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.

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.

Aprenda a calcular Telas de Aço e Barras de ligação em Pavimentos de Concreto

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Fonte da Figura: https://www.masterplate.com.br

O uso de telas de aço para reforço em pavimentos de concreto tem como objetivo combater e resistir as tensões que resultam do atrito entre placa e subleito ou base, sendo colocadas as telas de forma longitudinal, transversal e também as barras de ligação ao longo das juntas longitudinais.

TELAS DE AÇO

As telas de aço são consideradas como reforços para o concreto e podem ser usadas para controlar o trincamento causado por tensões de atrito, ou seja ela não aumenta a capacidade estrutural do pavimento mas permite aumentar o espaçamento entre juntas e “amarrar” o concreto trincado para manter a transferência de carga por meio do intertravamento granular.

Entenda o sistema de 3 camadas (TSCE) na Mecânica dos Pavimentos

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Fonte: https://www.custompavingwi.com

Em 1943 e 1945 foram publicados os artigos com a solução para 2 camadas do pavimento. O sistema de duas camadas foi discutido em 2 artigos distintos aqui no Além da Inércia, onde apresentamos o cálculo de tensões verticais, deflexões e também os fatores de deformação, esse último aplicado para rodas simples, duplas e tandem duplo.

Em 1958 foi publicado no Highway Research Board o artigo em que Burmister apresenta a expansão da teoria para um sistema de 3 camadas, contemplando revestimento, base e subleito. A Figura 1 ilustra um sistema de 3 camadas onde é possível observar 6 tensões, sendo elas:

Dos Gráficos de Influência ao MEF: A análise de tensões em Pavimentos de Concreto

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

Antes da criação dos softwares de elementos finitos para cálculo de tensões e deformações, foram criados gráficos que tinham por função auxiliar no dimensionamento de pavimentos de concreto. Esses gráficos de influência são baseados na teoria de fundação de winkler, ou seja a teoria de molas ou teoria do liquido denso, e usados pela Portland Cement Association (PCA) para projeto de pavimentos.

Os gráficos foram desenvolvidos para carregamentos no interior da placa e nas bordas, ou seja, não há gráficos de influência para os carregamento de canto. Esses dois gráficos disponíveis eram utilizados para diferentes pavimentos, sendo os de carregamento no interior para pavimentos aeroportuários e os de carregamento na borda usados para pavimentos rodoviários.

Como calcular os Fatores de Deformação para um Sistema de 2 Camadas (TSCE)

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Figura – Trincas de fadiga na trilha de roda. Fonte: Autor (2018)

Com o avanço da mecânica dos pavimentos foi observado que os pavimentos possuem como uma das principais causas de trincas a ruptura por fadiga da camada, observado nas trincas de fadiga em trilhas de roda e também conhecido como trinca de couro de jacaré.

Os métodos mais recentes de dimensionamento de pavimentos consideram a deformação de tração na fibra inferior do revestimento, ou da camada estabilizada, como um critério de projeto para prevenir esses defeitos na estrutura. Quando analisamos as deformações, dois tipos principais podem ser considerados sendo eles:

Aplicação de Rodas Duplas para Cálculo de Tensões do Tráfego em Pavimentos de Concreto

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Fonte da Imagem: http://infraroi.com.br/

No último artigo sobre Pavimentos de Concreto nós conversamos um pouco sobre o cálculo de tensões e deformações devido a solicitação causada pelo tráfego. Entretanto, foi informado que aquelas equações consideram apenas a aplicação de uma roda sobre o pavimento, algo totalmente irreal quando considerado um veículo rodoviário.

Dessa forma, precisamos de algumas alterações ou a introdução de um conceito para que o peso total do veículo (mais rodas) sejam consideradas na solicitação do pavimento. Quando um conjunto de rodas solicita o pavimento é necessário que essa carga seja convertida em uma área circular equivalente, contemplando o peso total.

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