Volume 1

INSTITUTO TECNOLGICO DE AERONUTICA

DIVISO DE ENGENHARIA CIVIL-AERONUTICA

Engenharia de

Pavimentos

Parte I - Projeto de Pavimentos Prof. Rgis Martins Rodrigues

Maro de 2012

ii

___________________________________________________________

PREFCIO ___________________________________________________________

O pavimento o componente de maior custo dentro da infra-estrutura de transportes

de uma rede rodoviria ou urbana, representando um patrimnio cujo gerenciamento

adequado vital para a minimizao do custo total envolvido no transporte. Os custos

operacionais dos veculos so vrias vezes superiores ao custo de manuteno dos

pavimentos, o que faz com que as decises envolvidas no processo devam ser vistas

como investimentos, cujo retorno para a sociedade pode ser bastante elevado, mas

cujos custos tendem a serem desnecessariamente elevados quando projeto, construo

ou manuteno falham em algum aspecto importante. No caso aeroporturio, aplicam-

se os mesmos conceitos e tcnicas, diferindo apenas alguns modelos e os critrios

adotados para projeto e avaliao, sendo que no lugar dos custos operacionais dos

veculos aparece o gerenciamento dos riscos envolvidos.

Aborda-se aqui a busca de solues mais eficazes, tanto no projeto de

pavimentos novos como na restaurao de pavimentos que j atingiram o final de sua

vida de servio. A base dos conceitos e tcnicas utilizados a associao e a integrao

entre trs elementos fundamentais: (1) o desempenho observado em pavimentos em

servio ou atravs de ensaios acelerados; (2) as evidncias do comportamento

mecnico dos materiais sob cargas transientes repetidas; e (3) as teorias que procuram

descrever o comportamento das estruturas de pavimento sob a ao das cargas do

trfego. O resultado dessa integrao est expresso nos modelos de previso de

desempenho do tipo mecanstico-emprico, os quais representam a ligao final entre a

teoria e a prtica.

O pavimento essencialmente uma estrutura cujo comportamento mecnico sob

as cargas do trfego deve ser compreendido a fim de que se possa tomar partido

integral das propriedades dos materiais disponveis para sua construo. O processo de

fabricao dos materiais usinados deve ser tambm entendido, bem como a natureza

dos solos e dos materiais granulares. Finalmente, a durabilidade dos materiais sob as

mais diversas condies ambientais influi de forma decisiva no desempenho e na

eficcia econmica de um pavimento.

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Sumrio ___________________________________________________________

1 INTRODUO......................................................................................................... 6

2 CONCEITOS GERAIS ........................................................................................... 17

2.1 - Introduo........................................................................................................................................................ 17

2.2 - A Deteriorao dos Pavimentos ..................................................................................................................... 18

2.3 - Fatores que Influem no Desempenho............................................................................................................. 22

2.4 - Modelos de Previso de Desempenho ............................................................................................................ 23

Referncias ............................................................................................................................................................... 26

3 MATERIAIS DE PAVIMENTAO........................................................................ 28

3.1 Introduo ....................................................................................................................................................... 28

3.2 O Solo de Subleito........................................................................................................................................... 30

3.3 Estabilizao de Solos..................................................................................................................................... 32

3.4 - Materiais Betuminosos.................................................................................................................................... 34

3.5 - A Camada de Revestimento............................................................................................................................ 41

3.6 - A Camada de Base........................................................................................................................................... 42

3.7 - Produtos Especiais para Manuteno ........................................................................................................... 44

3.8 - Construo de Pavimentos.............................................................................................................................. 47 3.8.1 - Funes da Motoniveladora....................................................................................................................... 47 3.8.2 Rolos Compactadores ............................................................................................................................... 48 3.8.3 Inspeo de Usinas de Asfalto Gravimtricas ........................................................................................... 50 3.8.4 Inspeo de Usinas de Asfalto Contnuas ................................................................................................. 51 3.8.5 Controle dos Materiais .............................................................................................................................. 52 3.8.6 Controle da Mistura Asfltica ................................................................................................................... 52 3.8.7 - Inspeo de Pavimentao Asfltica.......................................................................................................... 53 3.8.8 - Equipamento Espargidor de Asfalto .......................................................................................................... 55 3.8.9 - Amostragem e Ensaios em Misturas Asflticas ......................................................................................... 56 3.8.10 - Controle de Qualidade da Execuo........................................................................................................ 58

Referncias ............................................................................................................................................................... 65

4 A MECNICA DOS PAVIMENTOS ....................................................................... 66

4.1 - Conceitos .......................................................................................................................................................... 66

4

4.2 - Propriedades Mecnicas dos Materiais de Pavimentao ........................................................................... 71 4.2.1 - Comportamento Reolgico sob Cargas Transientes .................................................................................. 71 4.2.2 - Mdulo de Deformao Resiliente ............................................................................................................ 73 4.2.3 - Acmulo de Deformaes Permanentes .................................................................................................... 82 4.2.4 - Fadiga das Misturas Asflticas .................................................................................................................. 84 4.2.5 - Fadiga dos Materiais Cimentados.............................................................................................................. 85 4.2.6 - Gerao de Tenses Horizontais Residuais ............................................................................................... 86

4.3 - Modelos para Anlise de Estruturas de Pavimentos .................................................................................... 86 4.3.1 - Histrico .................................................................................................................................................... 87 4.3.2 - Pavimentos Asflticos................................................................................................................................ 87 4.3.3 - O Mtodo das Camadas Finitas ................................................................................................................. 90

4.4 - Aplicaes da Mecnica da Fratura .............................................................................................................. 93

4.5 - Anlises de Distribuio de Tenses no Pavimento ...................................................................................... 97

4.6 - Efeitos das Cargas do Trfego ....................................................................................................................... 98

4.7 - Efeitos das Condies Ambientais................................................................................................................ 102

4.8 - Exerccios ....................................................................................................................................................... 104

5 PAVIMENTOS ASFLTICOS RODOVIRIOS ................................................... 110

5.1 - Fatores a serem Considerados no Projeto ................................................................................................... 110 5.1.1 Consideraes Gerais.............................................................................................................................. 110 5.1.2 - Projeto Geotcnico da Fundao de um Pavimento................................................................................. 112 5.1.3 - Compactao de Solos e de Materiais Granulares ................................................................................... 116 5.1.4 - Camada Granular de Sub-base................................................................................................................. 119

5.2 - Pavimentos Flexveis em Concreto Asfltico............................................................................................... 120

5.3 - Pavimentos Flexveis em Tratamento Superficial....................................................................................... 129

5.4 - Pavimentos Semi-Rgidos.............................................................................................................................. 130

5.5 - Pavimentos Invertidos................................................................................................................................... 132

5.6 Controle Deflectomtrico da Construo ................................................................................................... 133

Referncias ............................................................................................................................................................. 139

6 PAVIMENTOS ASFLTICOS AEROPORTURIOS........................................... 140

6.1 -Introduo....................................................................................................................................................... 140

6.2 - Pavimentos Flexveis em Concreto Asfltico............................................................................................... 144

6.3 - Pavimentos Flexveis em Tratamento Superficial....................................................................................... 149


6.5 - Pavimentos Invertidos................................................................................................................................... 151

Referncias ............................................................................................................................................................. 151

7 PAVIMENTOS RGIDOS RODOVIRIOS........................................................... 152

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7.1 The AASHTO Guide .................................................................................................................................... 152

7.2 Verificao Mecanstica ............................................................................................................................... 153

8 GEOSSINTTICOS APLICADOS PAVIMENTAO ...................................... 156

8.1 - Pavimentos de Baixo Volume de Trfego .................................................................................................... 156


8.3 - Reforo em Estradas no Pavimentadas ..................................................................................................... 160

8.4 - Aplicaes na Restaurao de Pavimentos.................................................................................................. 163 8.4.1 - Introduo................................................................................................................................................ 163 8.4.2 - Definio ................................................................................................................................................. 163 8.4.3 Propriedades Relevantes ......................................................................................................................... 166 8.4.4 Produtos Utilizados................................................................................................................................. 166 8.4.5 Dimensionamento e Especificao.......................................................................................................... 167 8.4.6 Recomendaes de Instalao................................................................................................................. 176 8.4.7 Exemplo de Dimensionamento ............................................................................................................... 178 8.4.8 - Concluses............................................................................................................................................... 179

Referncias ............................................................................................................................................................. 180

9 PROJETO DE MISTURAS ASFLTICAS........................................................... 183

9.1 - Introduo ...................................................................................................................................................... 183

9.2 - Mtodos Existentes para Dosagem de Misturas ............................................................................................ 186 9.2.1 - Mtodo de Dosagem Marshall ................................................................................................................. 186 9.2.2 - Sistema CAMAS...................................................................................................................................... 191 9.2.3 - Mtodo de Nottingham............................................................................................................................ 200

9.3 - Recomendaes para Projeto ......................................................................................................................... 203

9.4 - A Pesquisa SHRP........................................................................................................................................... 211 9.4.1 - Introduo................................................................................................................................................ 211 9.4.2 - Crtica s Especificaes Existentes ........................................................................................................ 211 9.4.3 - Temperaturas para a Especificao do Ligante........................................................................................ 213 9.4.4 - A Especificao para os Ligantes ............................................................................................................ 214 9.4.5 - Envelhecimento do Asfalto...................................................................................................................... 214 9.4.6 - Afundamentos Plsticos........................................................................................................................... 214 9.4.7 - Trincamento Trmico .............................................................................................................................. 215 9.4.8 - Trincamento por Fadiga........................................................................................................................... 215 9.4.9 - A Especificao e o Projeto de Misturas ................................................................................................. 216 9.4.10 - O Software SUPERPAVETM ................................................................................................................. 219 9.4.11 - Validao das Especificaes para os Ligantes ..................................................................................... 221 9.4.12 - Validao das Especificaes para as Misturas ..................................................................................... 223 9.4.13 - Comentrios Finais ................................................................................................................................ 224 9.4.14 - Espessura da Pelcula de Asfalto ........................................................................................................... 226 9.4.15 - Permeabilidade de Misturas Asflticas .................................................................................................. 226 9.4.16 Tratamentos Superficiais....................................................................................................................... 227

Referncias.............................................................................................................................................................. 228

10 IMPLICAES DE MODELOS MECANSTICO-EMPRICOS.......................... 230

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1 Introduo _________________________________________________________________

Um pavimento uma estrutura, assente sobre uma fundao apropriada, que tem por finalidade propiciar uma superfcie de rolamento que permita o trfego seguro e confortvel de veculos, nas velocidades operacionais desejadas e sob quaisquer condies climticas. H uma grande diversidade de tipos de pavimento, dependendo da natureza dos veculos que nele iro operar e do volume de trfego, variando desde as estradas de cascalho at os pavimentos rodovirios e aeroporturios asflticos ou de concreto cimento, passando pelos ptios de operao de transteiners terminais de containers em portos e abrangendo as vias permanentes ferrovirias, para todos os quais os mesmos princpios gerais de projeto se aplicam.

