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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS DEPARTAl\1ENTO DE TRANSPORTES DEFEITOS E ATIVIDADES DE MANUTENÇÃO E REABILITACÃO EM PAVIMENTOS ASFÁLTICOS .:> José Leomar Fernandes Júnior Sandra Oda Luiz Francisco Zerbini São Carlos, janeiro de 2006 PREFÁCIO Este trabalho constitui um material didático de apoio às disciplinas "Conservação de Rodovias" e "Sistemas de Gerência de Pavimentos", respectivamente do curso de_ graduação em Engenharia Civil e do curso de pós- graduação em Transportes da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. Tem por objeto de estudo as atividades de manutenção e reabilitação de pavimentos flexíveis. Seus objetivos são apresentar os principais tipos de defeitos dos pavimentos, as formas de avaliação dos níveis de severidade e extensão, as causas mais prováveis e, principalmente, discutir as atividades de manutenção e reabilitação mais indicadas para cada um dos defeitos. Foi elaborado com base nas atividades desenvolvidas por bolsistas do Programa de Aperfeiçoamento de Ensino (P AE) da Universidade de São Paulo, tendo como principal fonte bibliográfica publicações do Instituto do Asfalto dos Estados Unidos. Os autores agradecem a colaboração dos Mestres em Transportes Andréa Arantes Severi, José Francisco Gómez Pantigoso e Sandra Aparecida Margarido Bertollo. SUMÁRIO PREFÁCIO 1 - INTRODUÇÃO..................................................................................... 1 2- RELAÇÃO ENTRE A MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS E OS SISTEMAS DE GERÊNCIA...................... 6 2.1 -INTRODUÇÃO............................................................................. 6 2.2- AVALIAÇÃO DA CONDIÇÃO DOS PAVIMENTOS............... 8 2.2.1 -Avaliação Subjetiva da Superfície de Rolamento.............. 8 2.2.2 - Avaliação Objetiva da Condição dos Pavimentos............. 11 2.3 -LEVANTAMENTO DE DEFEITOS NO CAMPO...................... 20 2.3.1 -Manuais para Identificação de Defeitos.............................. 20 2.3.2 -Métodos para Levantamento de Defeitos no Campo.......... 30 2.3.3 -Equipamentos para Avaliação de Defeitos......................... 30 2.3.4- Índices Combinados de Defeitos........................................ 34 3 -DEFINIÇÃO DE ESTRATÉGIAS E SELEÇÃO DE ATIVIDADES DE MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO.......................................... 38 3.1 - INTRODUÇÃO............................................................................. 38 3.2- SELEÇÃO DAS ATIVIDADES DE MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO....................................................................... 40 3.3 - ATNIDADES DE MANUTENÇÃO........................................... 55 3.3.1 -Remendos............................................................................ 55 3.3.2 -Capas selantes..................................................................... 58 3.4- ATNIDADES DE REABILITAÇÃO.......................................... 59 4- EXECUÇÃO DOS SERVIÇOS DE MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS .............................................. 61 4.1 - TRINCAS POR FADIGA............................................................. 61 4.2- TRINCAS EM BLOCOS.............................................................. 70 4.3 -TRINCAS NOS BORDOS............................................................ 72 4.4- TRINCAS LONGITUDINAIS...................................................... 74 4.5 -TRINCAS POR REFLEXÃO........................................................ 75 4.6 - TRINCAS TRANSVERSAIS....................................................... 78 4.7 -REMENDOS ................................................................................. 79 4.8 -PANELAS..................................................................................... 79 4.9 -DEFORMAÇÃO PERMANENTE NAS TRILHAS DERODA ...................................................................................... 82 4.10- CORRUGAÇÃO ......................................................................... 85 4.11-EXSUDAÇÃO ............................................................................. 89 4.12 - AGREGADOS POLIDOS........................................................... 91 4.13 - DESGASTE................................................................................. 92 4.14- DESNÍVEL ENTRE PISTA E ACOSTAMENTO..................... 93 4.15 -BOMBEAMENTO...................................................................... 94 4.16- TRATAMENTOS SUPERFICIAIS ............................................ 94 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................ 