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CONINFRA 2010 – 4º CONGRESSO DE INFRAESTRUTURA DE
TRANSPORTES (CONINFRA 2010 - 4º TRANSPORTATION
INFRASTRUCTURE CONFERENCE)
August 4th to 6th 2010
São Paulo – Brasil
PROPOSTA DE METODOLOGIA PARA AVALIAÇÃO DE PAVIMENTOS
ASFÁLTICOS UTILIZANDO CARACTERÍSTICAS DA BACIA
DEFLECTOMÉTRICA (PROPOSED METHODOLOGY FOR ASPHALT
PAVEMENTS EVALUATION BASED ON DEFLECTION BASIN
PARAMETERS)
FLAVIANE MELO LOPES, Engenheira Civil da Planservi Engenharia Ltda. – São Paulo/Brasil,
Mestranda em Engenharia de Transportes pela UNICAMP – Universidade Estadual de Campinas Campinas/Brasil, [email protected].
CAIO RUBENS GONÇALVES SANTOS, Engenheiro Civil da Planservi Engenharia Ltda. – São
Paulo/Brasil, Doutorando em Engenharia de Transportes pela EPUSP – Escola Politécnica da
Universidade de São Paulo – São Paulo/Brasil, [email protected].
RITA MOURA FORTES, Engenheira Civil, Professora Doutora na UNICAMP – Universidade
Estadual de Campinas – Campinas/Brasil, [email protected].
SANTI FERRI, Engenheiro Civil da Planservi Engenharia Ltda. – São Paulo/Brasil, Mestrando em
Engenharia de Transportes pela EPUSP – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo – São
Paulo/Brasil, [email protected].
CARLOS YUKIO SUZUKI, Engenheiro Civil da Planservi Engenharia Ltda. – São Paulo/Brasil,
Professor Doutor na EPUSP – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo – São Paulo/Brasil,
[email protected].
RESUMO
No Brasil, os parâmetros da bacia de deflexão mais difundidos e utilizados para a interpretação das
condições estruturais de pavimentos são a deflexão máxima e o raio de curvatura. A obtenção de
parâmetros deflectométricos com a utilização de equipamentos tipo Viga Benkelman, largamente
difundida no país, impossibilita a rápida determinação da bacia deflectométrica de uma estrutura de
pavimento, ao contrário da utilização de equipamentos tipo defletômetros. Na literatura
internacional são inúmeros os estudos acerca de bem-sucedidas tentativas de caracterização
estrutural de um pavimento através de parâmetros deflectométricos e da forma da bacia
deflectométrica. Parâmetros deflectométricos como Área (A), SCI, BDI e o BCI vêm notadamente
apresentando em trabalhos internacionais uma ótima capacidade de fornecer informações mais
precisas a respeito das diversas camadas de um pavimento através do levantamento deflectométrico
com a caracterização da bacia através de geofones distribuídos adequadamente desde o ponto de
aplicação de carga até uma distância de 120 cm. Este trabalho tem por finalidade propor uma
metodologia de avaliação estrutural de pavimentos asfálticos através de correlações entre
parâmetros deflectométricos e deformações críticas na estrutura. A análise limitou-se ao universo de
pavimentos asfálticos flexíveis, compostos de base granular e revestimento em concreto asfáltico.
Diferentemente dos estudos internacionais, os parâmetros deflectométricos determinados foram
obtidos por simulação computacional através do software ELSYM-5 que utiliza o método das
diferenças finitas no cálculo das tensões e deformações. Atualmente este software é bastante
04-017
ISSN 1983-3903
CONINFRA 2010 – 4º CONGRESSO DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES (CONINFRA 2010 4º TRANSPORTATION INFRASTRUCTURE CONFERENCE)
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difundido e utilizado no país. Verificou-se que a utilização dos parâmetros analisados pode
contribuir na determinação das deformações críticas de tração na base do revestimento e
deformação vertical de compressão no topo do subleito. Os modelos apresentados entre parâmetros
específicos resultantes das medições das bacias deflectométricas e as deformações demonstraram
uma boa correlação com os dados simulados e podem facilitar a caracterização estrutural de um
pavimento asfáltico.
PALAVRAS-CHAVE: Pavimentos Asfálticos, FWD, Parâmetros da Bacia Deflectométrica,
Avaliação Estrutural.