A Engenharia de Pavimentos tem por objetivo o projeto, a construo, a manuteno e o gerenciamento dos pavimentos, de modo a que as suas funes sejam desempenhadas ao menor custo para a sociedade. Trata-se, essencialmente, de uma atividade multidisciplinar, onde esto envolvidos conceitos e tcnicas das Engenharias: Geotcnica, de Estruturas, de Materiais, de Transportes e de Sistemas, alm das mais recentes tecnologias dos ensaios no destrutivos para avaliao estrutural, em vista da necessidade de se avaliar e de se efetuar a manuteno de pavimentos existentes.

Em uma estrada ou pista no pavimentada, as condies funcionais so precrias, o que fora a limitaes nas velocidades e nas cargas dos veculos e aeronaves, alm de elevar os custos operacionais (manuteno e combustveis). A utilizao de uma estrada de terra depende de condies climticas e de drenagem satisfatrias. Em uma estrada com revestimento primrio (cascalho ou solo pedregulo-arenoso), as condies climticas podem ser menos importantes se a drenagem for eficaz, caso em que esta estrutura pode ser includa na categoria de pavimento. Existindo ou no um revestimento primrio, contudo, as manutenes da via devem ser freqentes. O USACE e a AASHTO dispem de critrios e metodologias para projeto e avaliao de estradas no pavimentadas.

Um pavimento dificilmente sofre ruptura catastrfica, a menos que haja erro de projeto geotcnico em casos como os de pavimentos assentes em aterros sobre solos moles. A sua deteriorao se d, usualmente, de forma contnua ao longo do tempo e desde a abertura ao trfego, por meio de mecanismos complexos e ainda no inteiramente equacionados, aonde gradativamente vo se acumulando deformaes plsticas e sendo formadas trincas nas camadas (asflticas e cimentadas), decorrentes de uma combinao entre a ao das cargas do trfego e os efeitos do intemperismo (variaes de temperatura e umidade ao longo do tempo). Alm disso, a condio de ruptura de um pavimento , at certo ponto, indefinida e subjetiva, havendo divergncias entre os tcnicos e administradores quanto ao melhor momento de se restaurar um pavimento que atingiu um certo nvel de deteriorao estrutural e ou funcional. Os seguintes fatos decorrem desses aspectos:

As conseqncias do mau desempenho de um pavimento nem sempre so imediatamente visveis. Os prejuzos econmicos causados por elevaes nos custos de manuteno e, mais importantes ainda, nos custos operacionais dos

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veculos, podem ser, contudo, extremamente elevados. Alm disso, a escassez de recursos para investimentos em infra-estrutura nos pases em desenvolvimento torna a tecnologia envolvida na pavimentao um item muito importante para a economia desses pases;

A previso do desempenho futuro de um pavimento ou de medidas de manuteno a ele aplicadas um problema extremamente complexo. Sua importncia to elevada, contudo, que as pesquisas na rea do desenvolvimento e calibrao de modelos de previso do desempenho tm sido intensas em todo o mundo;

A abordagem mais adequada durante a concepo de um pavimento novo a de se levar em conta, j no projeto, as necessidades futuras de manuteno.

A Figura 1.1 mostra esquematicamente os componentes principais de um pavimento asfltico. A estrutura pode ser considerada como formada por uma superestrutura que apoiada em uma fundao, esta ltima devendo ser objeto de um projeto geotcnico adequado. Nos pavimentos rodovirios e aeroporturios, a superestrutura constituda pelas camadas de revestimento e base. Nos pavimentos ferrovirios, a superestrutura composta pelos trilhos, dormentes, fixadores e camada de lastro. A fundao formada pelas camadas de sub-base, reforo e subleito, nos pavimentos rodovirios e aeroporturios, e pelas camadas de sublastro, reforo e subleito nos pavimentos ferrovirios (Figura 1.2).

4

8 2

5%

2%

1

5

7

6 3

1 - Revestimento asfltico 6 - Dreno longitudinal sub-superficial

2 - Camada de base granular drenante 7 - Revestimento do acostamento

3 - Camada de sub-base 8 - Base do acostamento

4 - Subleito compactado

5 - Subleito natural

Figura 1.1 - Seo tpica de um pavimento asfltico

Na Figura 1.1, o dreno longitudinal pode no ser necessrio (caso de camada de base em material no drenante). A base do pavimento dos acostamentos pode ser constituda pelo material utilizado como sub-base nas faixas de rolamento. Seu revestimento tambm em material menos nobre e de custo menor que o revestimento das faixas de rolamento, em vista de

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ser razovel a considerao de que o trfego esperado nos acostamentos da ordem de apenas 1% do trfego da pista. No caso de vias permanentes ferrovirias, existem basicamente dois tipos principais: a via assente sobre lastro (Figura 1.2) e a via sobre fixao direta. Neste ltimo caso, usual em metrs subterrneos que atravessam tneis em rocha, os trilhos so fixados diretamente em uma laje de concreto por meio de apoios de elastmeros, cuja finalidade a de amortecer vibraes.

Figura 1.2 Via permanente ferroviria sobre lastro

A camada asfltica de revestimento tem as seguintes funes principais:

Impermeabilizar o pavimento, de modo a manter a capacidade de suporte das camadas subjacentes em nveis adequados;

Providenciar uma superfcie resistente derrapagem, mesmo em pista mida; Reduzir as tenses verticais que as cargas de roda aplicam na camada de base, de

modo a controlar o acmulo de deformaes plsticas nessa camada. A camada de base tem as seguintes funes:

Reduzir as tenses verticais que as cargas de roda aplicam nas camadas de sub-base e subleito;

Reduzir as deformaes de trao que as cargas de roda aplicam ao revestimento asfltico, de modo a extender sua vida de servio quanto ao trincamento por fadiga;

Permitir a drenagem de guas que se infiltrem no pavimento, atravs de drenos laterais longitudinais (como na Figura 1.1) ou na vertical, para uma camada drenante na sub-base.

No caso de pavimentos onde a base seja cimentada, a funo de drenagem sub-superficial deve ser atribuda a uma camada asfltica aberta, colocada sob o revestimento. A camada de sub-base constituda por um material de capacidade de suporte superior do subleito compactado e cuja incluso visa, essencialmente, permitir redues na espessura da camada de base, a qual de custo unitrio bem superior aos solos granulares ou estabilizados que so comumente utilizados em sub-bases. Uma camada de reforo do subleito, constituda por solo de emprstimo, pode estar presente em uma estrutura, com a funo de permitir redues de espessura da camada de sub-base.

LASTRO

SUBLASTRO

SUBLEITO

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O subleito compactado o prprio solo natural que permanece aps a terraplenagem e que escarificado e compactado a uma profundidade e energia de acordo com sua natureza e com o trfego de projeto. Os critrios mais severos correspondem aos pavimentos aeroporturios, quando h aeronaves de grande porte. No se tratar aqui dos sistemas de drenagem requeridos pelos diversos tipos de pavimentos. A eficcia e a confiabilidade desses sistemas so, contudo, de vital importncia para o desempenho, sendo requerido que as condies hdricas sob o revestimento permaneam estveis ao longo do tempo e com teores de umidade em nveis razoveis.