99 1 - INTRODUÇÃO Os pavimentos são estruturas complexas, que envolvem muitas variáveis, tais como: cargas do tráfego, solicitações ambientais, técnicas construtivas, práticas de manutenção e reabilitação, tipo e qualidade dos materiais etc. Representam parcela expressiva da infra-estrutura de transportes e, portanto, melhoramentos margmms nos seus componentes podem resultar em grandes economias em termos absolutos. A gerência de pavimentos, segundo HAAS, HUDSON e ZANIEWSKI (1994), é um processo que abrange todas as atividades envolvidas com o propósito de fornecer e manter pavimentos em um nível adequado de serviço. Envolve desde a obtenção inicial de informações para o planejamento e elaboração de orçamento até a monitorização periódica do pavimento em serviço, passando pelo projeto e construção do pavimento e sua manutenção e reabilitação ao longo do tempo. Dentro de um Sistema de Gerência de Pavimentos, é de grande importância a execução das atividades de manutenção e reabilitação. Não bastam a escolha da melhor estratégia de intervenção e o estabelecimento da melhor lista de prioridades, é necessário também que os serviços sejam executados corretamente. As atividades de manutenção e reabilitação de pavimentos (Figura 1.1) devem ser realizadas de forma contínua, devido ao constante aparecimento de defeitos, causados pelas solicitações impostas pelo tráfego e pelo meio ambiente. 2 FIGURA 1.1- Equipe de manutenção de pavimentos trabalhando. Assim, as causas da deterioração dos pavimentos podem ser agrupadas em: • solicitações do tráfego: associadas, principalmente, à carga por eixo, ao tipo de eixo (simples, tandem duplo e tandem triplo), ao tipo de rodagem (simples, duplo e extralargo ), à pressão de enchimento dos pneus e ao tipo de suspensão (feixe de molas e pneumático); • solicitações climáticas: principalmente variações de temperatura e de teor de umidade (Figuras 1.2 e 1.3). FIGURA 1.2 - Chuva sobre pavimento. 3 FIGURA 1.3 - Água na pista. A deterioração do pavimento pode manifestar-se sob diferentes formas: trincas (por fadiga, em blocos, nos bordos, longitudinais, por reflexão e transversais), remendos, panelas (ou buracos), distorções (acúmulo de deformação permanente nas trilhas de roda e corrugação ), defeitos na superfície (desintegração ou desgaste, agregados polidos e exsudação), desnível entre pista e acostamento e bombeamento (saída de água pelas trincas do pavimento sob ação das cargas do tráfego). A detecção dos defeitos nos estágios iniciais é uma das tarefas mais importantes da manutenção (Figura 1.4). Trincas e outras fraturas no pavimento, que inicialmente quase não são percebidas pelos usuários, podem evoluir rapidamente e causar sérios problemas se não forem prontamente seladas. Existem outras pequenas evidências, como lama ou água no pavimento ou no acostamento (Figura 1.5), que podem indicar a um observador experiente que sérios problemas podem vir a ocorrer. Uma vez descobertos, é importante que se encontre a causa de cada problema e se inicie prontamente seu reparo. 4 FIGURA 1.4- Inspeção de trincas. FIGURA 1.5 - Afloramento de água na pista. As técnicas de reparo que são apresentadas neste trabalho não são a única maneira correta de se executar osserviços de manutenção e reabilitação, mas, comprovadamente, resultam em uma melhora significativa e duradoura dos pavimentos. Variam do simples preenchimento das trincas com emulsões asfálticas ou com asfaltos diluídos ("recortados") até a remoção completa da área afetada, instalação de drenagem e execução de um remendo profundo. O método de reparo depende da causa da deterioração, que deve ser totalmente eliminada para o defeito não tornar a ocorrer (Figura 1.6). Depende, também, da extensão e severidade das formas de deterioração que ocorrem na seção de pavimento. 5 FIGURA 1.6 - Exemplo de excelente trabalho de reparo. Infelizmente, muitos organismos rodoviários e prefeituras de municípios brasileiros têm realizado atividades de manutenção e reabilitação de pavimentos à margem das recomendações técnicas, em função da ausência de investimentos técnico-gerenciais e do mal preparo, da falta de especialização e da desmotivação das equipes técnicas. Este trabalho procura contribuir para a formação dos alunos neste importante campo da Engenharia de Transportes (Infra-estrutura Viária) e, conseqüentemente, para a mudança da situação atuaL Nesse sentido, discute, inicialmente, os conceitos básicos dos Sistemas de Gerência de Pavimentos, tratando das formas de avaliação da condição dos pavimentos, dos níveis de decisão e dos critérios para a definição de estratégias e seleção de atividades de manutenção e reabilitação. Apresenta um quadro resumo com as principais características, níveis de severidade, formas de quantificação, causas prováveis e atividades de manutenção e reabilitação mais indicadas para cada um dos defeitos. Finalmente, apresenta os processos construtivos das principais atividades de manutenção e reabilitação de pavimentos flexíveis. 