixo pode ocorrer em camadas de asfaltode maior espessura. A deformao permanentedo material subjacente acentua as rachadurasefetivamente aumentando a trao imposta pelascargas de rodas.

Depois que a rachadura penetrar a capa de prote-o, a gua poder entrar na estrutura subjacentedo pavimento. Conforme descrio anterior, oefeito de amolecimento causado pela gua leva auma reduo da resistncia, o que resulta em umataxa maior de deteriorao mediante a repetio decargas de roda.

Alm disso, a gua em um material saturado setorna um meio destrutivo quando o pavimento

sofre a aplicao de cargas. Semelhante a umfluido hidrulico, a gua transmite predominante-mente cargas de roda verticais em presses que

rapidamente erodem a estrutura do material granu-lar e causam a remoo do betume do agregadono asfalto. Mediante essas condies, as fraesde finos do material do pavimento so expulsaspara cima atravs das rachaduras (algo conhecidocomo bombeamento), o que resulta no desen-volvimento de vazios no pavimento. O que segue a formao rpida de buracos e a deterioraogeneralizada do pavimento.

Quando as temperaturas so inferiores a 4 C,qualquer gua livre no pavimento se expande medida que congela, criando presses hidrulicas,

1.4.1 Deteriorao avanada do pavimento


29/36926 //27

mesmo na ausncia da aplicao de cargas deroda. O empolamento pela geada, causado pelarepetio dos ciclos de congelamento e degelo,constitui o pior cenrio para a rachadura de pavi-mento, levando a uma deteriorao rpida.

Mediante condies secas e desrticas, as racha-

duras na camada de rolamento geram um tipo deproblema diferente. noite, quando as tempera-turas so relativamente baixas (frequentementeabaixo do ponto de congelamento) a capa se con-trai, fazendo com que as rachaduras se alarguem eatuem como um refgio para a areia soprada pelovento. Quando as temperaturas sobem, durante odia, a capa no consegue se expandir pela areiapresa na rachadura, fazendo com que as forashorizontais causem a falha localizada (desagre-gao) na borda da rachadura.

Essas foras podem, em ltima anlise, fazer comque a capa levante a estrutura do pavimento na

proximidade das rachaduras, gerando uma quali-dade de rodagem extremamente ruim.

Outra condio de falha vista com frequncia emambientes desrticos a rachadura em blocoscausada por um teor de umidade extremamentebaixo em materiais densos. Esse fenmeno

conhecido como presso de suco de fluido deporo. Devido ao regime de umidade relativamentebaixa, a gua perdida da estrutura do pavimentodevido evaporao, reduzindo o teor de umidadea nveis semelhantes queles alcanados quando oar seca amostras no laboratrio. Com tais teores deumidade, os meniscos das gotculas de gua quepermanecem nos pequenos vazios de um materialcompactado exercem foras de trao suficientespara causar a rachadura do material.

Essa condio tem maior probabilidade de ma-nifestao quando os nveis de umidade relativaforem baixos e a estrada no for vedada, permi-tindo que a umidade na estrutura do pavimentoevapore. Ela tambm j foi referida como a causade rachaduras de cima para baixo em grandealtitude (> 2.000 m). O nico tratamento eficaz paraessa condio a vedao da estrada para que oteor de umidade equilibrado seja retido (ou seja, oefeito de hidrogenia). Se o material secar, rachadu-

ras profundas e graves ocorrero, mesmo em areiacompactada. Se o material se tornar molhado, asforas capilares reduziro e a coeso aparente sedissipar.

Outra causa de rachaduras superficiais, princi-palmente em capas asflticas, resulta da falta detrnsito. A ao de contato do trnsito mantm avida do betume. A oxidao e o endurecimentosubsequente causam rachaduras trmicas na su-perfcie do ligante betuminoso. Sujeitar o betume a

repeties de tenso causa tenso suficiente parafechar as rachaduras medida que se formam,assim evitando a sua propagao.

Deteriorao tpica de um pavimento por bombeamento


30/369

As atividades de manuteno do pavimentonormalmente se concentram em manter a guafora e longe da estrutura do pavimento. Issoenvolve a manuteno da camada de rolamentoem um estado de impermeabilidade e garantir quemedidas de escoamento sejam eficazes para quea gua no se acumule nas pistas de rodagem ouao longo da borda da via.

A gua normalmente entra na estrutura superiordo pavimento atravs de rachaduras na capa,o que geralmente auxiliado pelo acmulo degua sobre a superfcie. As rachaduras devemser vedadas medida que surgem e as extremi-dades virias devem ser aparadas para promovero escoamento. Se tratados de forma precoce,os efeitos do envelhecimento podem ser efetiva-

mente tratados pela aplicao da pulverizaode emulso betuminosa diluda. Condies maissrias exigem a aplicao de um tratamentosuperficial com pedriscos no caso de baixosvolumes de trnsito ou uma camada convencionalde asfalto quente.

Essas medidas, dirigidas manuteno da flexi-bilidade e durabilidade da camada de rolamento,somente tratam da deteriorao devido ao meioambiente. A deformao e a rachadura por fadiga,causadas pela carga do trfego, no podemser tratadas com eficcia pelas atividades demanuteno superficial e exigem uma forma derecuperao estrutural.