O projeto e a manuteno dos pavimentos so influenciados, de forma predominante, pelo tipo de revestimento utilizado. Assim, pode-se classificar os pavimentos nos seguintes tipos fundamentais:

(a) Pavimentos asflticos: a.1 - Pavimentos flexveis: a.1.1. Convencionais (base granular)

a.1.2. Deep-Strength (base asfltica) a.2 - Pavimentos semi-rgidos a.3 - Pavimentos invertidos (sub-base cimentada) a.4 - Pavimentos full-depth (todas as camadas so betuminosas)

(b) Pavimentos em tratamento superficial (podem ser flexveis ou semi-rgidos)

(c) Pavimentos de concreto cimento: c.1 - Pavimentos rgidos: c.1.1 JPCP (em placas no armadas) c.1.2 JRCP (em placas armadas) c.1.3 CRCP (continuamente armado) c.2 - Pavimentos de blocos rgidos

A estas categorias pode-se acrescentar a referente aos pavimentos recapeados, constituda pelas sees que pertenciam a uma das categorias bsicas acima e que receberam uma ou vrias camadas de concreto asfltico como recapeamento ao final de sua vida de servio para efeito de restaurao. O desempenho de um pavimento recapeado condicionado pelos mecanismos de deteriorao atuantes no pavimento subjacente, embora atenuados pela reduo das tenses aplicadas pelas cargas do trfego que propiciada pela camada de recapeamento. Nos primrdios da pavimentao asfltica, quando as cargas dos veculos eram bem menores que as atuais, os revestimentos eram delgados e tinham a funo primordial de servir como tratamento anti-p e para impermeabilizao. Ao longo do tempo, contudo, foi se evidenciando que esses revestimentos sofriam trincamento por fadiga, decorrente da repetio das cargas do trfego. Com o incremento dos volumes de trfego e das cargas de eixo, passou-se a aumentar a espessura das camadas asflticas de revestimento, o que fez com que essas camadas passassem a ter uma funo estrutural no pavimento. As elevadas presses de inflao dos pneus das aeronaves pesadas e, mais recentemente, tambm dos caminhes, tornaram a espessura e a qualidade da mistura asfltica do revestimento parmetros crticos para se obter um desempenho adequado dos pavimentos flexveis. Neste tipo de estrutura, salienta-se a importncia primordial da camada de base, cuja capacidade de resistir s deformaes elsticas induzidas pelas cargas do trfego vital para a vida de fadiga do revestimento. Dentre os tipos de pavimentos existentes, um pavimento flexvel aquele que tem revestimento asfltico e camada de base granular. A distribuio das tenses e deformaes,

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geradas na estrutura pelas cargas de roda do trfego, se d de modo que as camadas de revestimento e base aliviem as tenses verticais de compresso no subleito por meio da absoro de tenses cisalhantes. Neste processo, ocorrem tenses e deformaes de trao na fibra inferior do revestimento asfltico, que provocaro seu trincamento por fadiga com a repetio das cargas do trfego. Ao mesmo tempo, a repetio das tenses e deformaes verticais de compresso que atuam em todas as camadas do pavimento levaro formao de afundamentos em trilha de roda, quando o trfego tender a ser canalizado, e ondulao longitudinal da superfcie, quando a heterogeneidade do pavimento for significativa. Nos pavimentos rgidos, a placa de concreto de cimento Portland (C.C.P.) o principal componente estrutural, aliviando as tenses para as camadas subjacentes por meio de sua elevada rigidez flexo, quando so geradas tenses e deformaes de trao sob a placa, responsveis pelo seu trincamento por fadiga aps um certo nmero de repeties de carga. A camada imediatamente subjacente placa de C.C.P. denominada de sub-base, em vista do fato de poder ser constituda por materiais cuja capacidade de suporte seja inferior que requerida para os materiais em camadas de base nos pavimentos flexveis.

A moderna tecnologia de pavimentao constituda pelas especificaes dos diversos tipos de materiais de construo (misturas asflticas, solos estabilizados quimicamente, materiais granulares cimentados, britas graduadas, solos estabilizados granulometricamente) e pelos correspondentes processos construtivos. A engenharia de pavimentao, por sua vez, compreende as atividades envolvidas na obteno de solues economicamente eficazes que atendam aos requisitos funcionais dos usurios e cuja implementao seja operacionalmente vivel dentro de cada contexto especfico. Antes de 1920, tudo o que existia eram procedimentos baseados em tentativa e erro. Hoje, procura-se efetuar a integrao de todas as atividades envolvidas em se administrar uma malha viria ou um conjunto de aeroportos (planejamento, projeto, construo, manuteno, monitoramento e pesquisa), dentro do moderno conceito de Sistema de Gerncia de Pavimentos. Esta evoluo, que acompanhou o aumento da demanda por rodovias e aeroportos mais funcionais, durveis e com utilizao mais econmica e racional dos recursos e materiais disponveis, medida em que aumentava o volume de trfego e a magnitude das cargas dos veculos, pode ser esquematizada da seguinte forma:

Antes de 1920: Inexistncia de projeto. Construes eram baseadas em tentativa e erro e na experincia local;

1920 - 1940: Surgimento da Mecnica dos Solos. Primeiras classificaes de solos com

base em sua adequao como fundao dos pavimentos (Hogentogler e Terzaghi, 1929). Construes utilizavam sees-padro. Primeira pista experimental, em Illinois;

1940 - 1950: WASHO Road Test, que evidenciou a deteriorao acelerada que ocorre

durante o degelo da primavera, e demonstrou a influncia da espessura do revestimento asfltico no desempenho dos pavimentos flexveis. Surge o sistema de classificao de solos aeroporturio (Casagrande, 1948);

1950 - 1960: AASHO Road Test. Sntese da experincia californiana (com base no

desempenho de rodovias em servio). Mtodo USACE (CBR); 1960 - 1970: Consolidao da Mecnica dos Pavimentos, como ferramenta bsica para o

dimensionamento estrutural dos pavimentos. Intensos estudos de laboratrio sobre as propriedades mecnicas (reolgicas, de fadiga e de deformaes permanentes) dos materiais de pavimentao;

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1970 - 1993: Modelos de previso de desempenho mecanstico-empricos. Estruturao

dos Sistemas de Gerncia de Pavimentos. A reflexo de trincas em recapeamentos asflticos se torna uma preocupao central na restaurao dos pavimentos. Surgem os equipamentos automatizados para avaliao estrutural no destrutiva. Pesquisas fundamentais em trechos instrumentados e pistas circulares. Tcnicas de restaurao de pavimentos mais eficazes, como os Sistemas Anti-Reflexo de Trincas, a reciclagem in situ e as mquinas fresadoras. Surge o Heavy Vehicle Simulator (frica do Sul), para ensaios de fadiga acelerados em verdadeira grandeza. Estudos sobre os efeitos das cargas dinmicas dos diversos tipos de eixos e suspenses. Pesquisa SHRP;

A partir de 1993: Consolidao e implementao dos resultados da pesquisa SHRP.

Incio da pesquisa LTPP do FHWA, para calibrao de modelos de previso de desempenho, com base no monitoramento de sees de pavimentos em rodovias em servio nos EUA e Canad, a ser executado durante 15 anos.

A Engenharia de Pavimentao moderna envolve a concepo, o projeto, a construo, a manuteno e a avaliao de pavimentos dentro de fatores e condicionantes tcnicos, econmicos, operacionais e sociais. Neste contexto mais amplo, tornou-se fundamental, para uma otimizao de fato, a aplicao de modelos de previso de desempenho mecanstico-empricos, cuja tecnologia se encontra hoje em condies operacionais. Este fato no significa que toda a complexidade do projeto e do desempenho de um pavimento possa ser resumida em um modelo. O engenheiro deve sempre estar atento para uma compreenso fenomenolgica dos processos envolvidos, a fim de no se deixar surpreender por uma realidade que sempre ser mais rica que qualquer modelo. Alm disso, as condies em que a prtica profissional se insere so altamente variveis de lugar para lugar, mudando tambm com o tempo, o que exige que solues novas e criativas estejam sempre sendo testadas e implementadas, de modo a se responder melhor aos problemas colocados pela prtica. Os modelos devem ser compreendidos como ferramentas, cuja aplicao adequada requer o conhecimento de suas premissas. A calibrao local de modelos de previso de desempenho mecansticos fundamental para que se tenha uma confiabilidade adequada para suas previses. Esta calibrao deve ser constantemente revista, medida que novos dados experimentais vo sendo obtidos pelo monitoramento da rede pavimentada. O interesse crescente por estudos envolvendo o desempenho dos pavimentos um resultado de os modelos de previso de desenvolvimento mecnstico-empricos representarem a ligao final entre a teoria e a prtica. medida que a engenharia de pavimentos procura desenvolver e utilizar mtodos de projeto melhores e materiais mais durveis, a avaliao do desempenho a longo prazo se torna um passo crtico.

Projetar um pavimento significa determinar a combinao de materiais, espessuras e posio das camadas constituintes que seja a mais econmica, dentre todas as alternativas viveis que atendam aos requisitos funcionais especificados. Trata-se de uma atividade que envolve os passos usuais no projeto de qualquer estrutura, onde o produto gerado consiste das especificaes a serem seguidas durante a construo, como indicado na Figura 1.3. Nesta figura, os trs primeiros passos do processo foram agrupados em um mesmo bloco para se ilustrar o fato de no haver uma sucesso temporal direta entre eles. De fato, medida que vo sendo concebidas solues tecnicamente viveis passam a ser requeridos novos dados cuja necessidade era at ento insuspeitada.

A anlise econmica das alternativas tende a se concentrar, no Brasil, apenas no custo inicial (de construo do pavimento novo). O ideal, contudo, se adotar o enfoque do Sistema de Gerncia de Pavimentos (SGP) em Nvel de Projeto, que consiste em se procurar a

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minimizao do Custo Total no Ciclo de Vida do pavimento (Life-cicle Cost), composto pela soma dos custos de construo (custo inicial), conservao (recorrentes durante o perodo de projeto) e restaurao (ao final do perodo de projeto). Outra recomendao importante a de se analisar o maior nmero possvel de alternativas para a seo do pavimento, considerando todos os tipos de estrutura que sejam capazes de levar ao atendimento dos requisitos funcionais especificados (pavimentos flexveis, semi-rgidos, invertidos, rgidos, polidricos).

Figura 1.3 Atividades envolvidas em um projeto Os seguintes fatores deveriam ser levados em conta, para um projeto completo e eficaz:

Materiais disponveis; Experincia prtica das empresas de construo na execuo dos servios

previstos; Restries oramentrias; Restries operacionais e logistcas; Nvel de Confiabilidade: NC = PR(VS PP) desejvel para o projeto, ou seja, o

percentual da rea que apresentar Vida de Servio mnima igual ao perodo de projeto adotado. O valor de NC a ser fixado depende da importncia da rodovia ou aerdromo, j que, quanto menor seu valor, maior ser a freqncia com que ocorrero defeitos localizados antes do final do perodo de projeto, tornando necessria a execuo de intervenes de conservao mais freqentes. Outro fator que influencia Nc a variabilidade esperada para as propriedades mecnicas dos materiais de construo;

PROJETO

(1) Definio do problema;(2) Obteno dos dados necessrios;(3) Concepo e gerao das alternativas

tecnicamente viveis.