ABSTRACT
In Brazil, the most widely deflection basin parameters used for pavement structural analysis are
maximum deflection and radius of curvature. The use of Benkelman Beam to obtain deflection
parameters is much known in Brazil, but this equipment could not offer a fast determination of
deflection basin parameters to a pavement structure, unlike the use of deflectometer equipments. In
international literature, there are numerous successful studies using deflection parameters and the
shape of a deflection basin to characterize the structural pavement. The deflection parameters, as
the area parameter (A), SCI, BDI and BCI, are showing a great capacity to provide reliable
information about the various layers of a pavement through deflection measurements with shape
characteristics using geophones that are distributed from the point of load application to a 120 cm
of distance. This paper aims to propose a methodology for assessing structural asphalt pavements
through correlations between deflection parameters and critical strains. The analysis was limited
only for asphalt pavements with granular base. Differently of international studies, the deflection
parameters used were obtained by computer simulation with the ELSYM-5 software, that uses the
finite difference method to determine stresses and strains. Currently this software is widespread
and used in the country. Based on parameters analysis, the deflection parameters can contribute to
predict the tensile strain at bottom of asphalt concrete layer and the compressive strains of
subgrade. The models presented between specific parameters resulting from measurements of the
deflection basin and strains, they have showed a good correlation with the simulated data and it
can facilitate the asphalt pavement structural characterization.
KEY WORDS: Asphalt Pavements, FWD, Deflection Basin Parameters, Structural Evaluation.
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INTRODUÇÃO
No Brasil é crescente a utilização do deflectômetro de impacto do tipo FWD para levantamento
deflectométrico objetivando a caracterização estrutural de pavimentos urbanos e rodoviários. A
vantagem desse tipo de equipamento em relação à Viga Benkelman tradicional é a rapidez,
facilidade e segurança de operação independente das condições climáticas, confiabilidade dos
resultados quanto à repetibilidade e principalmente pela possibilidade de caracterizar com precisão
a forma completa da bacia deflectométrica.
As informações obtidas pelo levantamento deflectométrico da bacia de deformação não têm sido
totalmente utilizadas para fins de avaliação estrutural de pavimentos existentes e conseqüentemente
diagnosticar sua condição.
O objetivo do presente trabalho é verificar teoricamente para um pavimento flexível convencional
quais os fatores geométricos e elásticos de cada camada mais influenciam nos parâmetros de
curvatura da bacia deflectométrica e ainda determinar equações de correlação com a deformação
específica normal de tração na fibra inferior do revestimento asfáltico (εt) e com a deformação
específica normal de compressão no topo da camada do subleito (εv) que possam auxiliar na
avaliação estrutural do pavimento.
Verifica-se a sensibilidade de outros parâmetros da bacia levantada pelo equipamento tipo FWD,
uma vez que somente a deflexão máxima (D0) no ponto de aplicação tem sido utilizada na avaliação
estrutural do pavimento assim como o raio de curvatura que emprega dados de D0 e D25. Pelo
equipamento tipo FWD são comumente levantadas sete deflexões, são elas: D0, D20, D30, D45, D60,
D90 e D120. Assim sendo, neste trabalho é sugerida uma alteração no cálculo do raio de curvatura, ou
seja, recomenda-se a troca de D25 por D30, obtendo a seguinte fórmula de cálculo:
RSugerido =
4500
Do − D30
(1)
Onde:
RSugerido = raio sugerido de curvatura da bacia de deformação, m;
D0 = deflexão máxima, no centro de aplicação da carga, 10-2mm;
D30 = deflexão medida a 30 cm do ponto de aplicação da carga, 10-2 mm.
A fórmula do raio de curvatura sugerido (RSugerido) evitaria a necessidade de se fazer interpolações
para obter o valor de D25, e poder utilizar diretamente os dados obtidos pelo equipamento tipo
FWD. Ressalta-se a dificuldade de se medir com precisão o D25 no campo com a Viga Benkelman,
em função do posicionamento exato das rodas do caminhão durante o levantamento deflectométrico
in situ.
PARÂMETROS DE CURVATURA
A partir da bacia de deformação obtida pelo equipamento tipo FWD, é possível determinar os
módulos resilientes da estrutura através de programas computacionais que efetuam a retroanálise.
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Porém, esta análise é complexa, e se não for efetuada corretamente, pode levar a resultados
totalmente contrários à realidade.
