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Mecânica dos Pavimentos – Do início aos dias de hoje!

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Figura 1 – Análise de tensões no ANSYS. Fonte: Autor, 2021.

A primeira teoria que possibilitou o estudo da mecânica dos pavimentos foi desenvolvida por Joseph Boussinesq (1842-1929) no final do século XIX, a qual permitia o cálculo de tensões, deformações e deslocamentos em um meio elástico em função da profundidade de análise (z) e da distância radial (r). As equações propostas por Boussinesq consideravam a aplicação de uma carga pontual (P) em um meio semi-infinito, homogêneo, elástico e isotrópico com base na lei de Hooke generalizada, conforme Figura 1. Por considerar uma carga pontual, inicialmente as equações de Boussinesq não seriam válidas para uso em pavimentação. Contudo, as equações foram estendidas para uma carga uniformemente distribuída (p) sobre área circular de raio a, conforme Figura 2. (BALBO, 2007). Você pode conhecer mais sobre as Equações de Boussinesq no nosso artigo sobre o tema.

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Estas são as funções dos pavimentos!

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Figura 1 – Esta é a função dos pavimentos. Fonte: Autor, 2020.

As estruturas da engenharia civil estão presentes no dia-a-dia das pessoas, de forma que, muitas vezes, o leigo acredite que tem conhecimento suficiente para opinar sobre alguns conceitos que tangenciam nossa profissão. Não é atoa que vemos construções residenciais sem a consulta de um profissional capacitado para de fato projetar, planejar e executar aquela construção. Na pavimentação acontecem alguns pontos parecidos. O fato de diariamente presenciarmos os pavimentos em ruas da cidade, muitas vezes trincados, infelizmente, faz com que pensemos que esse é o normal. “Pavimentos sempre estarão trincados”, é o que o público leigo acaba pensando.

Bom, nosso papel como engenheiros e educadores é justamente prevenir com que esse tipo de pensamento aconteça. E isso só ocorrerá quando começarmos a tratar os pavimentos de fato como estruturas que devem e precisam ser conservadas. Mudar essa linha de pensamento é muito mais do que algo estético, manter pavimentos conservados tem como objetivo a manutenção das funções de um pavimento. Mas, qual seriam essas funções?

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Como utilizar o software EverFE para analisar tensões em pavimentos de concreto

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O EverFE é um software que utiliza o método dos elementos finitos (MEF) para calcular tensões e deslocamentos em estruturas de pavimentos de concreto. Este software foi criado pelo professor Bill Davids da University of Maine e pode ser adquirido entrando em contato com o professor por email.

Você quer aprender a analisar tensões em placas de concreto? Neste software eu faço um passo a passo do procedimento de análise e comentamos sobre alguns conceitos de placas de concreto. Se ficar com alguma dúvida não deixe de postar nos comentários para que possamos conversar sobre isso! Clique no link abaixo para acompanhar o vídeo:

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4 Funções de um Pavimento Rodoviário – Entenda o que é um Pavimento Rodoviário!

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Você já parou para se perguntar o que define um pavimento rodoviário? O que um pavimento rodoviário precisa cumprir ou quais critérios ele deve atender? No vídeo de hoje do Além da Inércia nós conversamos sobre as 4 funções que um pavimento deve atender!

Essas são funções que definem a necessidade de um pavimento para o uso rodoviário e, em alguns casos, outros tipos de pavimentos também! Vamos conversar um pouco sobre o que é um pavimento seguro e quais solicitações ele deve suportar. Conheça essas 4 funções dos pavimentos no nosso canal do Youtube! Link abaixo:

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Como utilizar o software FAARFIELD 2.0

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Recentemente a Federal Aviation Admnistration disponibilizou a nova versão do FAARFIELD (V.2.0), e em breve o AC 150/5320-6G estará disponível. Este novo Circular irá incorporar o novo FAARFIELD como software oficial de dimensionamento de pavimentos aeroportuários.

Esta é a primeira vídeo aula do nosso canal do Youtube, e nesse primeiro momento vamos dar uma olhada no software FAARFIELD da Federal Aviation admnistration. Nessa vídeo aula vamos dimensionar um pavimento aeroportuário, asfáltico, para um Mix de Frota.

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Entenda o Módulo de Resiliência e Módulo Complexo das misturas asfálticas

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Figura 1 – Módulo de misturas asfálticas. Fonte da Figura: Freepick

O dimensionamento de pavimentos requer que alguns parâmetros sejam estabelecidos previamente para modelar a estrutura e então calcular as respostas estruturais. No método semi-empírico de dimensiomento o único parâmetro dos materiais necessário é o índice de suporta califórnia (CBR) do subleito, uma vez que as outras camadas são encontradas assuindo um CBR mínimo de 20% para subbase e 100% – ou 80% dependendo do tráfego – para materiais de base.

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Entenda o método CBR de dimensionamento de pavimentos aeroportuários

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Figura 1 – Trem de Pouso Tandem Triplo. Fonte da Figura: Airway (2015)

Até os dias de hoje o ensaio CBR é um dos mais utilizados para caracterização do material de subleito ou de camadas granulares de pavimentos. O ensaio CBR consiste de uma comparação da pressão aplicada por um pistão padronizado para penetração em um material analisado e a pressão aplicada pelo mesmo pistão para penetração em um material padrão. A pressão é analisada para penetrações de 2,54mm e 5,08mm, conforme descrito no nosso artigo sobre o ensaio CBR.

O critério CBR foi criado pelo engenheiro Porter do California Division of Highway (CDH), considerado o primeiro método de dimensionamento de pavimentos flexíveis e obtido totalmente por uma base empírica.

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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.

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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.

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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).

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