(4) Anlise do desempenho esperado dasalternativas viveis e determinao dasalternativas aceitveis;

(5) Anlise econmica das alternativas aceitveis;(6) Definio da soluo a ser implementada.

Especificaes: dos processos construtivos

dos materiais de construo

do controle tecnolgico e dequalidade da execuo

CONSTRUO

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Padro desejado para a serventia do pavimento ao longo do perodo de projeto, na forma de: irregularidade mxima, atrito mnimo e mximo;

Trfego previsto para atuao durante o perodo de projeto; Condies climticas regionais (pluviometria e temperaturas); Considerao ou no de estratgias de pavimentao por etapas, em funo de

incertezas quanto ao trfego futuro. Na abordagem de SGP, no se procura minimizar apenas o custo de construo do pavimento, mas o Custo Total no Ciclo de Vida (Life-cicle cost), definido por (Figura 1.4):

( ) ( )( ) ( ) ( )

( )PA

PAPP

PPPP

i

i

i

CRPP

VSRVR

r

VR

r

CR

r

CCCIPACCV

inf1

11

inf)1(

1

inf1

11

+=

+

++

+++

+= =

onde: CI = Custo inicial ou de construo do pavimento novo; CCi = Custo de conservao no ano i; CR = Custo de restaurao, ao final da vida de servio VS (para um perodo de projeto PP); VR = Valor residual do pavimento ao final do perodo de anlise PA; VSR = Vida de servio remanescente do pavimento restaurado, ao final do perodo de anlise; r = taxa de oportunidade do capital (% ao ano) (taxa interna de retorno do

investimento de risco mnimo da economia).

Figura 1.4 - Custos no ciclo de vida de um pavimento

A vantagem deste procedimento est em se adotar a soluo que a mais eficaz em termos econmicos, e no aquela que a de menor custo de implantao. A abordagem convencional pode levar a srios problemas quando chega o momento de se restaurar o pavimento. Caso tpico o dos pavimentos semi-rgidos, cuja restaurao tende a ser onerosa, devido reflexo das trincas da base cimentada.

CCi

CR

tempo

Custo CI

VS

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A rigor, um projeto efetivamente otimizado definido por: Minimizar CCV

sujeito a: CI Restrio oramentria VS PP A rigor, minimizar o CCV corresponde a uma tentativa de otimizao a longo prazo dos investimentos. Sua dificuldade est nas consideraes que devem ser feitas com relao aos custos das restauraes futuras, bem como em termos das simulaes a serem feitas com relao taxa de oportunidade do capital e taxa de inflao, esperadas no futuro. No outro extremo, uma viso apenas de curto prazo envolveria minimizar o custo inicial, de implantao da obra. Uma situao intermediria envolve minimizar os custos no mdio prazo, envolvendo por exemplo apenas o primeiro ciclo de vida, quando se adota o parmetro Custo Anual Uniforme Equivalente de Manuteno, dado por:

SV

CIMEUAC =.....

O projeto de um pavimento compreende, portanto, os seguintes componentes:

Dimensionamento Estrutural: onde a seo de pavimento proporcionada de modo a que seja capaz de resistir aos efeitos deteriorantes das cargas do trfego;

Especificao de Materiais de Construo: incluindo processos construtivos e procedimentos para o controle tecnolgico e de qualidade;

Projeto Geotcnico: envolvendo a considerao eventual de problemas como: adensamento de solos moles sob o peso de aterros, estabilidade e erodibilidade de taludes;

Projeto de Drenagem: onde os dispositivos eventualmente necessrios retirada de gua livre de infiltrao ou percolao so especificados e dimensionados.

O projeto de um pavimento visa distribuir as tenses e as deformaes aplicadas pelas cargas do trfego nas diversas camadas e no subleito, dentro da capacidade de suporte dos diversos materiais. Os requisitos de projeto podem ser divididos em duas categorias: aqueles que se aplicam durante a construo e aqueles referentes s condies de uso pelo trfego durante a vida de servio do pavimento. Ambas as categorias merecem considerao e o projeto adotado deve ser capaz de suportar a mais severa das condies esperadas. Durante a construo, a fundao (isto , as camadas de sub-base, reforo e subleito) que passa a ser de importncia primordial. Nesta fase, a funo mais importante da fundao atuar como uma plataforma sobre a qual as camadas sucessivas possam ser construdas, de forma adequada e sem danificar o subleito. A fundao no deve, alm disso, impedir uma boa drenagem do pavimento. O uso de uma camada de sub-base que permita a drenagem livre pode no ser consistente, contudo, com uma camada que seja densa e capaz de suportar e transmitir as tenses do trfego de construo e do trfego de servio. Raramente necessrio que um material nessa posio seja capaz de permitir drenagem livre, sendo usual optar-se pela resistncia, por meio do uso de materiais bem graduados e bem compactados. Em vista da natureza emprica (correlaes com o desempenho observado no campo) associada ao desenvolvimento dos mtodos para projeto estrutural, s especificaes e requisitos que os materiais de construo devem atender, e s especificaes construtivas, o surgimento prematuro de defeitos no pavimento controlado dentro de um certo nvel de confiabilidade

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aceitvel, para a regio e condies em que os mtodos e as especificaes foram desenvolvidos. Deve-se esperar, portanto, que exista uma probabilidade mnima irredutvel de risco de que o mtodo e/ou as especificaes falhem, levando o pavimento a uma deteriorao prematura, mesmo dentro da regio e das condies de referncia. Este fato tem sido observado em todo o mundo. O custo adicional de se aumentar espessuras ou de se tornar mais rgidas as especificaes a fim de que jamais surjam defeitos prematuros em quaisquer situaes excederia, provavelmente, o custo da conservao e da restaurao naquelas circunstncias no usuais ou inesperadas. Um projeto adequado da fundao do pavimento (camadas de sub-base, reforo e subleito) e dos sistemas de drenagem, bem como a manuteno desses sistemas durante a sua vida de servio fundamental, na medida em que um pavimento ser restaurado diversas vezes, de modo a ser utilizado ao longo de uma srie de ciclos de vida, mesmo que tenha sido projetado para apenas um ciclo, como usual. Se no for necessrio reconstruir-se as fundaes do pavimento, este poder receber apenas restauraes nas camadas superiores ao longo de uma srie de ciclos de vida, o que extremamente importante, tanto do ponto de vista de custos como no que diz respeito aos inconvenientes das operaes de restaurao. No h um determinado tipo de estrutura de pavimento que seja a melhor soluo tcnico-econmica em qualquer situao. Em um projeto, recomendvel analisar-se quantas alternativas de sees de pavimento quanto for vivel, deixando-se a escolha final para as anlises econmicas e de viabilidade operacional (prazos, contratos, experincia prtica das empresas de construo com os servios previstos). Para as anlises econmicas, o ideal que se considere no apenas os custos iniciais (de construo do pavimento novo), mas tambm os custos da restaurao futura, os custos de conservao ao longo do tempo e, se possvel, os custos operacionais dos veculos, a fim de se implementar a soluo mais eficaz. Existem tendncias para um desempenho superior e uma relao econmica mais favorvel nos seguintes casos:

Pavimentos Rgidos: Em ptios de manobras de aeroportos, em vista do desempenho inferior dos revestimentos asflticos sob cargas estticas (deformaes plsticas acentuadas sob temperaturas elevadas) e em presena de derramamento de leos ou combustveis. Em rodovias, quando se tem situaes de trfego congestionado ou intenso, como nos acessos s grandes metrpoles, devido aos altos custos que se pode atribuir ao tempo de viagem dos usurios, j que os pavimentos rgidos tendem a necessitar de intervenes de manuteno menos freqentes que os pavimentos asflticos;

Pavimentos Polidricos: Em ptios de portos martimos, tanto em reas de manobras de transteiners como em reas de empilhamento de conteiners, em vista de sua elevada capacidade de suporte (especialmente com o uso de base cimentada) e facilidade de manuteno (correo de recalques diferenciais por adensamento dos aterros hidrulicos, construdos sobre argilas marinhas). Recomendveis tambm para vias urbanas, pelas facilidades de acesso a equipamentos, instalaes e dutos que existem sob a via. Em corredores de nibus com faixa exclusiva so excelentes, por no apresentarem os afundamentos em trilha de roda dos pavimentos asflticos. Tambm em estacionamentos de caminhes ou em postos de combustvel tendem a ser superiores aos demais tipos;

Pavimentos Semi-Rgidos: A estabilizao de solos por meio de ligantes hidrulicos (cimento Portland ou cal hidratada) permite que se obtenha materiais com capacidade de suporte suficiente para constiturem camadas de base em pavimentos sujeitos a cargas pesadas (caminhes ou aeronaves). Esta soluo ideal quando no se dispe de outros materiais adequados (Brita Graduada,

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Macadame Hidrulico, Macadame Betuminoso, Solo Estabilizado Granulometricamente). As dificuldades de sua restaurao futura, quando a base estiver trincada por fadiga, tendem a torn-la a alternativa mais eficaz apenas quando as demais alternativas no se mostrarem viveis. Vm sendo substitudos por sees com sub-base cimentada, sendo a camada de base granular ou asfltica;

Pavimentos Flexveis: Tendem a ser preferveis nos demais casos, no referidos acima, o que equivale maioria das situaes prticas.