Por este motivo, parâmetros de curvatura têm sido estudados por vários órgãos rodoviários a fim de
facilitar a tradução do comportamento estrutural de um pavimento, entre eles serão destacados:
deflexão recuperável máxima (D0), raio de curvatura (R), área da bacia deflectométrica (A), índice
da curvatura da superfície (SCI), índice de danos à base (BDI), índice da curvatura da base (BCI) e
fator de curvatura (CF).
A seguir é apresentada uma descrição simplificada de cada um destes parâmetros da bacia
deflectométrica citados.
Deflexão Recuperável Máxima (D0)
A deflexão recuperável máxima (D0) é um parâmetro importante para a compreensão do
comportamento da estrutura, no qual é afetado pela condição do subleito e pelas camadas
constituintes do pavimento. Quanto maior seu valor, mais elástica ou resiliente é a estrutura, e
maior o seu comprometimento estrutural.
No entanto, a análise isolada de seu valor pode não esclarecer completamente a questão, já que
estruturas de pavimentos distintas podem apresentar a mesma deflexão máxima, porém com
arqueamentos diferenciados na deformada. A forma da deformada é de extrema importância numa
avaliação estrutural.
Raio de Curvatura (R)
A expressão de cálculo utilizada para a determinação do raio de curvatura é aquela preconizada pelo
DNIT em seu Método de Ensaio DNER – ME – 024/94.
R =
6250
2(Do − D25 )
(2)
Onde:
R = raio de curvatura da bacia deflectométrica, m;
D0 = deflexão máxima, no centro de aplicação da carga, 10-2mm;
D25 = deflexão medida a 25 cm do ponto de aplicação da carga, 10-2 mm.
O raio de curvatura é um parâmetro indicativo do arqueamento da deformada na sua porção mais
crítica, em geral considerada a 25 cm do centro da carga, lembrando que um valor de raio
relativamente baixo e inferior a 100 m corresponde a uma condição estrutural crítica do pavimento.
Parâmetro Área (A)
O parâmetro Área (A) da bacia de deformação foi calculado através da equação apresentada a
seguir, segundo as recomendações da AASHTO (1993).
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
D
D
D 
A = 15 ⋅ 1 + 2 ⋅ 30 + 2 ⋅ 60 + 90 
D0
D0
D0 

(3)
Onde:
A = Parâmetro Área, cm;
D0, D30, D60 e D90 = Deflexões às distâncias 0, 30, 60 e 90 cm respectivamente, do ponto de
aplicação da carga, em 10 −2 mm.
O valor numérico máximo que o parâmetro área pode atingir é aproximadamente 90 cm e isso
ocorrerá quando as medidas de deflexões D0, D30, D60 e D90 forem iguais, embora na prática isto
seja muito difícil de se verificar.
As quatro deflexões iguais ou aproximadamente idênticas numericamente indicam uma estrutura
extremamente rígida, semelhante à dos pavimentos de concreto de cimento Portland ou pavimentos
asfálticos espessos e de elevado módulo de resiliência.
O mínimo valor do parâmetro área é da ordem de 28 cm e corresponde ao valor determinado para
um sistema elástico constituído de apenas uma camada. Isto pode ocorrer quando se efetua o
levantamento deflectométrico sobre o topo do subleito.
Uma estrutura constituída de três camadas elásticas que apresenta valor de área próxima do valor
mínimo corresponde a uma estrutura onde os módulos do revestimento, da base e do subleito são
praticamente iguais, situação esta indesejável para o bom desempenho real dos pavimentos. A
tabela 1 apresentada a seguir ilustra a faixa de valores de área para alguns tipos de pavimentos.
Tabela 1. Faixas de Parâmetro Área (WsDOT, 2005)
Pavimento
A - Área (cm)
Rígido de Concreto - CCP
60 - 90
Asfálticos espessos – CA > 12 cm
55 - 75
Asfálticos delgados CA < 12 cm
40 - 55
Flexíveis Fracos
28 - 40
A título de ilustração são apresentadas de maneira qualitativa na tabela 2 as condições típicas
estruturais do pavimento em função dos parâmetros deflectométricos obtidos de levantamento,
empregando-se o equipamento FWD. Naturalmente exceções podem ocorrer.