A deteriorao do pavimento comea a um ritmorelativamente lento. Os indicadores do pavimentopodem ser usados para monitorar a taxa de dete-riorao. Os rgos responsveis pelas estradasde rodagem geralmente empregam um sistemade base de dados, conhecido como Sistema deGerenciamento de Pavimento, para monitorarcontinuamente a qualidade de rodagem de todos

os pavimentos de sua malha rodoviria, assimchamando a ateno aos que requerem maiorcuidado. A figura abaixo apresenta uma represen-tao tpica de um Sistema de Gerenciamento dePavimento que ilustra a eficcia de medidas demanuteno e recuperao em tempo hbil.

1.5 Manuteno do pavimento e

recuperao estrutural

Gerenciamento da manuteno e recuperao do pavimento monitorando a qualidade de rodagem

Consequncias deno recapar

Recapeamento

Qualidade derodagem terminal

Recuperao estrutural

Perodo deprojeto estrutural

Qualidade derodagem construda

Tempo/Trnsito

Qualidadederodagem


31/36928 //29

A figura destaca a importncia da tomada deaes geis para manter a mais alta qualidadede rodagem possvel. A taxa de deteriorao indicada pela qualidade de rodagem. A piora daqualidade de rodagem incentiva taxas mais rpi-das de deteriorao atravs das cargas dinmicas. medida que a qualidade de rodagem diminui, aescala das medidas de remediao se torna maior,assim como o custo de tais medidas.

A deciso de quais medidas de remediaodevem ser empreendidas para melhorar um pavi-mento ou de apenas realizar a manuteno da suaqualidade de rodagem atual geralmente ditada

por limitaes oramentrias. Medidas de manu-teno de curto prazo podem ser extremamenteeficazes em relao aos custos

A recuperao de pavimentos s vezes poster-gada at que seja combinada com um trabalho demelhoria para incrementar a geometria da estradae adicionar pistas. Cada deciso de recuperaoprecisa ser empreendida independentemente eno contexto da malha rodoviria como um todo.Porm, no fazer nada e deixar que o pavimentose deteriore geralmente a pior deciso devido taxa exponencial de deteriorao com o passardo tempo.


32/369

1.6 Opes de recuperao

Normalmente existem muitas opes disponveispara a recuperao de uma estrada deteriorada,sendo s vezes difcil definir qual a melhor.Entretanto, a resposta a essas duas questesimportantes que devem ser feitas desde o incioir auxiliar na seleo da opo correta, ou seja,aquela com a melhor relao de custo e benefciono atendimento das necessidades do proprietrioda estrada. As duas perguntas importantes so:

o que realmente tem de errado no pavimentoexistente? Uma pesquisa que compreenda umavistoria combinada com alguns ensaios bsicos(ex.: medies de deflexo) normalmente sersuficiente para entender o mecanismo dedeteriorao. muito importante definir se a

deteriorao est confinada capa (camadassuperiores do pavimento) ou se existe algumproblema estrutural; e a segunda

o que o rgo responsvel pela estradarealmente quer e o que ele pode investir?Um projeto de vida til de 15 anos esperadoou um investimento menor de capital previstoque trate da taxa atual de deteriorao emantenha o pavimento por mais cinco anos?

As respostas a essas duas perguntas restringi-ro as opes de recuperao a um grupo quesomente inclua as opes com uma boa relaode custo e benefcio no contexto da natureza doproblema e do tempo. A separao da naturezado problema em duas categorias (superfcie eestrutura) e no tempo (curto ou longo prazo)simplifica a seleo da melhor opo.

Outra questo importante que afeta a deciso apraticidade de vrios mtodos de recuperao.O gerenciamento do trnsito, as condiesclimticas e a disponibilidade de recursos podemter uma influncia significativa sobre como oprojeto executado, impedindo certas opes.

Todo esse trabalho atende a um objetivo nico:

definir a soluo com a melhor relao de custoe benefcio ao problema no contexto do ambientedo projeto.

Observao:

O projeto de recuperao deve tratar dacausa-raiz de deteriorao com uma boarelao entre custo e benefcio.


33/36930 //31

As medidas de recuperao superficial tratam deproblemas que so confinados parte superiordo pavimento, normalmente na camada de 50 a100 mm da parte superior. Esses problemas estonormalmente relacionados ao envelhecimento dobetume e a rachaduras que se iniciam na capadevido a foras trmicas.

Os mtodos mais frequentemente utilizados paralidar com esse tipo de problema incluem:

Recapeamento asfltico sobreposto.Pavi-mentao com uma camada fina (40 50 mm)de asfalto quente sobre a superfcie existente.Essa a soluo mais simples para problemas

superficiais uma vez que o tempo necessriopara a concluso da obra curto e existeum impacto mnimo aos usurios da estrada.Ligantes modificados so geralmente usadosno asfalto para a melhoria do desempenho,assim aumentando a vida til do recapeamento.Rachaduras ativas na capa existente rapida-mente sero refletidas pelo recapeamento e,assim, precisam ser identificadas e tratadaspela aplicao de consertos que aliviem atenso ou remendos. O recapeamento repetido,entretanto, aumenta as elevaes da camadade rolamento que podem causar problemas deescoamento e acesso.

1.6.1 Recuperao superfi cial

Recapeamento asfltico sobreposto

Pavimento existente


34/369

Fresagem e substituio.Esse mtodo removea camada rachada de asfalto e a substitui comasfalto quente novo, normalmente com umligante modificado. O processo relativamente

rpido devido s altas capacidades de produ-o de fresadoras modernas. O problema retirado com a camada de asfalto e os nveis dopavimento so mantidos.