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2 Conceitos Gerais _____________________________________________________________________

2.1 - Introduo

O projeto de um pavimento difere em sua concepo do que usual no projeto de outras estruturas, na medida em que desde a abertura ao trfego o pavimento deteriorado de forma contnua pela ao das cargas repetidas do trfego e pela ao dos agentes climticos. Sendo assim, um parmetro central a ser considerado quando se lida com um pavimento a sua condio em um dado momento de sua vida de servio. A esse respeito, define-se o conceito de serventia como o grau com que o pavimento atende aos requisitos de conforto ao rolamento e segurana, nas velocidades operacionais da via e em um determinado momento de sua vida de servio. No mtodo da AASHTO, adota-se uma escala de 0 a 5 para a quantificao do nvel de serventia, com 5 indicando o pavimento perfeito e 0 indicando o pavimento impassvel. Este grau avaliado subjetivamente, sendo denominado de Present Serviceability Rating (PSR). Quando ele calculado por meio de correlaes com defeitos de superfcie ou com a irregularidade, denominado Present Serviceability Index (PSI). Desempenho a variao da serventia ao longo do tempo, como ilustrado na Figura 2.1. Em algumas situaes, especialmente em Sistemas de Gerncia de Pavimentos em nvel de rede, conveniente quantificar-se o desempenho atravs da rea sob a curva de variao do PSI ao longo do tempo. Em outras situaes, principalmente em um SGP em nvel de projeto, fala-se em desempenho estrutural, entendido como o tempo em que um pavimento resiste ao trincamento e ao acmulo de deformaes plsticas, quando submetido a um certo trfego.

Figura 2.1 - Desempenho de um Pavimento O desempenho que um determinado pavimento ir apresentar depende de uma complexa rede de fatores, cujos efeitos interagem uns com os outros, sendo que os mais importantes so:

PSI

tempo

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1. A repetio das cargas do trfego, responsvel pela gerao e propagao dos defeitos de natureza estrutural, como trincas e afundamentos plsticos;

2. A abraso da superfcie do pavimento, gerada pela passagem das rodas de todos os veculos que compem o trfego;

3. O envelhecimento das camadas asflticas, provocado pela oxidao do ligante betuminoso e que agravada pelas condies adversas de temperatura, insolao e pluviosidade, com seus ciclos naturais;

4. As propriedades dos materiais utilizados na construo do pavimento e a sua heterogeneidade ao longo da via;

5. As condies de drenagem superficial, sub-superficial e profunda; 6. A freqncia e as prticas de manuteno aplicadas ao longo do tempo; 7. A estrutura do pavimento existente.

As diferenas principais entre os pavimentos rodovirios (para os quais a maior parte da tecnologia existente foi desenvolvida) e os aeroporturios so:

A magnitude das cargas de roda e as presses de inflao dos pneus tendem a ser bem mais elevadas no caso aeroporturio;

O nmero de repeties de carga, que resultam em solicitaes no pavimento, vrias ordens de grandeza menor no caso aeroporturio;

As tenses geradas no pavimento pelas cargas dos trens de pouso das aeronaves atingem profundidades bem maiores que as produzidas pelas cargas de eixo dos caminhes, quando o trem de pouso constitudo por rodas mltiplas.

Diversos indicadores podem ser utilizados para se quantificar o desempenho de um pavimento, variando desde aqueles que caracterizam a sua condio funcional at aqueles que consistem simplesmente do registro de defeitos de superfcie ou das deformaes plsticas. O desempenho estrutural pode ser avaliado atravs da variao do mdulo de elasticidade efetivo de uma ou mais camadas, especialmente as asflticas e cimentadas, com o trfego acumulado. Aps a concluso da AASHO Road Test, acreditou-se que a qualidade do rolamento, expressa pelo ndice de Serventia Atual (PSI), seria suficiente como indicador do desempenho do pavimento. Contudo, as medies objetivas utilizadas para se estimar a qualidade do rolamento atriburam pouca significncia ocorrncia de trincamento por fadiga e aos afundamentos em trilha de roda. Concluiu-se que a deteriorao fsica, relacionada preservao do investimento, no est relacionada de forma unvoca irregularidade do pavimento. Embora as trincas, por si mesmas, pouco influam na capacidade do pavimento de servir ao trfego, elas servem como uma indicao de que algo acerca do projeto do pavimento est inadequado e que a sua ruptura provvel que ocorra em uma poca mais cedo do que se nenhum trincamento tivesse aparecido. Esta a razo principal pela qual se deveria utilizar em projetos modelos capazes de prever, de forma explcita, a gerao de trincas de fadiga e de afundamentos em trilha de roda. 2.2 - A Deteriorao dos Pavimentos Os mecanismos que controlam a degradao estrutural dos pavimentos dependem do tipo de estrutura, especialmente dentro das seguintes categorias:

Asflticos flexveis; Flexveis em tratamento superficial; Semi-rgidos;

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Invertidos; Rgidos; Restaurados por meio de recapeamento asfltico.

Os pavimentos flexveis se deterioram por meio de:

Formao e crescimento de trincas nas camadas asflticas do revestimento, decorrentes da fadiga provocada pela repetio das cargas do trfego;

Gerao de afundamentos em trilha de roda ou de ondulaes na superfcie em decorrncia do acmulo de deformaes plsticas em todas as camadas, sob a repetio das cargas do trfego;

Desgaste com exposio de agregados e perda da macrotextura da superfcie do pavimento, em decorrncia da abraso provocada pelos veculos, mesmo os leves, acelerado pelo intemperismo (oxidao do asfalto), levando queda do coeficiente de atrito. Este problema especialmente grave nos revestimentos em Tratamento Superficial;

Envelhecimento do ligante betuminoso por oxidao, que fragiliza a mistura asfltica e facilita seu trincamento e o arrancamento de agregados;

Se a camada de base de drenagem lenta, a formao de trincas no revestimento d acesso a guas pluviais, que se acumulam no topo da base. Com a passagem de uma carga de roda, gera-se um excesso de presses neutras na gua retida, levando ao bombeamento de finos da base para a superfcie (eroso) e a solicitaes dinmicas elevadas sob a camada de revestimento, acelerando sua deteriorao. Se a gua atingir e se acumular no topo do subleito, no sendo este drenante, aumenta a gerao de deformaes plsticas nessa camada e a sua intruso na base granular.

No caso dos pavimentos flexveis com revestimento em concreto asfltico, o trincamento por fadiga desse revestimento tem sido, no Brasil, o mecanismo de degradao dominante nas rodovias de trfego mdio ou pesado. Os afundamentos plsticos tm sido predominantes nas vias urbanas, quando os pavimentos no atendem s exigncias de espessuras ou de compactao preconizadas pelos mtodos de projeto tradicionais. Os pavimentos flexveis em tratamento superficial sofrem desgaste pela ao abrasiva da passagem dos veculos e tambm trincam por fadiga sob a ao repetida das cargas do trfego. Os pavimentos full-depth (ou de base e sub-base betuminosa) tm comportamento semelhante ao dos pavimentos flexveis convencionais, devendo-se acrescer a tendncia de formao de trincas de fadiga longitudinais que se propagam de cima para baixo no revestimento. Alm disso, nestes pavimentos, cerca de metade dos afundamentos em trilha de roda podem ter sua origem em deformaes plsticas nas camadas asflticas, sendo a outra metade explicada pela deformao plstica do subleito. Quando apenas as camadas de revestimento e base so betuminosas, utiliza-se a denominao de pavimento deep-strenght. Os pavimentos semi-rgidos se deterioram por:

Trincamento da base cimentada, seguido da rpida reflexo das trincas atravs da espessura do revestimento asfltico. Este processo de reflexo se d tanto pela repetio das cargas do trfego como pelos movimentos trmicos da camada cimentada. O trincamento por fadiga, devido repetio das deformaes de trao sob a base, geradas pelas cargas de roda dos veculos, est sempre presente. Se a rigidez da mistura cimentada for muito elevada (como nos casos de altos teores de cimento) ou se as condies de cura no forem adequadas (caso de no

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se aplicar um TSD pouco aps a compactao da base para garantir cura mida), deve-se esperar a formao de trincas transversais de retrao na base, pouco tempo aps a construo;

Trincamento longitudinal do revestimento nas trilhas de roda, por meio de trincas que se originam na superfcie e se propagam para baixo. Estas trincas devem-se s foras cisalhantes centrpetas, que ocorrem mesmo sob cargas de roda estticas. As imperfeies de compactao da camada facilitam este modo de trincamento, devido ao fato de que as microfissuras construtivas servem como origem para trincas;

Afundamentos em trilha de roda, decorrentes do aumento que se verifica nas tenses verticais de compresso na sub-base ou no subleito, quando da formao de uma trinca na base cimentada. Este processo agravado pela entrada de guas pluviais pelas trincas, o que enfraquece os solos, aumentando o potencial para acmulo de deformaes plsticas, alm de possibilitar o bombeamento de finos para a superfcie, sob excessos de presses neutras oriundos das cargas dinmicas dos veculos, em condies no drenadas. Nos casos de pavimentos expostos por longo tempo a estas condies, o excesso de presses neutras tende a lavar os agregados da base, destruindo a coeso da mistura cimentada. O pavimento se torna, assim, flexvel, mas com uma base degradada;

Desgaste e envelhecimento da camada asfltica, de forma idntica ao que ocorre nos pavimentos flexveis.