Tabela 2. Condição estrutural de pavimento em função da forma da bacia (WsDOT, 2005)
Parâmetro
Condição Genérica
Área - A
Deflexão – D0
Estrutura
Subleito
Baixa
Baixa
Fraca
Forte
Baixa
Alta
Fraca
Fraca
Alta
Baixa
Forte
Forte
Alta
Alta
Forte
Fraca
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Em resumo, as características geométricas da bacia de deformação estão geralmente associadas à
condição estrutural do pavimento, isto é, elevadas deflexões máximas e curvatura acentuada da
bacia indicam situação de pavimentos fracos, enquanto baixas deflexões e curvaturas suaves
correspondem à condição de pavimentos robustos.
Índice da Curvatura da Superfície (SCI)
O parâmetro SCI (Surface Curvature Index), que em português significa Índice da Curvatura da
Superfície, é definido como a diferença entre as deflexões sob o ponto de aplicação da carga e a
deflexão a 30 cm de distância da mesma. Este parâmetro é conhecido como o indicador mais
sensível em relação à camada asfáltica (KIM et al., 2000 e 2002).
SCI = D0 − D30
(4)
Onde:
SCI = Índice da Curvatura da Superfície, em 10 −2 mm;
D0 e D30 = Deflexões às distâncias 0 e 30 cm respectivamente, do ponto de aplicação da carga, em
10 −2 mm.
Índice de Danos à Base (BDI)
O parâmetro BDI (Base Damage Index), designado por Índice de Danos à Base, é definido com a
diferença entre as deflexões a 30 cm e a 60 cm de distância do ponto de aplicação da carga. Este
parâmetro é definido como um bom indicador da condição da base (KIM et al., 2000 e 2002).
BDI = D30 − D60
(5)
Onde:
BDI = Índice de Danos à Base, em 10 −2 mm;
10 −2 mm.
Índice da Curvatura da Base (BCI)
O parâmetro BCI (Base Curvature Index), traduzido por Índice da Curvatura da Base, corresponde à
diferença entre as deflexões a 60 cm e a 90 cm de distância do ponto de aplicação da carga. KIM et
al., (2000 e 2002) define este parâmetro como um bom indicador da condição do subleito.
BCI = D60 − D90
(6)
Onde:
BCI = Índice da Curvatura da Base, em 10 −2 mm;
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10 −2 mm.
Fator de Curvatura (CF)
O Curvature Function (CF) conhecido também como Fator de Curvatura da AUSTROADS é
definido com a diferença entre as deflexões localizadas no ponto de aplicação da carga e a deflexão
a 20 cm de distância da mesma. Segundo a AUSTROADS (2008), este é o melhor parâmetro para
estimar a probabilidade de fissuração da camada asfáltica.
CF = D0 − D20
(7)
Onde:
CF = Fator de Curvatura, em 10 −2 mm;
10 −2 mm.
Figura 1. Bacia Deflectométrica e Indicações dos Parâmetros Deflectométricos
SIMULAÇÕES TEÓRICAS DE UM PAVIMENTO FLEXÍVEL CONVENCIONAL
Para o estudo de simulação foi utilizado o programa computacional ELSYM-5. Considerou-se a
aplicação de uma carga de roda simples de 40 kN, numa área de contato circular com 15 cm de raio,
correspondendo ao ensaio com o equipamento tipo FWD e o eixo padrão de 80 kN.
As características elásticas e espessuras das camadas dos materiais empregados nos estudos
paramétricos desenvolvidos são apresentadas na tabela 3.
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Camada
Revestimento
Asfáltico
Base
Subleito
Tabela 3. Sistema Estrutural de 3 Camadas
Coeficientes de
Módulos (MPa)
Poisson
Ecbuq
0,35
750 / 1.500 / 2.250 / 3.000
3.750 / 4.500
Ebase
0,40
75 / 150 / 225 / 300
375 / 450
Esl
0,45
25 / 50 / 75 / 100
125 / 150
Espessuras (m)
Hcbuq
0,10 / 0,15 / 0,20
0,30 / 0,45
Hbase
0,15 / 0,30 / 0,45
-
Em função do estudo paramétrico desenvolvido, foram determinados diversos modelos matemáticos
relacionando-se os fatores geométricos e elásticos com os parâmetros deflectométricos da bacia de
deformação (D0, R, RSugerido, A, SCI, BDI, BCI, D120 e CF) empregando-se o equipamento tipo
FWD, em sistemas elásticos de 3 camadas. Além dos parâmetros deflectométricos, foram
determinados através do ELSYM-5 a deformação específica normal de tração na fibra inferior do
revestimento e a deformação específica normal de compressão no topo do subleito.
