Qual a influência da temperatura nos pavimentos de concreto

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Fonte: https://www.cimentoitambe.com.br/

Os pavimentos de concreto ficam submetidos a tensões relacionadas a variação de temperatura entre o dia e a noite, sendo que essas tensões podem ser elevadas nesses pavimentos.

Durante o dia, o topo do pavimento de concreto fica exposto a radiação solar o qual aquece a sua superfície e dessa forma a temperatura no topo é maior que a temperatura do fundo. Essa diferença de temperatura faz com que o topo do pavimento tenha tendência de expandir em relação a linha neutra e o fundo tende a contrair.

Por que é tão difícil dimensionar pavimentos com precisão?

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Durante muito tempo os ábacos desenvolvidos para dimensionamento de pavimentos e em vigor no Brasil através do método DNER (1981), nos levaram a uma breve e precipitada conclusão de que estruturas de pavimentos são fáceis de serem dimensionados.

Afinal nós calculamos o número de repetições do eixo padrão rodoviário (N), encontramos valores em ábacos e substituímos nas inequações para encontrar as espessuras equivalentes de material granular. Algo fácil, né? Mas não é bem assim.

Análise da relação entre a falta de aderência entre camadas e a vida de fadiga dos pavimentos flexíveis

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Figura 1 – Defeitos no pavimento do projeto asfalto novo após 4 meses de recapamento. Fonte: Autor (2018)

No final de 2017, durante o programa Asfalto novo, presenciei a execução de revestimento asfáltico com chuva. Vi também em outras oportunidades, não apenas realizadas pela prefeitura, a execução do revestimento sem esperar a cura da imprimação. Meses depois, pra ser mais exato 4 meses depois, o “asfalto novo” já apresentava diversos defeitos.

Na época desse ocorrido com o projeto da prefeitura eu até escrevi um artigo sobre o assunto, que você pode ler aqui mesmo no Além da Inércia clicando aqui.

Pois bem, mas o que esses fatos citados interferem no pavimento? Há alguma relação desses erros de execução com a vida útil dos pavimentos ou ocorreu um erro de projeto?

Como dimensionar Pavimentos Aeroportuários pelo método CBR

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Fonte: Autor desconhecido

Aqui no além da inércia já apresentamos diversos artigos sobre estruturas de pavimentos, indo desde a aplicação de misturas asfálticas, materiais granulares, estabilizantes e o projeto de pavimentos pelo método do DNER.

O método de dimensionamento de pavimentos aeroportuários é uma adaptação do método de dimensionamento CBR utilizado pelo departamento de estradas da Califórnia e foi desenvolvido pela USACE, levando em consideração é claro extrapolações para cargas aeronáuticas. Em pavimentos aeroportuários estão presentes os flexíveis, aplicados em áreas de circulação de aeronaves, e os rígidos, aplicados em áreas de rampa, pátios e hangares.

Como dimensionar Pavimentos flexíveis pelo Método da AASHTO (1993)

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Em 1981 o DNER apresentou o método de dimensionamento de pavimentos flexíveis, o qual é baseado em resultados do United States Army Corps of Engineers (USACE) e em conceitos obtidos da pista experimental da AASHO. Esse método além de ser o apresentado aos graduandos em Engenharia, também é um dos mais utilizados pelos Engenheiros no Brasil enquanto o “novo método” de dimensionamento mecanístico-empírico é desenvolvido pelo DNIT.

Contudo, em 1993 a AASHTO apresentou o seu método de dimensionamento de pavimentos flexíveis, como uma atualização ao método anterior da AASHTO, o qual a base do método também é empírica e resultado da pista experimental da AASHO. Essse método apresenta como principais parâmetros de análise os seguintes itens:

Análise da Equivalência estrutural em Pavimentos Asfálticos

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O método de dimensionamento do DNER (1981) busca atender o parâmetro de ruptura do material de subleito medido no ensaio CBR. Com isso, o modelo para avaliações e espessuras está relacionado com a diminuição de tensões cisalhantes no subleito e, de forma implícita, diminui as deformações no topo da camada de subleito. As avaliações de tração na fibra inferior do revestimento, e deflexões do topo de revestimento, não são considerados nesse método.

