Deformação Permanente – Descubra como e por que os pavimentos afundam!

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Figura 1 – Deformação Permanente na Trilha de Roda. Fonte da Figura: https://www.roadex.org/

No processo de aprendizagem, nós engenheiros estudamos diversas disciplinas que ditam o comportamento de estruturas, como a resistência dos materiais e a teoria das estruturas. No dimensionamento de qualquer estrutura existe um critério de falha, definido para que quando o carregamento solicitante for maior que admissível ocorre a falha do elemento estrutural.

Os pavimentos, assim como estruturas de vigas e pilares, também assumem critérios de ruptura para dimensionamento da estrutura. Entretando, os pavimentos apresentam uma particularidade que muitos consideram como previlégio e que, muitas vezes, é utilizado como justificativa para as negligências que ocorrem nesse tipo de estrutura.

Qual é esta particularidade? Bom, os pavimentos não caem! Mas, não fique feliz pois eles afundam! Nesse artigo vamos discutir como e por que ocorre o afundamento de pavimentos.

Conheça as características e variações de Misturas Asfálticas Mornas e Semimornas!

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Figura 1 – Comparação de aplicação de Mistura Asfáltica Quente (esquerda) e mistura morna (direita). Fonte da Figura: Barthel et al, 2004.

As misturas asfálticas desempenham um papel muito importante na nossa sociedade moderna, sendo o principal tipo de revestimento utilizado nas rodovias e o asfalto um dos materiais mais utilizados no mundo. Por outro lado, do mesmo modo que estes materiais são importantes, quando aquecidos eles são responsáveis pelo aumento de emissões de efeito estufa. Além disso, os fumos de asfalto resultantes da usinagem de misturas asfálticas são prejudiciais para saúde dos operadores durante o processo de usinagem, transporte e compactação. Se quiser conhecer um pouco mais sobre as consequências ambientais do aquecimento de misturas asfálticas leia nosso artigo clicando aqui.

Mas, como reduzir a emissão desses gases e fumos de asfalto?

Uma das formas de reduzir os efeitos danosos do aquecimento das misturas asfálticas é justamente diminuindo sua temperatura de usinagem, transporte e compactação. Contudo, a redução de temperatura não pode ocorrer apenas por um processo de escolha tendo em vista que a temperatura utilizada desempenha função importante na qualidade final da mistura.

Fumos de Asfalto – Conheça as consequências ambientais do aquecimento de Misturas Asfálticas!

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Figura 1 – Efeitos do Aquecimento de Misturas Asfálticas. Fonte da Figura: https://asphaltpa.com.br/

As misturas asfálticas, e em mais específico o concreto asfáltico usinado a quente, são utilizadas em quase todas as obras de infraestrutura rodoviária no Brasil e no mundo. Essas misturas usinadas são, em sua maioria, aquecidas em temperaturas da ordem de 150°C a 170°C. Como vimos no artigo sobre oxidação do ligante asfáltico, o aquecimento em elevadas temperaturas faz com que parte oleosa (aromáticos) diminua e os asfaltenos aumentem, gerando um envelhecimento de curto prazo no processo de usinagem.

Mas por que aquecer a mistura asfáltica? Vamos relembrar!

O aquecimento para o processo de usinagem de uma mistura asfáltica a quente tem 3 objetivos. O primeiro objetivo está relacionado com a secagem dos agregados, pois caso o agregado possua umidade pode ocorrer um processo conhecido como “stripping“. O stripping consiste da perda de aderência entre ligante e agregado e que começa, geralmente, da parte inferior da camada asfáltica.

As limitações em métodos de dimensionamento – Como dimensionar um pavimento de mineração?

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Figura 1 – Haul Truck. Fonte da Figura: https://www.miningglobal.com/

No decorrer de um curso de graduação em engenharia civil o aluno passa por uma série de disciplinas para uma análise estrutural, a resistência dos materiais e a teoria das estruturas tornam-se rotineiras a partir do segundo ano da engenharia. Geralmente essas disciplinas focam mais em análises de vigas e pilares, sendo que outras estruturas ficam para um segundo plano e abordadas em disciplinas específicas.

Em algumas faculdades a disciplina de estradas é muito genérica e, com isso, não consegue apresentar todos os conceitos que envolvem a engenharia rodoviária ou, em um sentido mais amplo, a infraestrutura de transportes. Falta carga horária para uma abordagem ideal. Dessa forma, a área de pavimentação é pouco estudada em nível de graduação e, na maioria dos casos, o método de dimensionamento de pavimentos é apresentado sem a correta contextualização e sem detalhar suas limitações. Limitações estas tanto em níveis de carga quanto de previsão de desempenho.

A classificação SUPERPAVE de Ligantes Asfálticos

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Figura 1 – Classificação Superpave. Fonte: http://www.eng.auburn.edu/

Nos últimos artigos nós discutimos sobre o processo de destilação do petróleo, sobre as frações do asfalto e sobre a classificação com base na penetração e na viscosidade. No Brasil o método de classificação por penetração ainda é o mais utilizado, contudo nos EUA e em outros países o asfalto é classificado com base nas temperaturas máximas e mínimas  que eles estão submetidos – a classificação por desempenho.