Fresagem e substituio

Fresagem de todo o asfalto Substituio do asfalto


35/36932 //33

Reciclagem. Uma camada relativamente fina(100 mm 150 mm) de material asfltico combase no pavimento existente. Essa recicla-gem pode ser realizada por implante, com o

transporte do material fresado at uma usinamisturadora a frio KMA 220, ou in situ usandouma 2200 CR ou WR 4200.

Reciclar os 100 mm da parte superior

Pavimento existente

2200 CR

Fresagem de 150 mm de asfaltoColocao de RAP em pilhas de

estocagem

Pavimentoexistente

Pavimentaruma camada de110 mm de espessura

Pavimentaode uma capa deasfalto quente de

40 mm

Tratar o RAP em pilha de estocagem na KMAcom 2% de espuma de asfalto + 1% de cimento

Reciclar a camada superior de 150 mm


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A recuperao para lidar com problemas naestrutura do pavimento normalmente tratadacomo uma soluo de longo prazo. Ao tratar deproblemas estruturais, devemos lembrar que a estrutura do pavimento que est deteriorada;raramente so os materiais da estrutura. Almdisso, a melhoria de um pavimento existente como fortalecimento da estrutura (ex.: melhoria deuma via existente de cascalho com a adoo deasfaltamento) pode ser considerada como umaforma de recuperao.

O adensamento (ou compactao) de materiaisgranulares , na verdade, uma forma de melhoria,j que a densidade superior de um material naturalgera melhores caractersticas de resistncia.Entretanto, as consequncias do adensamento

e a deformao resultante podem gerar proble-mas que se manifestam nas camadas superiores,principalmente se essas camadas forem constru-das com materiais ligados.

Como uma regra geral, a recuperao estruturaldeve ter como objetivo a maximizao do valor derecuperao do pavimento existente. Isso significaque os materiais adensados no devem sofreralteraes. A ao de compactao contnuado trnsito leva muitos anos para alcanar esseestgio, sendo que os benefcios que essas altasdensidades proporcionam devem ser utilizadossempre que possvel.

Vrias opes conhecidas de recuperao estru-tural incluem:

1.6.2 Recuperao estrutural


37/36934 //35

Reconstruo total.Essa geralmente aopo preferencial quando a recuperao combinada com um trabalho de melhoria queexija mudanas significativas no alinhamentoda estrada. Essencialmente, a reconstruopressupe jogar fora e comear de novo. Emsituaes de altos volumes de trnsito, geral-mente prefervel construir uma nova instalaoem um alinhamento separado, assim evitandoproblemas de acomodao do trnsito.

Construo de camadas adicionais (commateriais granulares tratados ou no e/ouasfalto) sobre a capa existente. Camadasespessas de asfalto sobrepostas so geralmen-te a soluo mais fcil para resolver um proble-ma estrutural com altos volumes de trnsito.Entretanto, como descrito anteriormente, umaumento das elevaes da capa geralmentegera

Reconstruo total

Remoo de camadas

existentes deterioradas

Reconstruo de cada camada

(Equipamentos convencionais de construo)


38/369

Reciclagem profunda na profundidade do pa-vimento onde o problema ocorre, assim criandouma camada nova, espessa e homognea quepode ser fortalecida pela adio de agentesestabilizadores. Outras camadas podem seracrescidas sobre a camada reciclada onde opavimento ser melhorado significativamente.Agentes estabilizadores so geralmente adicio-

nados ao material reciclado, principalmente nocaso em que o material no pavimento existente marginal e requer fortalecimento. A reciclagemobjetiva a recuperao mxima do pavimentoexistente. Alm de recuperar o material nascamadas superiores, a estrutura do pavimentoabaixo do nvel da reciclagem deve permanecerintacta.

Pavimentoexistente

Reciclagem com 250 mmde profundidade

Adio de 2,5% de espumade asfalto +1% de cimento

Pavimentao de 40 mm dacapa com asfalto quente

Reciclagem profunda


39/36936 //37

Combinao de dois mtodos de reciclagem,in situ e na usina. Essa opo possibilita queuma grande profundidade de pavimento exis-tente seja tratada, exigindo que uma parte supe-rior do pavimento seja inicialmente removida ecolocada em uma pilha de estocagem tempo-rria. O material subjacente reciclado/estabi-lizado no local. O material colocado na pilha deestocagem temporria ento tratado na usinae pavimentado sobre a camada reciclada nolocal, assim alcanando uma maior capacidade

estrutural. A espessura da camada pavimentadapode ser selecionada para atender aos requi-sitos de nvel final da superfcie. Por exemplo,onde os nveis existentes da superfcie devemser mantidos depois da recuperao e umacamada de rolamento com espessura de 40 mmfor exigida, a espessura de pavimentao dacamada estabilizada superior ser reduzida em40 mm para possibilitar que os nveis finais dasuperfcie se ajustem aos nveis anteriores recuperao.

O objetivo de se considerar vrias opes derecuperao de pavimentos definir a soluocom a melhor relao de custo e benefcio. Estemanual tem como objetivo apresentar informa-

es suficientes e uma abordagem de projeto que

possibilite que a reciclagem seja includa na listade tais opes. As avaliaes econmicas dasdiferentes opes ajudaro a identificar a soluoideal, como ser discutido no captulo seguinte.