Com base no dimensionamento de pavimentos flexíveis do DNER é possível variar as espessuras do pavimento, sendo que o método apresenta certas recomendações de espessuras do revestimento com base no número de repetições do eixo padrão. Por apresentar um fator de equivalência entre materiais, acaba possibilitando diminuir espessura de materiais mais custosos, como os betuminosos, e aumentar a espessura de materiais granulares para compensar essa diminuição.

Qual a influência da sobrecarga na estrutura dos pavimentos flexíveis?

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Fonte: http://g1.globo.com

O atual método de dimensionamento de pavimentos do DNIT considera a diminuição das tensões propagadas pelos veículos até a camada de subleito, com ábacos obtidos por conclusões da pista experimental da AASHO (atual AASHTO) e por métodos formulados pela USACE. Entretanto os principais defeitos estruturais causados em pavimentos resultam não só dos esforços de compressão na camada do subleito, mas também pelos esforços de tração presentes nas fibras inferiores da camada de revestimento.

Os atuais métodos de dimensionamento utilizados no exterior, e o novo método de dimensionamento mecanístico-empírico, consideram esses esforços como principais para o dimensionamento. Dessa forma, vamos entender a influência das sobrecargas em relação ao eixo padrão para um número N de 10^7.

Como dimensionar o reforço estrutural em pavimentos asfálticos

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https://www.engenhariacivil.com

Diversos são os métodos de dimensionamento de um reforço estrutural, cada levando um ou mais critérios de dimensionamento. Os métodos mais utilizados nos Brasil são aqueles que tem origem estrangeira: americanos ou latino americanos.

Alguns destes métodos de reforço estrutural adotam um ou mais critérios. Entretanto antes da adoção de um modelo é importante a realização de uma retroanálise para determinar o módulo de resiliência das camada, aplicar em modelos de análise de deformações e tensões e então saber e mensurar o motivo dos defeitos apresentados no pavimento. Aqui serão apresentados dois modelos de dimensionamento, o CBR e o DNER-PRO B.

Como dimensionar pavimentos flexíveis pelo método do DNER (Atual DNIT)

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O dimensionamento de um pavimento consiste na determinação das espessuras das camadas, e dos tipos de materiais que serão utilizados, como forma de construir uma estrutura capaz de suportar a um determinado volume de tráfego pré estabelecido pelo horizonte de projeto e nas condições climáticas.

Os pavimentos podem apresentar diversos modelos de ruptura, como foi apresentado anteriormente. A ruptura em que é verificada a incapacidade do pavimento de suportar as cargas aplicadas e apresenta deformações plásticas é caracterizada de ruptura plástica e estrutural.  Quando o pavimento não atende mais ao usuário, de forma a não propiciar o conforto e a segurança ao rolamento, caracteriza uma ruptura de natureza funcional. Dessa forma é necessário estabelecer um ou mais tipos de ruptura para o projeto.

Conheça o ensaio CBR e sua aplicação na Pavimentação!

O ensaio do índice de suporte califórnia, também chamado pelo original em inglês – California Bearing Ratio (CBR) –  é o principal método de avaliação da resistência do solo para o dimensionamento de pavimentos pelo método do DNER (1981). O Ensaio de índice de suporte Califórnia tem por função determinar a resistência a penetração no solo através de um pistão padronizado, de 20 centímetros quadrados de área, em relação a uma brita padrão e também a expansão da amostra através da diferença inicial e final de volume.

No final da década de 1920 quando o engenheiro Porter realizava extensas investigações sobre as causas de rupturas em pavimentos flexíveis em rodovias, às investigações apontavam que as causas mais comuns da ruptura eram os deslocamentos do solo do subleito e a consolidação diferencial das camadas. A Figura 1 ilustra os equipamentos utilizados no ensaio CBR.

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Figura 1 – Equipamentos do Ensaio
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