Apresentam-se na tabela 4 a seguir, as equações provenientes do processamento estatístico
realizado nos resultados das simulações das estruturas de pavimento flexíveis apresentadas na tabela
3, tendo sido geradas através de aplicação de regressões com o auxílio do programa Microsoft
Excel. O programa forneceu equações de correlação entre os diversos parâmetros da bacia de
deflectométrica com as características geométricas e elásticas das estruturas, com base na teoria do
método dos mínimos quadrados.
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Tabela 4. Correlação entre Características Geométricas e Elásticas e os Parâmetros da Bacia de
Deformação
EQUAÇÕES DE CORRELAÇÃO
2
‐0,008170
x Ebase
‐0,014166
x Esl
‐0,961667
x Hcbuq
‐0,031361
x Hbase
‐0,025854
0,988
3
‐0,298370
x Ebase
‐0,189422
x Esl
‐0,533950
x Hcbuq
‐0,128685
x Hbase
‐0,593857
0,963
‐4
0,947255
x Ebase
0,366610
x Esl
0,727850
x Hcbuq
0,180166
x Hbase
1,411584
0,939
‐4
0,972579
x Ebase
0,349251
x Esl
0,723633
x Hcbuq
0,165823
x Hbase
1,351632
0,938
2
‐0,365355
x Ebase
‐0,335562
x Esl
‐0,241460
x Hcbuq
‐0,238734
x Hbase
‐1,164309
0,913
3
‐0,706696
x Ebase
‐0,146111
x Esl
‐0,167789
x Hcbuq
‐0,032974
x Hbase
‐0,704267
0,912
D120 =
8,296431 x 10 x (Ecbuq
D0 =
3,890639 x 10 x (Ecbuq
RSugerido/D0 =
4,266642 x 10 x (Ecbuq
R/Do =
2,852285 x 10 x (Ecbuq
BDI =
2,461048 x 10 x (Ecbuq
CF =
2,647185 x 10 x (Ecbuq
RSugerido =
SCI =
R²
1,659992 x (Ecbuq
0,648885
3
2,710857 x 10 x (Ecbuq
‐0,648885
0,674209
R=
1,109726 x (Ecbuq
A=
4,074983 x 10 x (Ecbuq
BCI =
1,574260 x 10 x (Ecbuq
1
2
x Ebase
0,177189
x Ebase
x Ebase
x Esl
‐0,177189
0,159829
0,146065
x Ebase
‐0,197443
x Ebase
0,193900
x Esl
x Esl
x Hcbuq
‐0,193900
0,189683
0,029769
x Esl
‐0,280058
x Esl
0,051480
x Hcbuq
x Hcbuq
x Hbase
‐0,051480
0,037138
‐0,158546
x Hcbuq
‐0,468671
x Hcbuq
)
)
)
)
)
0,817727
0,907
)
x Hbase
x Hbase
)
‐0,817727
)
0,757776
0,902
)
‐0,001733
x Hbase
‐0,271039
x Hbase
0,907
0,171257
)
0,893
‐0,768908
)
0,865
Onde:
D0 = Deflexão máxima, 10-2 mm;
R = Raio de curvatura da bacia de deformação, m;
RSugerido = Raio sugerido de curvatura da bacia de deformação, m;
A = Parâmetro área, cm;
SCI = Índice da curvatura da superfície, 10-2 mm;
BDI = Índice de danos à base, 10-2 mm;
BCI = Índice da curvatura da base, 10-2 mm;
D120 = Deflexão medida a 120 cm do ponto de aplicação da carga, 10-2 mm;
CF = Fator de curvatura, 10-2 mm;
Ecbuq = Módulo de resiliência do revestimento, MPa;
Ebase = Módulo de resiliência da base granular, MPa;
Esl = Módulo de resiliência do subleito, MPa;
Hcbuq = Espessura da camada de revestimento asfáltico, m;
Hbase = Espessura da camada de base granular, m.
Além das equações de correlação entre os parâmetros da bacia deflectométrica e as características
elásticas e geométricas das camadas da estrutura de pavimento, a tabela 4 apresenta os respectivos
valores de coeficiente de determinação (R2). Todas as equações apresentam valores de R2 superiores
a 0,85, indicando uma forte relação entre as características geométricas e elásticas das camadas
(Ecbuq, Ebase, Esl, Hcbuq, Hbase) e os diversos parâmetros deflectométricos analisados.