Para que um pavimento com base estabilizada por meio de ligantes hidrulicos possa ser

enquadrado na categoria semi-rgido, sendo vlidos os mecanismos de deteriorao acima apontados, necessrio que a camada de base possua resistncias compresso e fadiga suficientemente elevadas. Se a camada de base for fracamente cimentada, como no caso do uso de materiais do tipo Solo Melhorado com Cimento (ou Cal), onde se tem resistncia RCS < 30 kgf/cm2 usualmente, o trfego atuante no poder ser pesado, sob pena de se ter trincamento por fadiga prematuro. Alm disso, se o revestimento asfltico for delgado, ter-se- ruptura sob compresso do topo da camada de base com a repetio das cargas do trfego. Assim, sendo o trfego pesado (ou seja, se h um percentual significativo de cargas pesadas no trfego de projeto), um material deste tipo poder ser utilizado apenas como sub-base ou como plataforma construtiva para a compactao das camadas sobrejacentes. Os pavimentos invertidos sofrem um processo de degradao idntico ao que ocorre nos pavimentos asflticos flexveis, na medida em que o seu revestimento est submetido a deformaes de trao sob uma carga de roda na sua fibra inferior. Ao mesmo tempo, a sub-base cimentada tambm experimenta este tipo de solicitao, que a leva a sofrer um processo gradual de trincamento por fadiga. Embora as trincas da sub-base cimentada no se reflitam para o revestimento, a reduo do mdulo de elasticidade efetivo da sub-base com a progresso do trincamento eleva as deflexes do pavimento, o que resulta em um consumo fadiga mais acelerado no revestimento. Os pavimentos rgidos podem se deteriorar por:

Trincamento por fadiga da placa de CCP, iniciando-se principalmente em bordos ou juntas com baixa transferncia de carga entre placas;

Reduo da eficincia do sistema de transferncia de carga nas juntas, devido perda de ligao entre as barras de transferncia e o concreto. Este fenmeno tende a permitir a formao posterior de degrau entre placas nas juntas. Este degrau aumenta os esforos dinmicos aplicados pelo trfego ao pavimento, acelerando sua deteriorao, alm de se constituir no principal fator responsvel pelo aumento da irregularidade ou queda de serventia do pavimento;

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Eroso da sub-base, por falha de selagem das juntas, levando a solapamentos ou formao de vazios sob a placa, o que d origem placa bailarina e s suas conseqncias adversas, como quebras de canto.

Nos pases de clima frio ou temperado, a chegada do inverno provoca o congelamento da gua do subleito. Com o degelo da primavera, a neve existente sobre os acostamentos se derrete e leva os solos a permanecem saturados ou quase saturados durante algum tempo, especialmente se as condies de drenagem no forem satisfatrias. A passagem de cargas pesadas nesse perodo capaz de provocar deterioraes bem mais acentuadas na estrutura que as que ocorrem nas demais pocas do ano. Este fenmeno foi claramente registrado durante a AASHO Road Test, em 1960. A conseqncia mais imediata que os pavimentos tendem a apresentar espessas camadas granulares ou cimentadas nessas regies, a fim de minimizar a profundidade de penetrao da umidade e o alcance do congelamento. Se esta medida no for tomada, os pavimentos podem atingir rapidamente o final de sua vida de servio devido aos afundamentos em trilha de roda. A utilizao de solos argilosos nas camadas de sub-base ou reforo no recomendvel, em vista de sua baixa permeabilidade e elevada perda de resistncia sob condies de saturao. Nos pavimentos rodovirios, as cargas de roda tendem a provocar solicitaes crticas ao longo dos bordos do pavimento, alm de serem canalizadas, ou seja, com relao passagem-cobertura prxima de um. Nas pistas de pouso e decolagem, bem como nos ptios de estacionamento e de manobras, cada aeronave tem sua relao passagem-cobertura prpria e as solicitaes so interiores. J nas pistas de txi, os carregamentos crticos so de bordo e as relaes passagem-cobertura so bem mais prximas de um do que nas pistas de pouso. Nestas, a deteriorao estrutural, ou seja, aquela provocada pela repetio das cargas do trfego (trincamento por fadiga das camadas asflticas e cimentadas e acmulo de deformaes plsticas em todas as camadas), tende a ocorrer em uma faixa com largura em torno de 15 m, situada no eixo da pista. A deteriorao estrutural crtica ocorre, contudo, nas cabeceiras ou nos acessos aos txis, onde as aeronaves fazem curvas, devido s foras cisalhantes horizontais aplicadas pelos pneus. Nas reas que so pouco solicitadas pelas aeronaves, a deteriorao predominante tende a ser provocada pelo envelhecimento natural do ligante betuminoso (oxidao) e pelas intempries (alternncia de ciclos de umidade e temperatura), que levam fragilizao da mistura, facilitando seu trincamento. Nos pases de clima frio ou temperado, ocorre ainda o trincamento trmico, especialmente durante os invernos mais rigorosos, tanto no caso aeroporturio como no rodovirio. Foi observada na Inglaterra uma tendncia ntida de os pavimentos rodovirios sofrerem deteriorao mais acentuada e acelerada ao longo da trilha de roda externa. A explicao para este fenmeno no est em algum possvel enfraquecimento da estrutura em direo aos seus bordos, uma vez que esta tendncia foi observada tambm nas rodovias onde a estrutura do pavimento se estende aos acostamentos. A causa est na tendncia de os motoristas dos caminhes manterem uma distncia aproximadamente fixa dos veculos do bordo da pista de rolamento. Como os diferentes veculos tm diversas configuraes geomtricas para os eixos, h uma concentrao de solicitaes apenas ao longo da trilha de roda externa. No Brasil, por sua vez, no h uma deteriorao nitidamente mais acentuada na trilha externa em relao interna. A explicao estaria no fato de o volante se encontrar do lado esquerdo do veculo, fazendo com que o motorista no utilize a linha que separa a faixa de rolamento do acostamento como referncia. A geometria de um pavimento afeta a sua condio de drenagem. Nas rodovias, a drenagem, superficial, sub-superficial ou profunda, tende a ser bem mais rpida que nos aerdromos, em vista da largura da pista ser bem menor. Esta a razo pela qual a FAA no permite, em seu mtodo para projeto de restaurao, que se utilize o chamado sandwich pavement, que consiste em se construir, sobre o pavimento deteriorado, uma camada granular

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(com espessuras da ordem de 10 a 15 cm) seguida de revestimento em CBUQ, a menos que se garanta condies boas de drenagem dessa camada granular. Com relao aos aspectos construtivos, os pavimentos aeroporturios tendem a receber um controle de qualidade mais aprimorado, resultando em uma variabilidade estrutural menor e em Nveis de Confiabilidade de projeto mais elevados que nas rodovias. Este aspecto importante, uma vez que a irregularidade admissvel em uma pista de pouso e decolagem menor que em uma rodovia, devido leitura dos instrumentos de vo e ao controle da aeronave executado pelo piloto. Embora o peso relativo dos fatores que influem no desempenho dos pavimentos varie em funo de seu modo de utilizao (dentre rodovirio, aeroporturio, urbano, porturio e industrial), os conceitos fundamentais envolvidos so os mesmos. 2.3 - Fatores que Influem no Desempenho Os parmetros do trfego que importam para o desempenho so:

Magnitude das cargas de eixo; Configurao geomtrica dos eixos; Presses de inflao dos pneus; Freqncia com que cada carga de eixo opera na via; Aspectos que afetam as cargas dinmicas que so efetivamente aplicadas ao

pavimento, como: tipos de suspenso dos veculos, velocidades operacionais, irregularidade e geometrias vertical e horizontal da via.

No que diz respeito ao clima, deve-se considerar que a velocidade com que a oxidao do asfalto se processa depende das condies de temperatura, umidade e insolao. As oscilaes trmicas, por sua vez, levam formao de trincas superficiais (em climas muito frios, a fadiga trmica bem evidente e considerada um problema bastante srio), cujo potencial de gerao aumentado pela oxidao dos primeiros 25 mm do topo da camada asfltica. Esta oxidao tem sua velocidade dependente da insolao. Sendo o asfalto um material termoplstico, todas as suas propriedades sofrem alteraes significativas com a temperatura. A lei de fadiga do concreto asfltico muda com a temperatura, assim como sua deformabilidade elstica sob as cargas transientes do trfego. Com o resfriamento, aumenta a resistncia fadiga da mistura, mas aumentam tambm as tenses atuantes, em vista do crescimento da sua rigidez. Em altas temperaturas, a resistncia fadiga diminui, mas diminuem tambm as tenses atuantes. Alm disso, ocorre o fenmeno da soldadura de fissuras, sob a passagem das cargas de roda. O trincamento por fadiga crtico, portanto, sob temperaturas intermedirias (10 a 30oC). As placas de concreto de cimento sofrem movimentaes as mais variadas, em funo dos ciclos trmicos e de suas amplitudes, o que resulta em combinaes mais ou menos adversas de tenses produzidas pelas cargas do trfego e tenses de origem trmica. As condies ambientais em que a cura do concreto se processou influem bastante no desempenho futuro do pavimento. O tipo de estrutura do pavimento determina os mecanismos atravs dos quais a degradao provocada pela repetio das cargas do trfego vai se processar. A condio estrutural das camadas, expressa pela deformabilidade elstica dos materiais sob as cargas transientes do trfego e pela sua resistncia ao acmulo de deformaes plsticas e ao trincamento por fadiga so os outros parmetros estruturais que completam a influncia da estrutura no desempenho dos pavimentos. A durabilidade dos materiais (resistncia degradao granulomtrica, gua e a alteraes qumicas) tambm afeta o desempenho do pavimento.