Fresagem de 150 mm de asfaltoColocao do RAP em uma pilhade estocagem

Pavimentoexistente

Reciclagem de 200 mmde profundidade e esta-bilizao com cimentoou espuma de asfalto

Pavimentao decamada de 150 mmde espessura

Pavimentao da capade 40 mm com asfalto

a quente

Tratamento do RAP em pilha de estocagem na KMAcom 2% de espuma de asfalto + 1% de cimento

Reciclagem com duas partes


40/369

2.1 Geral 41

2.2 Recuperao do pavimento:

procedimento de investigao e projeto 42

2.3 PASSO 1: Coleta de dados/informaes

disponveis ao processo 44

2.3.1 Informaes sobre o pavimento existente (histrico) 45

2.3.2 Trfego do projeto 46

2.4 PASSO 2: Investigaes preliminares 48

2.4.1 Definio de trechos uniformes 49

2.4.2 Inspeo visual 522.4.3 Reavaliao de trechos uniformes 54

2.5 PASSO 3: Investigaes detalhadas 55

2.5.1 Escavao de poos de ensaio 55

2.5.2 Testes de laboratrio 56

2.5.3 Extrao de corpos de prova 57

2.5.4 Sondas de penetrmetro dinmico de cone (DCP) 58

2.5.5 Anlise de medies de deflexo 60

2.5.6 Medies da profundidade de trilhas de roda 60

2.5.7 Sntese de todos os dados disponveis 61

2.6 PASSO 4: Opes preliminares do projeto

de recuperao do pavimento 62

2.6.1 Abordagem do projeto do pavimento 62

2 Recuperao do pavimento


41/36938 //39

2.6.2 Mtodos de projetos de catlogos 63

2.6.3 Mtodo de nmero estrutural 63

2.6.4 Mtodo do nmero do pavimento 64

2.6.5 Mtodos de projeto mecanicista 66

2.6.6 Mtodos com base em deflexo 67

2.6.7 Resumo de abordagens do projeto do pavimento 67

2.7 PASSO 5: Projeto de mistura de laboratrio 68

2.8 PASSO 6: Finalizao das opes do projeto do pavimento 70

2.9 PASSO 7: Anlises econmicas 71


42/369

Como explicado no captulo anterior, os pavimen-tos se deterioram com o tempo e com o uso. Aofinal da vida til do pavimento, a taxa de deterio-rao da qualidade de rodagem aumenta devidoa deformaes, rachaduras, buracos e outros sin-tomas de deteriorao. Os esforos necessriospara a manuteno da integridade da superfciee de um nvel adequado de qualidade tendem aaumentar significativamente, at chegar ao ponto

em que faz mais sentido, do ponto de vista econ-mico, recuperar todo o pavimento em vez de tratarreas localizadas de deteriorao. Embora nohaja diretrizes conclusivas e cada estrada tenhasuas caractersticas especficas, o consenso geralaponta que alcanados 15% da rea superficialcom pequenos consertos, mais econmicorecuperar todo o trecho da estrada que continuaraplicando remendos de forma ad hoc.

A saturao com pequenos consertos indica o final da vida til do pavimento


43/36940 //41

2.1 Geral

A recuperao de pavimentos o termo utilizadopara descrever o trabalho necessrio pararestaurar uma estrada deteriorada e recuperara integridade estrutural do pavimento. Se umaestrada for projetada e construda adequadamentee se intervenes de manuteno de rotina erecapeamento forem empreendidas em tempohbil, a necessidade de recuperao pode serpostergada at que o pavimento alcance umacondio terminal devido deteriorao estru-tural. Entretanto, na prtica, essas atividades demanuteno e recapeamento geralmente noso realizadas, o que resulta na necessidade derecuperao prematura do pavimento em relaoao originalmente previsto. Alm disso, a recupera-o de pavimentos normalmente realizada coma incluso de melhorias como o fortalecimento do

pavimento e/ou melhorias geomtricas necess-rias para acomodar maiores volumes de trnsito.

Este captulo descreve os vrios procedimentosconstantes no trabalho de recuperao depavimentos. Eles sero explicados e diretrizessero explicitadas no sentido de apresentar umaviso ampla e prtica sobre o processo envolvido(e por vezes complexo) que se tornou, recente-mente, uma rea de especializao no campo da

Engenharia de Pavimentos. Essas explicaese diretrizes certamente no so exaustivas,sendo necessria referncia literatura includana Bibliografia (aps o Captulo 6) em caso denecessidade de informaes mais detalhadas.

Os vrios procedimentos do trabalho de recu-perao de pavimentos incluem a coleta deinformaes pertinentes (ex.: dados de trfego), aconduo de pesquisas e ensaios para identificare definir a composio e condio das vriascamadas da estrutura do pavimento existente(ex.: medies de deflexo), o resumo e a inter-pretao de todos os dados disponveis parapossibilitar que opes alternativas de projetoatendam vida til do projeto (sua capacidadeestrutural) a ser formulado e, finalmente, a decisosobre qual a melhor opo. Embora esses pro-cedimentos sejam comuns a todos os trabalhosde recuperao de pavimentos, o foco destecaptulo recair sobre a identificao e o entendi-mento de todos os materiais da estrutura superiordo pavimento e o seu potencial de reciclagem.

Um fluxograma ser apresentado com o objetivode ilustrar os vrios procedimentos e mtodosutilizados no trabalho de recuperao de pavi-mentos. Os mtodos normalmente usados nainvestigao de pavimentos deteriorados tambmso apresentados. Os diferentes mtodos usadosno projeto de pavimentos so descritos, princi-palmente os mais adequados aos pavimentosrecuperados pela reciclagem.