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A partir das equações de correlação, é possível identificar pelos valores dos expoentes a relativa
importância das características geométricas e elásticas das camadas do pavimento flexível para cada
parâmetro de curvatura da bacia de deformação estudado neste trabalho.
Além das correlações com as características geométricas e elásticas, foram realizadas correlações
com a deformação específica normal de tração na fibra inferior da camada do revestimento (εt) e
deformação específica normal de compressão no topo do subleito (εv) com os parâmetros de
curvatura da bacia.
ANÁLISES DAS EQUAÇÕES DE CORRELAÇÃO ENTRE PARÂMETROS DA BACIA
DEFLECTOMÉTRICA E CARACTERÍSTICAS DAS CAMADAS
De acordo com KIM et al. (2002), medições de deflexões utilizando o equipamento tipo FWD
disponibilizam informações valiosas para a avaliação estrutural de pavimentos asfálticos.
Foram elaboradas diversas equações de correlação entre os parâmetros da bacia deflectométrica e as
deformações obtidas através das respostas das simulações, para que as mesmas possam vir a serem
utilizadas para estimar a vida remanescente dos pavimentos em operação.
Na tabela a seguir serão apresentadas as correlações entre os parâmetros da bacia deflectométrica
apresentados anteriormente e as deformações, buscando determinar quais são os parâmetros de
maior relevância nas análises estatísticas elaboradas.
Tabela 5. Equações de Correlação entre εt e εv e os Parâmetros de Curvatura da Bacia
εt = f (PARÂMETROS DA
BACIA DE DEFLEXÃO)
R²
εv = f (PARÂMETROS DA
BACIA DE DEFLEXÃO)
R²
BDI
0,932
D120
0,717
Rsugerido
0,779
D0
0,461
SCI
0,779
BCI
0,330
Rsugerido/D0
0,770
Rsugerido/D0
0,245
R/Do
0,751
R/Do
0,244
εt R
0,736
εv A
0,139
CF
0,706
BDI
0,116
BCI
0,694
Rsugerido
0,093
D0
0,621
SCI
0,093
A
0,421
R
0,091
D120
0,009
CF
0,083
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Com as equações de correlação apresentadas entre a deformação específica normal de tração na
fibra inferior da camada do revestimento (εt) e os parâmetros da bacia deflectométrica, é destacado
que o BDI é o parâmetro que melhor se correlaciona com a εt.
De acordo com o apresentado por KIM et al. (2000, 2002), a deformação horizontal de tração na
fibra inferior da camada do revestimento (εt) em pavimentos compostos por base granular é
fortemente correlacionada com o valor de BDI. O gráfico a seguir ilustra essa relação entre εt e
BDI.
100
εt = 0,2264(BDI)0,9747
R² = 0,9323
εt [10‐4 cm/cm]
10
1
0
1
10
100
BDI [10‐2mm]
Figura 2. Gráfico da relação entre εt e o parâmetro BDI
Com as equações de correlação apresentadas entre a deformação vertical de compressão no topo do
subleito (εv) e os parâmetros da bacia deflectométrica, é observado que os parâmetros D120, D0, BCI
apresentaram as melhores correlações, mas não ideais para serem utilizadas. Sendo assim, propõese a determinação de εv através de modelos que possuem mais de um parâmetro deflectométrico.
No estudo de KIM et al. (2000, 2002) o BCI é o parâmetro que melhor se correlacionou com a εv,
apesar disto sua correlação direta resultou insatisfatória com εv, recorrendo a uma correlação que
envolvia além do BCI, as espessuras da camada de revestimento asfáltico e da camada da base.
Como este estudo visa utilizar diretamente parâmetros deflectométricos obtidos com equipamento
tipo FWD para obtenção das deformações específicas em pontos críticos da estrutura, optou-se por
não utilizar características geométricas da estrutura, já que em campo sua determinação pode ser de
difícil obtenção. Procurou-se, portanto as correlações entre εv e os parâmetros deflectométricos com
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os melhores coeficientes de aproximação (R²). São apresentadas na tabela 6 as correlações com os
melhores valores de R².