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A rapidez com que as guas que se infiltram no pavimento so escoadas para fora do raio de ao das tenses aplicadas pelas cargas do trfego afeta a gerao de afundamentos plsticos. Importam, neste aspecto, as condies de drenagem sub-superficial (drenagem da camada de base) e profunda (nvel do lenol fretico). A drenagem superficial afeta mais a segurana do usurio, embora o acmulo de guas pluviais em trincas no revestimento leve a uma degradao mais acelerada dessa camada (fenmeno do stripping). Um aspecto importante diz respeito irregularidade longitudinal que o pavimento ir apresentar logo ao ser aberto ao trfego. Quanto maior for essa irregularidade, maiores sero as solicitaes dinmicas a que o pavimento estar sujeito. Alm disso, a prpria frmula de dimensionamento da AASHTO mostra que, se o nvel de serventia inicial for igual a PSI0 = 4.0, por exemplo, a vida de servio do pavimento ser menor do que se um melhor padro de construo for obtido, levando a PSI0 = 4.5, por exemplo. Alm desse aspecto relacionado geometria, quanto maior for a heterogeneidade longitudinal das propriedades dos materiais das camadas, maior ser a irregularidade futura gerada pela repetio das cargas do trfego. Estes parmetros esto relacionados variabilidade obtida na construo em decorrncia dos processos construtivos e do controle tecnolgico e de qualidade efetuado durante as obras. 2.4 - Modelos de Previso de Desempenho Quando de trata de proteger os investimentos em infra-estrutura, representados por um pavimento, contra a degradao que produzida pela passagem repetida das cargas do trfego, est em jogo um dos principais problemas da tecnologia da pavimentao: encontrar a relao existente entre as caractersticas da estrutura do pavimento (seo do pavimento, materiais utilizados, variabilidade construtiva), as condies climticas e de trfego a que ele estar submetido, e o desempenho que se pode esperar para o pavimento. Relaes desta natureza esto expressas em mtodos para dimensionamento estrutural da seo e em modelos de previso de desempenho, e so aplicadas ou para o projeto de pavimentos novos ou no projeto de restaurao de pavimentos degradados. Estes dimensionamentos estruturais tm suas eficcias econmicas dependentes da confiabilidade e da acurcia dos modelos de previso de desempenho embutidos no mtodo de projeto adotado. A esse respeito, os mtodos de projeto empricos tm aplicabilidade limitada e os modelos mecanstico-empricos existentes tm problemas em sua base terica, levando a resultados inconsistentes, alm de sua calibrao experimental ser bastante restrita. O pavimento uma estrutura bastante complexa no que diz respeito previso de seu desempenho futuro, por ser este dependente da interao de uma srie de fatores (trfego, clima, processos construtivos, condies de drenagem, estrutura do pavimento, materiais de construo utilizados e poltica de manuteno adotada), cuja quantificao difcil e sujeita a variaes estocsticas. Os mtodos tradicionais, utilizados para o dimensionamento estrutural dos pavimentos, apresentam uma srie de deficincias importantes, podendo-se citar:

1. So de natureza emprica, o que praticamente restringe a confiabilidade de sua aplicao s condies climticas, de trfego e de materiais de construo existentes nos trechos experimentais cujo desempenho lhes deram origem;

2. Sofrem de uma falta de acurcia fundamental para considerar o reflexo no desempenho do pavimento de variaes nas propriedades mecnicas dos materiais, bem como de alteraes na configurao do trfego (distribuio de freqncias das cargas de eixo, tipos de suspenso e de pneus, presso de inflao dos pneus, geometria dos eixos) e das variaes sazonais de temperatura e umidade;

3. No fornecem uma previso da condio estrutural e funcional futura do pavimento, inviabilizando a anlise econmica no ciclo de vida de alternativas de soluo, a qual

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requer a previso das necessidades futuras de conservao e de restaurao de cada alternativa.

Estas limitaes vm comprometendo a eficcia econmica dos projetos, que podem ser desnecessariamente caros, por levarem implantao de uma infra-estrutura que vai ser degradada ao longo do tempo mais pela ao dos fatores ambientais (variaes de temperatura, de insolao e de umidade, oxidao do ligante betuminoso) do que devido utilizao pelo trfego. Esta questo mais crtica quando se trata de definir a espessura a ser adotada para uma camada asfltica de revestimento, por ser esta uma camada bastante afetada pelo intemperismo. Ao mesmo tempo, a no considerao explcita, nesses mtodos, dos mecanismos pelos quais a degradao estrutural se processa (trincamento por fadiga ou por reflexo, acmulo de deformaes plsticas sob cargas repetidas) pode levar a subdimensionamentos, como ficou notrio em casos como o da BR-290/RS e da SP-170, para citar apenas alguns exemplos. Neste contexto, surgiram e vm sendo continuamente aperfeioados os modelos de previso de desempenho do tipo mecanstico-emprico, os quais consistem, essencialmente, da associao entre trs componentes fundamentais:

1. Um modelo estrutural para o clculo das respostas da estrutura do pavimento passagem das cargas do trfego, respostas estas na forma de tenses, deformaes e deflexes em toda a estrutura;

2. Uma teoria de deteriorao que explique, em termos fundamentais, os mecanismos pelos quais os diversos tipos de defeitos de origem estrutural surgem e se propagam, teoria esta que seja funo das propriedades dos materiais e das respostas s cargas do trfego calculadas pelo modelo estrutural;

3. Uma calibrao experimental das previses tericas do modelo, de modo a que este reproduza o desempenho que foi observado em uma base de dados constituda por pavimentos em servio. Os Fatores ou Funes de Calibrao obtidos devem refletir a influncia de variveis que no puderam ser modelizadas de forma adequada. Os efeitos climticos, as prticas construtivas locais (que afetam a heterogeneidade dos materiais) e caractersticas especficas das cargas do trfego, especialmente aquelas que afetam as solicitaes dinmicas que so aplicadas ao pavimento, constituem os principais fatores a serem considerados neste processo de calibrao.

A confiabilidade dos resultados obtidos por meio de uma anlise estrutural depende da validade de cada um dos componentes do modelo mecanstico-emprico, bem como da coerncia da associao entre esses componentes. Na fase atual da tecnologia, pode-se dizer que o gargalo do sistema encontra-se no terceiro componente, ou seja, na calibrao experimental das previses tericas do modelo. Como nenhuma corrente mais forte que o mais fraco de seus elos, compreende-se o enorme esforo de pesquisa que est sendo envolvido nos estudos do programa LTPP (Long-Term Pavement Performance) do FHWA, que tem por objetivo o desenvolvimento de modelos de previso de desempenho mecanstico-empricos mais confiveis, atravs do monitoramento, durante 15 anos, de sees experimentais abrangendo as mais variadas condies nos EUA e Canad. Modelos desta natureza atuam na direo de se superar as deficincias dos mtodos empricos de dimensionamento (Refs. [2], [7] e [9]). Digno de nota o investimento do FHWA nos EUA na pesquisa LTPP (Long-Term Pavement Performance), que consiste no monitoramento, durante 15 anos, do desempenho de trechos experimentais implantados em rodovias em servio nos EUA e Canad, com o objetivo de se aperfeioar modelos de previso do tipo mecanstico-emprico, razo pela qual todas as sees esto sendo muito bem caracterizadas do ponto de vista estrutural, por meio de levantamentos deflectomtricos com o Falling Weight Deflectometer e ensaios para medida do mdulo de deformao resiliente em

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laboratrio (Ullidtz, 1987). Este esforo est sendo motivado pela conscincia cada vez maior das deficincias dos modelos mecanstico-empricos que foram at hoje desenvolvidos. Alm do problema relativo ao projeto de pavimentos novos, a reflexo de trincas atravs de uma camada asfltica aplicada como recapeamento em um pavimento trincado tem invalidado as previses convencionais de desempenho, baseadas em critrios estritamente deflectomtricos, e cancelado os benefcios que seriam obtidos com a restaurao. Intensas pesquisas vm sendo conduzidas com o objetivo de se racionalizar o projeto de restaurao atravs do desenvolvimento de modelos mecanstico-empricos para o dimensionamento de Sistemas Anti-Reflexo de Trincas. O Mtodo de Projeto de Pavimentos do DNER de 1981 consiste de uma evoluo do mtodo original de 1966, quando foram incorporados alguns resultados da AASHO Road Test e experincias do seu autor (Murillo Lopes de Souza). As curvas de dimensionamento do mtodo originaram-se das experincias do Corpo de Engenheiros do Exrcito Americano (USACE), divulgadas no incio da dcada de 60. Como tal, a espessura total de camada granular, a ser construda acima de uma camada de solo com determinado CBR, garante a proteo dessa camada contra acmulo de deformaes plsticas excessivas. O fato de no existir degelo da primavera no Brasil, aliado constatao de que a umidade de equilbrio dos subleitos nas rodovias tende a se situar abaixo da tima, implicam em que as espessuras obtidas levam a superdimensionamentos, no que se refere proteo contra afundamentos em trilha de roda. Quanto ao trincamento por fadiga dos revestimentos asflticos, por outro lado, as espessuras mnimas de revestimento indicadas no garantem, necessariamente, proteo adequada, devendo se complementar o mtodo por meio de anlises mecansticas adequadas. Tambm no caso de pavimentos semi-rgidos, a utilizao de coeficientes de equivalncia estrutural para as camadas no garante proteo da base cimentada contra trincamento prematuro por fadiga e nem a obteno do dimensionamento economicamente mais eficaz. Um mtodo emprico quando consiste de bacos, tabelas ou frmulas para dimensionamento que refletem o desempenho observado em alguns pavimentos em servio. So correlaes diretas entre alguns parmetros estruturais e de trfego e a vida de servio esperada. Suas vantagens incluem:

Utilizao fcil e rpida, o que conveniente para pr-dimensionamentos ou em aplicaes rotineiras;

Necessidade de poucos dados, sendo estes, inclusive, de fcil obteno; Simplicidade, o que permite ao projetista ganhar, em pouco tempo, uma

sensibilidade quanto s influncias dos diversos parmetros de que depende o mtodo nos dimensionamentos obtidos;

Reproduo do desempenho de alguns pavimentos em verdadeira grandeza, j embutindo, portanto, os efeitos do trfego real (cargas, geometria dos eixos, solicitaes dinmicas) e os do intemperismo.

Suas desvantagens, por outro lado, incluem:

So vlidos, a rigor, apenas dentro das condies estruturais, climticas, de trfego e de materiais referentes s sees experimentais que lhe deram origem. Sua extrapolao para fora dessas condies deve ser, portanto, cuidadosa;

Sofrem de uma falta de acurcia fundamental para se analisar os reflexos, para o desempenho, de variaes nas propriedades mecnicas dos materiais, o que impede seu uso para se integrar a dosagem das misturas com o projeto do pavimento, sem falar na impossibilidade de considerao de novos materiais;

Nada informam acerca da evoluo das condies estruturais e funcionais do pavimento ao longo de sua vida de servio.