Em 1987 foi criada a Strategic Highway Research Program (SHRP) com um plano de estudos de 5 anos e uma verba de R$ 150 milhões. O objetivo da pesquisa da SHRP era o de melhorar o desempenho, durabilidade e a segurança das estradas nos Estados Unidos da América. Um dos principais resultados dessa pesquisa é o nosso tema de discussão de hoje, o método de avaliação dos ligantes para pavimentação por desempenho – chamada de Superior Performance Pavement (Superpave).

Como classificar Ligantes Asfálticos por Penetração e Viscosidade

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Figura 1 – Corpos de Prova de Asfalto. Fonte da Figura: IPR (2017)

O cimento asfáltico de petróleo é um material viscoelástico, ou seja, que pode apresentar propriedades tanto elásticas quanto viscosas. Essa variação no seu comportamento é função da temperatura e do tempo de carregamento no qual está submetido.

No artigo sobre o processo de refino do asfalto, asfalto borracha e outros artigos, vimos que o asfalto precisa de aquecimento até uma determinada temperatura para que ocorra a diminuição da sua viscosidade e permita a usinagem. Ou seja, as propriedades físicas do asfalto são totalmente relacionados com a temperatura.

Fracionando o Asfalto – Por que ocorre a oxidação do ligante

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Figura 1 – Mistura Asfáltica. Fonte da Figura: MPI Asfaltos

O asfalto é o principal material utilizado para o revestimento de estradas no Brasil, como mencionado anteriormente no artigo sobre o processo de refino do petróleo. O material asfáltico é um ligante betuminoso termoviscoplástico com características também impermeáveis e pouco reativo.

Entretando, segundo Bernucci et al (2008) o comportamento termoviscoelástico é utilizado como uma aproximação suficiente do comportamento dos materiais termoviscoplásticos como o asfalto. A característica de termoviscoelasticidade está presente no comportamento mecânico do material, sendo dessa forma suscetível a velocidade, ao tempo e a intensidade do carregamento.

Asfalto ou Betume? Como ocorre a destilação do Petróleo

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Figura 1 – Camada Asfáltica. Fonte da Figura: http://www.splabor.com.br/blog

Quando falamos em pavimentação a primeira coisa que pensamos é nos ligantes asfálticos utilizados no revestimento, o qual é mais comum ser chamado apenas de “asfalto”, muito embora o termo pavimentação seja referente a uma estrutura – composta por diversas camadas – e não apenas de um material em específico.

Contudo, o asfalto é um termo popular e o material está presente em quase todas as ruas da atualidade e em boa parte das rodovias do mundo todo. Devido a isso, as pessoas pensam que conhecem o material e vez ou outra dão “palpites” sobre suas características. Sendo que também é comum o público mais leigo associar ao asfalto, unicamente, os defeitos que a estrutura como um todo apresenta.

O Asfalto Borracha é um Asfalto Ecológico?

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Figura 1 – Asfalto Borracha é um asfalto ecológico? Fonte da Figura: https://ecoinforme.com.br/

A cada dia milhares de veículos são produzidos no Brasil e no mundo. Segundo o blog Motor 1, de Janeiro a Setembro de 2019 foram produzidos mais de 2 milhões de carros no Brasil com base em dados fornecidos pela Anfavea – Associação Nacional dos Veículos Automotores.

De acordo com o site da Auto Esporte , apenas em 2017 a frota brasileira de veículos cresceu cerca de 1,2%. Com a facilidade de financiamentos, o que não quer dizer juros menores, o número de pessoas adquirindo veículos cresceu e resulta na diminuição no número de habitantes para cada veículo no Brasil, conforme observamos na Figura 2.

Influência do trem de pouso para definição da Aeronave crítica em Pavimentos

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Fonte: https://www.businessinsider.com/

O Mix de Frota é o conjunto de aeronaves de todas as companhias aéreas que operam em um determinado aeroporto para atender uma demanda estabelecida na previsão do tráfego, o qual é função do volume anual de passageiros e do Mix de Frota da hora pico. As companhias aéreas possuem em sua frota aeronaves de diferentes categorias, ou seja, cada uma opera para um determinado objetivo e com isso reduzem custos.

De acordo com o site oficial da LATAM, a companhia aérea possui em sua frota 6 tipos de aeronaves divididas para rotas domésticas e rotas internacionais. A companhia utiliza para rotas domésticas as aeronaves da Airbus modelos A319, A320 e A321. Já para rotas internacionais a companhia utiliza dois modelos da Boeing, B767 e B777, e o modelo A350 da Airbus. Observando a Frota da LATAM podemos analisar o peso máximo de decolagem dessas aeronaves e o seu trem de pouso principal, conforme resumo do Quadro 1 de valores fornecidos pela ANAC.

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