44/369

A necessidade de recuperao geralmente surgepela constatao de um nvel inaceitvel dedeteriorao que se reflete nas ms condies dacapa (ex.: qualidade de rodagem ruim, desen-volvimento de buracos, etc.), frequentementedestacadas e priorizadas pelo uso de um Sistemade Gerenciamento de Pavimento adequado. De-pois de identificar uma estrada que necessita derecuperao, a investigao e o procedimento deprojeto de todo o pavimento devem ser desenvol-vidos para a definio da soluo de recuperaomais adequada.

Os principais objetivos da investigao de umpavimento existente so determinar a composioda estrutura do pavimento, obter um entendimen-to a respeito do comportamento dos materiais nas

vrias camadas e estabelecer a causa da deterio-rao que aumentou a demanda por medidas demanuteno.

O fluxograma apresentado a seguir se aplica atodas as obras de recuperao e pode ser ajusta-do de acordo com as necessidades especficas.As vrias atividades esto divididas em setepassos sequenciais:

Passo 1: Coleta de informaes disponveisPasso 2. Investigaes preliminares e

identificao de trechos uniformesPasso 3. Investigao detalhada de cada trecho

uniforme e sntese de todos os dadosPasso 4. Opes preliminares do projeto do

pavimento com base nas estimativas daspropriedades dos materiais estabilizados

Passo 5. Projetos de mistura de laboratrio para adefinio das propriedades de materiaisestabilizados

Passo 6. Finalizao do projeto do pavimentoPasso 7. Anlises econmicas e outras anlises

para a indicao da soluo ideal

Segue a descrio detalhada de cada um dessespassos.

2.2 Recuperao do pavimento:

procedimento de investigao e projeto


45/36942 //43

Definir os requisitos especficos dorgo responsvel pela estrada Coleta de dados

NO

PASSO 1

PASSO 2

PASSO 3

PASSO 4

PASSO 5

PASSO 6

PASSO 7

NO

SIM

SIM

Dados suficientes?Ex.: trfego

Investigaes preliminares/identificao de trechos uniformes

Investigaes detalhadasSntese de todas as informaes

Formular opes preliminares do projeto depavimento com base nas estimativas daspropriedades dos materiais estabilizados

Projetos de mistura de laboratrio

Finalizar as opes de projeto do pavimento

Conduzir as anlises econmicas

As propriedades estimadasquanto aos materiais estabilizados

foram alcanadas?

Coletar mais informaes

Considerar as opes alternativasdisponveis para a mudana

das propriedades do material:- diferentes agentes estabilizadores- importar materiais novos (diluio)- reciclagem mais profunda, etc.

Processamento de dados


46/369

Ao comeo de qualquer trabalho de recuperaode pavimento, os responsveis pela elaborao doprojeto devem ter um entendimento claro sobre osrequisitos, em termos de:

Vida til do projeto. A exigncia de uma vidatil curta ou longa?

Propriedades funcionais da estrada recuperada(ex.: requisitos especficos de qualidade derodagem, aderncia e nveis de rudo)

Oramento disponvel. O nvel de financiamentodisponvel para as obras de recuperao e paraas medidas de manuteno de rotina que seronecessrias durante a sua vida til.

Esses requisitos fornecem ao engenheiro respon-svel o escopo e os limites do projeto. A fase deinvestigao comea com a coleta de todas as in-formaes disponveis sobre o pavimento existente.Essas informaes se dividem em duas grandescategorias descritas abaixo:

informaes a ttulo de histrico; e

dados de trfego para definir os requisitos desua capacidade estrutural.

2.3 PASSO 1: Coleta de dados/informaes

disponveis ao processo


47/36944 //45

Todas as informaes disponveis devem sercoletadas e analisadas para contextualizar oprojeto e levar em considerao de forma precoceo que pode ser esperado logo no incio das inves-tigaes de campo. Mediante a disponibilidade,registros de construo e manuteno podemfornecer informaes valiosas sobre:

detalhes do pavimento que foi originalmenteconstrudo;

a espessura das camadas construdas;

detalhes dos materiais utilizados na construodas camadas originais assim como qualquermaterial usado em medidas de recuperao emelhoria;

resultados de testes de controle de qualidade

durante a construo; e

dados geolgicos ao longo da rota.

Alm disso, o mximo de informaes possveldeve ser obtido sobre os materiais de construodisponveis localmente. O tipo, a qualidade e aquantidade de materiais que podem ser obtidostanto de fontes comerciais e locais de emprstimoanteriormente abertos bem como pedreiras devemser investigados para possvel utilizao nas obrasde recuperao. Alm disso, o local e a distnciado canteiro de obras em relao a qualquer usinade asfalto estabelecida devem ser definidos.

Os registros meteorolgicos da estao me-teorolgica mais prxima devem ser obtidos eanalisados para a definio das estaes maisadequadas para o tipo de construo previsto.

A proximidade de materiais disponveis localmente ir influenciar as opes de recuperao

2.3.1 Informaes sobre o pavimento existente (histrico)


48/369

O volume e o tipo de trfego que uma estradadeve suportar durante a sua vida til ditaro assuas exigncias estruturais. Por isso, os engenhei-ros precisam de acesso s estatsticas de trfego(em termos de nmero de veculos, configurao emassa de eixos) para definir os requisitos estrutu-rais das obras de recuperao.