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J os mtodos mecanstico-empricos efetuam a integrao de um modelo estrutural para o pavimento, modelo este relacionado estreitamente com a gerao de defeitos na estrutura, com uma base experimental. Para tanto, utiliza as chamadas Funes de Transferncia, que relacionam as respostas da estrutura s cargas do trfego (tenses, deformaes, deflexes) ao surgimento e evoluo dos defeitos (trincamento, deformaes plsticas). Suas vantagens incluem:

Apresentam elevada acurcia para se analisar os efeitos, para o desempenho do pavimento, de variaes nas propriedades mecnicas dos materiais, bem como de variaes especiais nas caractersticas das cargas do trfego atuante (presso dos pneus, geometria dos eixos e trens de pouso);

Permitem a anlise de novos materiais, j que utilizam, como dados de entrada, propriedades mecnicas fundamentais (mdulos de elasticidade, resistncias, leis de fadiga), e no resultados de ensaios-ndice (como CBR, LL, LP ou Estabilidade Marshall);

Embora sua base experimental seja forosamente limitada, quanto mais bem elaborado e mais cientificamente embasado for o modelo terico, maior ser a confiabilidade do mtodo e maior ser a sua universalidade, ou seja, maior ser a confiana em se aplic-lo a situaes diversas daquelas abrangidas pela sua base emprica, em termos de condies climticas, caractersticas do trfego e natureza dos materiais;

Permitem a previso do desempenho do pavimento ao longo de sua vida de servio, o que fundamental quando se deseja estimar os custos futuros de conservao e de restaurao (como feito nos SGPs em nvel de projeto).

Suas desvantagens incluem:

Tendem a ser de utilizao trabalhosa; Requerem uma srie de parmetros cuja obteno pode ser onerosa e demorada.

Apesar destas desvantagens, os benefcios econmicos resultantes de um projeto mais confivel e com maior acurcia para lidar com os diversos fatores intervenientes justificam o esforo adicional requerido para a aplicao de um mtodo mecanstico-emprico. razovel admitir-se que nenhum modelo seja capaz de simular perfeitamente o desempenho de um pavimento, tendo-se em conta os efeitos imprevisveis do tempo e do meio ambiente. Assim, os modelos mecanstico-empricos devem ser encarados como formulaes mecansticas que servem de base para a interpretao e a correlao com observaes de campo, ou seja, como modelos empricos com base mecanstica. Referncias IPR/DNER - Sistema de Gerncia de Pavimentos. Relatrio Final do Contrato PG-068/91-00,

Rio de Janeiro, 1993. Rigo, J.M., Degeimbre, R. & Francken, L. (Editors) - Reflective Cracking in Pavements, State of

the Art and Design Recommendations. Proceedings of the Second International RILEM Conference, Liege, Belgium, March 10-12, 1993.

SHRP - Long-Term Pavement Performance: Proceedings of the SHRP Midcourse Assessment Meeting. Report SHRP-LTPP/UWP-91-514, National Research Council, Washington, D.C.

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Elliott, R.P. & Thompson, M.R. - Mechanistic Design Concepts for Conventional Flexible Pavements. Report No. FHWA-IL-UI-208, University of Illinois at Urbana-Champaign. February, 1985.

Ullidtz, P. - Pavement Analysis. Elsevier, Amsterdam, 1987. International Conferences on Structural Design of Asphalt Pavements (1962, 1967, 1972,

1977, 1982, 1987, 1992). University of Michigan, Ann Arbor, and Delft University of Technology, The Netherlands.

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3 Materiais de Pavimentao __________________________________________________________

3.1 Introduo O desempenho de um pavimento fortemente condicionado pelas caractersticas que suas camadas asflticas exibem in situ. O mesmo se pode dizer acerca das camadas cimentadas, quando existentes. Essas caractersticas dependem dos materiais utilizados (agregados, finos, ligante) , da dosagem da mistura, de suas condies de compactao (densidade, umidade) e do processo construtivo (mistura, espalhamento, compactao). Por mais adequado que tenha sido o dimensionamento da estrutura s cargas do trfego de projeto e por melhores que sejam as condies de drenagem, o pavimento apresentar um desempenho insatisfatrio, levando a um pssimo balano financeiro para o investimento realizado se a especificao dos materiais e a construo das camadas falhar em algum aspecto importante, principalmente no que diz respeito s camadas asflticas e cimentadas, por serem componentes de alto custo, com importante funo estrutural e que so suscetveis ao trincamento, o qual compromete a impermeabilizao da estrutura. Para os materiais com longa tradio de uso, a experincia de campo levou elaborao de metodologias de dosagem de carter fundamentalmente emprico, baseadas em propriedades-ndice e em caractersticas volumtricas. As vantagens dessas metodologias so as seguintes:

Refletem a experincia com o desempenho observado no campo em longo prazo; So de aplicao simples e rpida, no requerendo equipamentos sofisticados.

Com o tempo, contudo, as seguintes deficincias foram se tornando evidentes:

No permitem a considerao de novos materiais, para os quais no se dispe de experincias de desempenho em longo prazo;

No tm acurcia suficiente para permitir que uma otimizao seja efetuada no dimensionamento estrutural do pavimento.

Em vista destas deficincias, diversas metodologias racionais, baseadas em propriedades mecnicas fundamentalmente relacionadas ao desempenho do pavimento, vm sendo desenvolvidas e aplicadas. Estas metodologias adquirem especial relevncia no caso dos materiais reciclados, cuja importncia para a reduo de custos e para a preservao ambiental tem sido crescente.

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A concepo de uma seo de pavimento envolve, usualmente, a disposio das camadas, de cima para baixo, em ordem decrescente de custo e de capacidade de suporte. Quanto mais prximo das cargas de roda do trfego, maior deve ser a resistncia ao cisalhamento dos materiais, uma vez que maiores so as tenses cisalhantes que so aplicadas pelas cargas de roda. As especificaes para compactao se tornam tambm mais severas medida em que a camada se aproxima das cargas de roda. Assim, o subleito pode ser compactado na densidade correspondente Energia Normal, a sub-base na densidade mxima da Energia Intermediria, a base na Energia Modificada e o revestimento em CBUQ a 97-100% da densidade de projeto obtida na dosagem pelo Mtodo Marshall.

A construo de um pavimento envolve consideraes acerca de:

Especificao dos materiais componentes da estrutura; Processos construtivos (seleo e preparao dos materiais bsicos, misturao,

espalhamento, compactao, cura); Equipamentos a serem utilizados; Calibrao e controle de usinas (de solos, de asfalto e de agregados); Controle tecnolgico da execuo (parmetros a serem observados e faixas de

aceitabilidade). Com relao e esses aspectos, deve-se dizer que nenhum projeto apresentar os resultados almejados se a construo for falha em algum desses itens. comum, no Brasil, observar-se maus desempenhos que so causados por processos construtivos inadequados ou mal controlados. Os mtodos de projeto empricos especificam as condies mnimas para compactao dos diversos tipos de solos, em funo de sua natureza (argilosos, siltosos, arenosos, pedregulhosos) e em funo da camada do pavimento em que o solo ser utilizado (sub-base, reforo, subleito). A energia em que um dado solo ser efetivamente compactado definida em laboratrio (Ensaio de Compactao), em primeira instncia, sendo ajustada no campo em funo dos resultados obtidos. Sinais que denotam problemas com a energia utilizada devem ser observados, como o trincamento de uma camada recm-compactada, que costuma estar associado ao emprego de uma energia de compactao excessiva. Neste caso, o trincamento resulta de elevadas tenses residuais horizontais deixadas pela compactao, que superam a resistncia do solo. Este um claro indcio de que a energia utilizada excessiva para a estrutura do solo e deveria ser diminuda. Esta reduo no deveria, contudo, ser da forma 95% da densidade mxima do Proctor Modificado, se antes se tentou 100% do Proctor Modificado, por se estar, por esse meio, fugindo da regio de estabilidade que corresponde umidade tima e densidade mxima de uma dada energia. prefervel adotar-se 100 % da densidade mxima do Proctor Normal, por exemplo. O controle da compactao feito por meio da densidade e da umidade do solo, na camada compactada. Aparelhos como o densmetro nuclear tornam esta medio mais confivel e rpida, em relao aos procedimentos usuais. As classes de materiais que costumam fazer parte de uma estrutura de pavimento so:

Materiais Betuminosos; Materiais Cimentados; Materiais Granulares; Produtos para Manuteno; Solos Estabilizados Granulometricamente;

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Solos compactados: estabilizao mecnica do solo por meio de expulso de ar dos vazios, a fim de aumentar a resistncia e a estabilidade;

Solos naturais: deve-se atentar para o fato de que a capacidade de suporte do subleito natural pode ser menor ou maior que a do mesmo solo aps escarificao e compactao.

No caso de solos, dentre os sistemas de classificao existentes, a Classificao

Unificada (USCS) a mais recomendvel para efeito de denominao e estimativa de propriedades. 3.2 O Solo de Subleito O uso de mapas temticos gerados atravs das tcnicas de sensoriamento remoto ou das fotografias areas se restringe a alertar os engenheiros sobre problemas potencialmente presentes nas reas a serem atravessadas pelas vias a serem implantadas. Podem ser utilizados ainda para localizao preliminar de jazidas promissoras de materiais (solos, agregados, areias). As reas mais povoadas, onde h mais demanda por pavimentao (urbana ou rodoviria) tendem a ser aquelas onde a agricultura mais rica, o que significa, em geral, os baixos plats ou solos argilosos e com abundncia de gua, implicando em condies de projeto mais desfavorveis para a implantao das estruturas

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