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Atualização do método de dimensionamento de pavimentos asfálticos brasileiro

Os pavimentos asfálticos rodoviários estão frequentemente submetidos às ações do tráfego e das condições climáticas. Em países de clima temperado, o clima frio em parte do ano submete a estrutura do pavimento a tensões adicionais geradas pelas baixas temperaturas, sendo a trincamento térmico uma patologia adicional a ser investigada nesses países. O Brasil, por ser um país de clima tropical, não tem grandes preocupações com essa patologia durante o dimensionamento da estrutura de pavimento asfáltico, sendo então os principais defeitos: o trincamento por repetição de carga e a deformação permanente.


A previsão da vida útil de um pavimento é uma etapa complexa, visto a quantidade de fatores que influenciam no desempenho da estrutura, podendo ser citados:

- O espectro de carga atuante, bem como a sua frequência e distribuição ao longo das faixas horárias;

- Condições climáticas, podendo-se destacar a faixa de temperatura e a incidência pluviométrica na região;

- Características do subleito, uma vez que este é a fundação da estrutura a ser dimensionada;

- Características dos materiais empregados e sua suscetibilidade às ações climáticas e do tráfego.


O método de dimensionamento nacional vigente até hoje no Brasil é da década de 60, revisado na década de 80 (DNER, 1981), baseado no ensaio de CBR, curvas de dimensionamento do Corpo de Engenheiros Militares dos EUA (USACE) e dados obtidos da pista experimental da AASHTO, do fim da década de 1950, adaptados pelo Eng. Murillo Lopes de Souza (MEDINA e MOTTA, 2015) e ainda conta com alto grau de empirismo, levando a previsões fragilizadas da vida útil e desempenho das estruturas de pavimento.


O dimensionamento de novas estruturas de pavimentos asfálticos deve contemplar a predição do efeito dos principais mecanismos de degradação: fadiga das camadas de maior rigidez (revestimento de concreto asfáltico e camadas cimentadas), afundamento em trilha de roda (deformação permanente acumulada) e ruptura plástica (MEDINA e MOTTA, 2015). 


A instrução de projeto de pavimentos flexíveis do DER/SP (IP-DE-P00-001 de 2006) tem como base o método de dimensionamento do DNER de 1966, com algumas reformulações, entre elas a verificação mecanicista da estrutura. A norma contempla o uso de alguns modelos para a previsão dos defeitos mencionados no parágrafo acima, porém em sua maioria, modelos desenvolvidos no exterior para condições de clima, tráfego e materiais distintos dos obtidos no Brasil. Diante dessa fragilidade, foi iniciado um esforço nacional, capitaneado pela Petrobras e com o envolvimento de diversas instituições de ensino e pesquisa, para a criação de um novo método de dimensionamento de pavimentos asfálticos brasileiros.


A experiência da Petrobras com Universidades mostrou que havia necessidade de formação de recursos humanos, e ainda de criação de infraestrutura para que as mesmas pudessem trabalhar adequadamente em serviços técnicos e projetos de P&D de interesse da companhia. Desta forma, foi criado o modelo de investimentos através de Redes Temáticas, onde o CENPES é o gestor pela Petrobras, a ANP fiscaliza a aplicação dos recursos, sendo estabelecido em cada Rede Temática um Comitê Técnico Científico, composto por 4-5 Universidades âncoras. Os recursos investidos se destinaram inicialmente à infraestrutura física das Universidades. Posteriormente, na medida em que as universidades passaram a ter infraestrutura adequada, começaram os investimentos em projetos de P&D, através da contratação de pessoal, fornecimento de recursos para bolsas de graduação e pós-graduação, e demais despesas relacionadas às atividades de P&D.


O trabalho de doutorado de Fritzen (2016), defendido na COPPE/UFRJ sob a orientação da Profa. Laura Motta, desenvolveu e calibrou uma função de transferência para previsão do dano por fadiga em pavimentos asfáltico. O estudo foi realizado para materiais e condições brasileiras, considerando métodos tradicionais para a caracterização de misturas asfálticas, com resultados provenientes do ensaio de módulo de resiliência e de fadiga por compressão diametral (também conhecido como ensaio de fatiga por tração indireta). O ensaio de compressão diametral de cargas repetidas vem sendo realizado no Brasil desde 1980. O primeiro sistema de aplicação de cargas e de leituras de deslocamentos para os ensaios de compressão diametral foram realizados no Laboratório da COPPE em 1979 (PINTO, 1980). Como qualquer ensaio de fadiga em laboratório é bastante severo, é necessário ajustar seus valores para a condição de campo, definindo-se Fator Campo Laboratório (FCL). Atualmente existem dois FCL usuais no Brasil em função da fadiga por compressão diametral, definidos por PINTO (1991). Esses fatores foram determinados para ensaios de fadiga em laboratório e acompanhamento sistemático dessas misturas em trechos em campo. Esses fatores, usuais até hoje, podem em algumas situações prever o comportamento de misturas asfálticas em campo, porém como foram definidos com poucos dados podem não ser aplicáveis de forma genérica.


Independentemente do ensaio ou método adotado é comum o uso de FCL devido à dificuldade da previsão do desempenho dos pavimentos em campo. Pode-se ressaltar a não consideração do envelhecimento nas misturas asfálticas no processo do dano no material durante o ensaio, além de aspectos presentes no campo que não são simulados em laboratório. Isto aumenta a incerteza do dimensionamento dos pavimentos em relação ao desempenho previsto em campo. O importante é dar continuidade à busca de FCLs calibrados para minimizar o erro entre os ensaios de laboratório e a previsão do desempenho em campo, além da obrigatoriedade de se fazer ensaios mecânicos na fase do pré-projeto. Uma versão de teste do novo método de dimensionamento mecanístico empírico de pavimentos asfálticos, MeDiNa, além de novas normas para o uso programa estão em Consulta Pública no site do IPT/DNIT (http://ipr.dnit.gov.br/).



Este artigo foi produzido com base em pesquisa realizada nos principais canais de informação do mercado de transporte. As afirmações contidas aqui não representam o posicionamento da Volvo.

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