Requisitos de capacidade estruturalOs requisitos estruturais de um pavimento so referi-dos como a sua capacidade estrutural, que definea carga que o pavimento pode suportar antes de sedeteriorar at alcanar o estgio de condio defalha. A capacidade estrutural expressa em termosde repeties de carga equivalente com a cargatransportada em um nico eixo expressa em tone-ladas (ou kN), normalmente de acordo com a carga

mxima por eixo, que varia de 8 a 13 toneladas de-pendendo do pas. As diferentes cargas por eixo sorelacionadas a esse valor mximo para a obtenode um valor equivalente. Por exemplo, no caso deuma carga mxima admitida por eixo de 8 tonela-das, uma nica carga por eixo de 4 toneladas estariaentre 0,1 e 0,3 de cargas por eixo equivalente de80 kN, dependendo da funo usada pararelacionar uma carga de 4 toneladas a uma cargaequivalente de 8 toneladas. (Essa funo relacional

tambm conhecida como o fator de dano).

O termo carga equivalente de eixo-padro(ESAL) originou-se nos Ensaios Rodovirios daAASHO realizados nos EUA durante o final dadcada de 1950, poca que marcou o adventoda engenharia de pavimentos. A carga por eixoreferida como padro da medida ESALs de 8toneladas ou 80 kN e, conforme explicado acima,diferentes cargas por eixo so relacionadas a umnmero equivalente de cargas por eixo de 80kN

com capacidade estrutural de um pavimentoexpressa em termos de milhes de ESALs.

Se a carga admitida por eixo for diferente de8 toneladas (ex.: 11 toneladas na Alemanha), acapacidade estrutural do pavimento ser normal-

mente definida em termos de repeties deequivalncias de carga por eixo com a carga poreixo declarada em kN (ex.: 25 milhes de equiva-lncias de cargas por eixo de 110 kN). Adotando--se um fator de dano adequado, o nmero decargas equivalentes de 110 kN pode ser converti-do ao valor em ESALs (ex.: 25 milhes de cargaspor eixo equivalente de 110 kN seriam traduzidosem aproximadamente 90 milhes de ESALs).

A capacidade estrutural geralmente referidacomo o trfego do projeto ou a capacidade decarga de um pavimento e, desde que ambos serefiram a milhes de repeties de carga por eixoequivalente, esses termos so sinnimos.

Faixa de trfego composta por diferentes tipos de veculos

2.3.2 Trfego do projeto

Observao:

Trfego do projetoDados precisos do trfego e informaessobre o seu crescimento so essenciais


49/36946 //47

Os pavimentos so, portanto, projetados paraatender a uma capacidade estrutural especfica.Embora a vida til de um projeto geralmente sejaexpressa em anos, os pavimentos so na verdadeprojetados para suportar um nmero de repetiesde carga previsto durante esse perodo. Assim,qualquer mudana imprevista dessa carga de tr-fego estimada afetar a vida til do projeto. Esse um dos aspectos mais fundamentais da engenha-ria de pavimentos e, por ser to importante, umaexplicao completa ser includa no Apndice 2,intitulado Definio da capacidade estrutural combase nas informaes do trnsito.

Coleta de mais informaes sobre o trfegoNo caso de dados de trfego insuficientes, princi-palmente no projeto de recuperao de pavimen-

tos para trfego pesado, informaes adicionaisdevem ser obtidas. Contagens de trnsito devem

ser realizadas e dados de peso em movimentodevem ser obtidos para a estimativa do percen-tual de veculos pesados que utilizam a estradaatualmente, assim como o nmero mdio de eixospor veculo pesado e a massa mdia transportadaem cada eixo. Essas informaes devem ser com-plementadas sempre que possvel com informa-es obtidas dos postos de pesagem (inclusive osresultados de qualquer pesquisa sobre a pressode pneus).

Sempre devemos levar em considerao que asinformaes usadas para calcular a capacidadeestrutural se baseiam em pressupostos relativosa taxas de crescimento, fatores de dano e outrosdados que s podem ser estimados. Assim, importante realizar anlises de sensibilidade para

entender a consequncia da variao dessesparmetros estimados.

Posto de pesagem para medir e registrar as cargas por eixo

Sensor de peso

Coleta de dados


50/369

Antes do incio de pesquisas de campo ou inves-tigaes, essencial que a camada de rolamentoexistente seja marcada precisamente com umsistema adequado de referncia (normalmente ocomprimento ou a distncia em km (ex.: km 121+ 400) so adotados). normal pintar de maneiradestacada a cada 20 m na linha central ou bordado pavimento e escrever a marcao das distn-cias a cada 100 m. Essas marcas so geralmenteusadas como a principal referncia para todas aspesquisas e locais de ensaios.

Os pavimentos rodovirios so raramente uni-formes ao longo de grandes distncias. Tanto ageologia subjacente como os materiais usadosna construo das camadas individuais variam aolongo da estrada. Todas as estradas so compos-tas por uma srie de diferentes trechos de relativauniformidade, sendo que o comprimento de cadatrecho ser diferente. Esses trechos so conhe-cidos como trechos uniformes e podem ter deapenas algumas centenas de metros at vriosquilmetros. Os trechos uniformes so identifi-cados visualmente por mudanas nos padresde deteriorao. Medies de deflexo tambmpodem ser teis na identificao de diferenas naestrutura subjacente do pavimento.