Tabela 6. Equações de Correlação entre εv e os Parâmetros de Curvatura da Bacia
εv = f (PARÂMETROS DA BACIA DE
DEFLEXÃO)
εv
R²
D120 , BDI
0,749
D0, D120
0,746
D0, A
0,740
D120 , BCI
0,739
D120 , SCI
0,738
D120 , CF
0,737
D120 , A
0,736
A, Rsugerido
0,735
A, SCI
0,735
A, CF
0,723
D0, SCI
0,685
D0, Rsugerido
0,685
D0, BDI
0,681
Das diversas combinações de parâmetros deflectométricos apresentadas observa-se que os valores
do coeficiente de aproximação (R²) são relativamente próximos. O maior valor de R² foi obtido na
combinação do BDI e D120. Porém como BDI é notadamente o mais representativo das condições
da base do pavimento, optou-se por adotar o modelo de correlação determinado pela deflexão
máxima (D0) e a deflexão com afastamento de 120 cm (D120). Observa-se que o valor do coeficiente
de aproximação é praticamente o mesmo que o modelo determinado pelo BDI e D120.
O gráfico a seguir apresenta a correlação entre εv e os parâmetros D0 e D120. Pode ser observado que
quanto maior o valor de D0, maior será o valor da deformação específica normal de compressão no
topo do subleito.
04-017
ISSN 1983-3903
São Paulo - Brasil
εv [10-4 cm/cm]
D0 [10-2 mm]
D120 [10-2 mm]
Figura 3. Gráfico da relação entre εv e os parâmetros D0 e D120
A seguir são apresentados nas equações 8 e 9 os modelos de correlação obtidos para a determinação
de deformação específica normal de tração no revestimento e da deformação específica normal de
compressão no topo do subleito através de parâmetros deflectométricos.
ε t = 0,226389 × BDI
0, 974679
ε V = 3,683983 × D0 0,170462 × D120 0,462358
R² = 0,932
(8)
R² = 0,746
(9)
Onde:
εt = deformação específica de tração na fibra inferior da camada do revestimento, em 10-4 cm/cm;
εv = deformação específica de compressão no topo do subleito, em 10-4 cm/cm.
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São Paulo - Brasil
Com esses modelos pode-se rapidamente determinar as deformações críticas na estrutura do
pavimento somente através do levantamento deflectométrico e por conseqüência estimar valores de
número N através de modelos de fadiga correlacionando estas deformações e o número de
solicitações do eixo padrão. Ressalta-se que este trabalho foi executado através de simulações de
estruturas de pavimento de revestimento asfáltico sobre base granular e a seleção de modelos de
fadiga para a análise proposta deve ser compatível com esta observação, uma vez que a diversidade
de modelos de fadiga publicados na literatura internacional é bastante ampla.
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
De acordo com os estudos teóricos desenvolvidos, verifica-se que as características do pavimento
que mais influem nos parâmetros de curvatura são o módulo da camada asfáltica e espessura da
base, que do ponto de vista prático deverão ser os itens melhores controlados durante a fase
construtiva.
O SCI e o raio de curvatura apresentam praticamente a mesma sensibilidade frente às variações das
características geométricas e elásticas das camadas constituintes da estrutura.
Considerando que o raio de curvatura é um parâmetro de conhecimento consagrado no meio
rodoviário nacional e de o emprego rotineiro para avaliação das condições estruturais do pavimento
existente, recomenda-se uma pequena modificação em sua determinação. Sugere-se considerar a
deflexão com afastamento de 30 cm (D30) em vez de 25 cm (D25), em vista da prática corrente de
posicionamento do 3º geofone nesta distância, durante os ensaios deflectométricos utilizando o
equipamento FWD.
Recomenda-se o desenvolvimento de estudos experimentais para calibrar os modelos teóricos de
correlação com o efetivo comportamento dos pavimentos no campo, para que os modelos propostos
possam ser utilizados complementarmente aos métodos já difundidos no Brasil e assim aperfeiçoar
a avaliação estrutural de pavimentos.
Sugere-se ainda o desenvolvimento de modelos experimentais que correlacionam as deformações
com o número N remanescente, para caracterização da condição estrutural do pavimento, frente às
solicitações do tráfego no campo.
O estudo teórico desenvolvido neste trabalho para pavimento asfálticos com base granular poderia
ser expandido para bases cimentadas, uma vez que estas também são amplamente utilizadas em
nosso país.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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