2.4 PASSO 2: Investigaes preliminares


51/369

Um dos principais objetivos das investigaes preli-minares a identificao de trechos uniformes.Isso geralmente realizado analisando-se oshistricos da construo disponveis, analisando--se qualquer dado de deflexo e conduzindo-seuma vistoria ampla. Sintomas semelhantes dedeteriorao e/ou de medies de deflexo indicamcondies semelhantes na estrutura subjacente dopavimento. Essas informaes so usadas paraidentificar os limites entre os diferentes trechosuniformes e os tipos de deteriorao (indicando omodo de falha). A seguir apresenta-se a descriode como isso realizado na prtica.

Mtodo de deflexoQuando uma carga aplicada superfcie deuma estrada, o pavimento sofre uma deflexo.

As deflexes podem ser medidas com a aplicaode uma carga sobre o pavimento, por um impulso(peso em queda) ou por uma carga de rodaconhecida que simule um veculo pesado.A magnitude da deflexo que ocorre medianteuma carga, assim como a forma da bacia dedeflexo produzida pela carga, fornece um meiotil de avaliao das propriedades in situ dopavimento.

Vrios mtodos de medio da deflexo do pavi-mento foram desenvolvidos, principalmente parao uso como indicadores da condio estruturale capacidade de carga do pavimento. Os maisconhecidos so a Viga de Benkelman e o Deflec-tmetro de impacto (FWD).

48 //49

Medio do pavimento usando o FWD

2.4.1 Definio de trechos uniformes


52/369

Normalmente, os rgos responsveis pela estradarealizam pesquisas de deflexo com intervalos de3 a 5 anos nas principais estradas de sua malhapara alimentar o seu Sistema de Gerenciamento dePavimento. Sempre que h disponibilidade, essasinformaes so valiosas para uma definio inicialdos trechos uniformes com o uso de tcnicasestatsticas simples (anlises de soma cumulativa)

para identificar onde ocorre a mudana. Os valoresde soma cumulativa de deflexo mxima so cal-culados com o uso da frmula abaixo:

em que Si= valor da soma cumulativa no local i; i= deflexo mxima no local i;

e mdio= mdia da deflexo mxima para

todo o trecho. Si-1= valor da soma cumulativa no local

antes do local i

O valor da soma cumulativa diagramado emcada local respectivo, normalmente junto com ovalor mximo de deflexo representado no mesmogrfico, conforme demonstrado na representaoao lado. Uma inclinao constante relativa na repre-sentao da soma cumulativa indica trechos comreaes do pavimento semelhantes ou um trechouniforme.

Observao:O mtodo de soma cumulativano limitado deflexo mxima. Esse mtodo geralmente usado com outros ndices dedeflexo, tais como o ndice de curvatura super-ficial (SCI).

Outros mtodosQuando no h dados de deflexo disponveis,os trechos uniformes devem ser identificados por

outros meios. Informaes da construo (quandohouver disponibilidade) so geralmente usadascomo uma diretriz inicial, complementadas poruma avaliao visual detalhada, conforme descritoa seguir.

O esboo abaixo ilustra as bacias tpicas de deflexo medidas em dois pavimentos.

(equao 2,1)Si= (i mdio) + Si-1

Bacia de deflexo tpica

Deflexo mxima

Material mais mole Material mais duro

Carga de roda/impulso


53/36950 //51

Entretanto, quando a capacidade estruturalexigida do pavimento ultrapassar 10 milhes deESALs, ser sempre aconselhvel a realizao deum levantamento de FWD no comeo.Alm de identificar os trechos uniformes, asinformaes decorrentes desse levantamentoso valiosas para a avaliao estatstica de vriaspropriedades in situ do pavimento (consultar

Seo 2.5.5).

Identificao dos trechos uniformes

30.000 30.100 30.200 30.300 30.400 30.500 30.600 30.700 30.800

= Deflexo mxima (d)

= Soma cumulativa (S)

Distncia (m)

Trechos uniformes

Somacumulativa

Deflexomxima(10-2mm)

300

200

100

0

-100

-200

-300

-400

250

200

150

100

50

0

Observao:

Mtodos de soma cumulativa podem serusados para identificar trechos uniformescom base nas medies de deflexo ououtras informaes pertinentes (ex.: valor doensaio CBR do subleito) coletadas ao longoda via.

Distncia (m)Deflexo

mxima (d)Soma

cumulativa (S)

30.060 64,80 -41,14

30.080 76,70 -70,38

30.100 86,60 -89,71

30.120 94,00 -101,65

30.140 79,10 -128,49

30.160 72,70 -161,73

30.180 71,30 -196,36

30.200 79,50 -222,80

30.220 82,40 -246,34

30.240 71,70 -280,58

30.260 76,80 -309,71

30.280 78,90 -336,75

30.300 110,40 -332,29

30.320 98,70 -339,53

30.340 86,70 -358,76

30.360 97,40 -367,30

30.380 139,60 -333,64

30.400 134,70 -304,88

30.420 164,00 -246,81

30.440 129,50 -223,25

30.460 142,50 -186,69

30.480 152,30 -140,33

30.500 150,10 -96,16

30.520 163,50 -38,60

30.540 198,90 54,36

30.560 119,60 68,02

30.580 208,60 170,69

30.600 132,80 197,55

30.620 72,10 163,71

30.640 63,20 120,98

30.660 61,10 76,14

30.680 29,80 0,00

Mdia (D) 105,94

1 2 3


54/369

Inspees visuais so realizadas percorrendo-sea estrada e registrando-se todas as caractersticasrelevantes que podem ser observadas oudetectadas. So anotaes detalhadas de todaa deteriorao evidente no nvel superficial portoda a largura do pavimento assim como outrasobservaes com relao ao escoamento,mudanas geolgicas e caractersticas geom-tricas (ex.: inclinao, curvas acentuadas, cortese aterros altos). O modo e o tipo de deteriorao

que podem ser reconhecidos durante a inspeoso normalmente classificados nas categoriasdescritas abaixo.

2.4.2 Inspeo visual

Modo da deteriorao Tipo da deteriorao Descrio

Dano superficial Dano ambiental; Dano do trfego

Esfacelamento, perda de pedras;Rachaduras trmicas;

Trilhas de rodas (asfalto);Descascamento, sangramento,

polimento

Dano estruturalDeformao permanente; Racha-

dura; Danos avanados

Trilhas de rodas;Deslocamento lateral;

Trilhas de rodas longitudinais;Couro de jacar;

Outras (transversais, etc.)Buracos, consertos, etc.

Condio funcionalEscoamento; Qualidade de

rodagem

Eroso, desgastes, etc.Quebra de bordas;

Ondulaes, rugosidades, etc.

Os diferentes modos e tipos de deteriorao dopavimento so registrados em relao a cadaocorrncia em termos de local, gravidade efrequncia. As inspees visuais fornecem pistasvaliosas em relao s causas da deterioraodo pavimento j que os padres da falha tendema ser destacados quando todos os dados soresumidos em uma s planilha. Essa caractersticaest ilustrada no exemplo apresentado ao lado.

Durante a inspeo visual, fotografias digitais dacamada de rolamento so normalmente realizadascom intervalos regulares ( 250 m em ambos ossentidos), sendo registradas as caractersticasespecficas (ex.: falha localizada). Alm disso,vdeos so ferramentas eficientes para o registrode reas de problemas relacionados ao trfegoque devem ser tratados por obras de recuperao(ex.: movimentos perigosos do trfego).

Observao:

Os dados da inspeo visual fornecem pis-

tas valiosas em relao causa dadeteriorao


55/36952 //53

Inspeo visual

Rodovia 1 Trecho 12

Good City at Hellgone

Km 30 36

Qualidade de rodagemAvaliao

dascondies

Slido

Precauo

Grave

Observaes

Deflexo

Medio

instrumental

Avalia

o

visua

l

Trilha de roda

Rachadura

Desintegrao (superficial)

Formato ruim(sem abaulamento)

Intersecoperigosa

Eroso

Deformao

Alisamento (sangramento)

Pequeno conserto

km 30 31 32 33 34 35

bueiro bueiro bueiro bueiro bueiro bueiro

rea de cruzamento RioDe Hellgone para Good City


56/369

Deteriorao confinada camada superficial Deteriorao em virtude de inadequao estrutural

2.4.3 Reavaliao de trechos uniformes

Os trechos uniformes definidos inicialmente a par-tir das anlises de deflexo devem ser reavaliadoscom o uso de informaes da inspeo visual,juntamente com todas as informaes dispon-veis (ex.: registros da construo). Esse processo

possibilita uma definio mais precisa dos limitesentre trechos uniformes e facilita a identificaode trechos com uma estrutura semelhante depavimento.

A principal diferena entre a deteriorao super-ficial e estrutural demonstrada graficamente aseguir.


57/36954 //55

Para cada trecho uniforme, uma investigaodetalhada necessria para avaliar a estruturado pavimento existente (componentes e modo

da deteriorao) e definir o suporte in situ dosubleito. Testes e levantamentos normalmente soempregados em uma investigao detalhada.

Poos de ensaio so, sem dvida, a fonte maisimportante de informaes em relao estruturaexistente do pavimento. Alm de adquirir a ava-liao visual das diferentes camadas e materiaisda estrutura do pavimento, os poos de ensaiofornecem a oportunidade de definir a condio insitu dos vrios materiais para a coleta de amostrasde cada camada para ensaios de laboratrio (paraa classificao dos materiais ou projetos de mistu-ras de estabilizao).

As informaes seguintes podem ser definidas demaneira precisa a partir dos poos de ensaio:

espessura de cada camada do pavimento;teor de umidade do material in situ de cadacamada;densidade in situ do material de cada camada; econdies do material nas vrias camadas(ex.: nvel de rachadura, cimentao ou

carbonatao de qualquer camada estabilizadapor cimento).

2.5.1 Escavao de poos de ensaio

2.5 PASSO 3: Investigaes detalhadas

Exemplo de escavao de poo de ensaio e perfil (profundidade da superfcie)

Asfalto

Estabilizao com cimentoMaterial de pedras britadas

Camada com pedras britadas

Camada de pedra britada

Silte arenoso mido marromvermelho escuro

Material de pedra britadaestabilizado com cimento

0 mm

85 mm

420 mm

555 mm

755 mm

900 mm

1,200 mm

Poo de ensaio


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Um mnimo de dois poos de ensaio so normal-mente escavados em cada trecho uniforme, umonde existe deteriorao evidente e o outro ondeno h deteriorao. Os poos de ensaio sogeralmente localizados na trilha de roda externada faixa de trnsito e, s vezes, posicionados en-tre o acostamento e a faixa de trnsito. Os poosde ensaio so normalmente de 1 m de compri-mento (por toda trilha de roda), 0,75 m de largura(ao longo da trilha de roda) e, no mnimo,1 m de profundidade. Outras fendas mais rasas(de 0,5 m de largura) so geralmente escavadaspor toda a largur

Reciclagem a Frio - Tecnologia de Reciclagem a Frio Wirtgen (Wirtgen Group)

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