6 2- RELAÇÃO ENTRE A MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS E OS SISTEMAS DE GERÊNCIA 2.1 - INTRODUÇÃO Os Sistemas de Gerência de Pavimentos, que visam a obtenção do melhor retorno possível para os recursos investidos, provendo pavimentos seguros, confortáveis e econômicos aos usuários, representam a possibilidade de se avançar de um esquema de manutenção baseado apenas na correção de problemas para um sistema de manutenção planejada, capaz de prolongar a vida útil e garantir padrões mínimos de serviço em toda a malha viária. Um dos objetivos principais da gerência de pavimentos é fornecer respostas para as questões: 1. O que precisa ser feito numa determinada rede de pavimentos? (seleção da estratégia ótima); 2. Como devem ser executados os serviços? (definição das atividades de manutenção e reabilitação para cada seção); 3. Quando serão necessárias intervenções para evitar a ruptura e prolongar a vida em serviço do pavimento? 4. Onde se localizam os projetos prioritários? 7 Dentre as perguntas anteriores, trata-se, neste trabalho, principalmente da questão 2 (Figura 2.1). As outras são abordadas em trabalhos que têm por objeto de estudo a gerência de pavimentos, particularmente a tomada de decisões em nível de rede. FIGURA 2.1- Relação das estratégias de manutenção e reabilitação com as outras etapas de um sistema de gerência de pavimentos (MAPC, 1986). O primeiro passo no desenvolvimento de um sistema de gerência de pavimentos consiste na definição das seções de análise, geralmente em função do volume de tráfego, do tipo de pavimento, do tipo e espessura de cada camada, do tipo de _ subleito e do estado de conservação do pavimento. Em seguida, procede-se um levantamento da condição atual do pavimento, registrando-se as extensões e os níveis de severidade de cada forma de deterioração encontrada nas seções. Com base no inventário e na condição do pavimento, pode-se analisar, em nível de rede, diferentes estratégias de manutenção e reabilitação (por exemplo, "não fazer nada", "manutenção corretiva", "manutenção preventiva", "recapeamento", "reconstrução"). 8 Posteriormente, passa-se à análise em nível de projeto, que consiste na definição das atividades de manutenção e, quando for o caso, no dimensionamento dos reforços e na reconstrução. Finalmente, são realizadas as análises econômicas e de priorização. 2.2- AVALIAÇÃO DA CONDIÇÃO DOS PAVIMENTOS Conforme apresentado anteriormente, os sistemas de gerência de pavimentos dependem da monitorização periódica do pavimento, responsável pela obtenção de informações sobre as características físicas da via ao longo do tempo. A seguir, discutem-se as formas de avaliação da condição dos pavimentos. 2.2.1 - Avaliação Subjetiva da Superfície de Rolamento As avaliações subjetivas fornecem o estado de deterioração do pavimento utilizando-se do conceito de serventia, apresentado por CAREY e IRICK (1960) quando do AASHO Road Test. A serventia é definida como a habilidade de uma seção de pavimento, à época da observação, de servir ao tráfego de automóveis e caminhões, com elevados volumes e altas velocidades. A capacidade de um pavimento servir satisfatoriamente ao tráfego durante um dado período é o seu desempenho, que pode ser interpretado como a variação da serventia com o tempo e/ou tráfego (Figura 2.2). i I ::; ,_.[ ~I i ~--- ~ ~~11~~?~A_C_E~~\IE!-~ ~ ~ ~ ~; I o 1 ...... 1-------·---~· --....: VIDA ÚTIL o TEMPO E/OU TRÁFEGO FIGURA 2.2 - Conceito de serventia-desempenho. 9 CAREY e IRICK (1960) consideraram as seguintes hipóteses: c o propósito principal de um pavimento é servir ao público que trafega sobre ele; c as opiniões dos usuários são subjetivas, mas se relacionam com algumas características dos pavimentos passíveis de serem medidas objetivamente; o a serventia de uma seção de rodovia pode ser expressa através de avaliações realizadas pelos usuários; o o desempenho de um pavimento é o histórico de sua serventia ao longo do tempo. O método utilizado por CAREY e IRICK (1960) consiste, inicialmente, na composição de uma equipe de avaliadores que atribuem "notas" ao pavimento. Cada avaliador utiliza uma ficha de avaliação (Figura 2.3) para cada seção, registrando seu parecer em uma escala de O (péssimo) a 5 (ótimo). A média aritmética dessas avaliações subjetivas de serventia é definida como Valor de Serventia Atual (VSA). ACEITÁVEL? Sim Não Indeciso Identificação da Seção: 5 4 3 2 1 o NOTA: ÓTIMO BOM REGULAR RUIM PÉSSIMO Avaliador: ----------------- Data: ____ Hora: ___ _ Veículo: FIGURA 2.3 -Ficha para avaliação da serventia. 10 Em uma etapa seguinte, é feita a análise estatística para correlacionar o VSA com valores obtidos através de medidas físicas de defeitos do próprio pavimento (trincas, remendos, acúmulo de deformação pennanente nas trilhas de roda, irregularidade longitudinal etc.). A previsão do valor do VSA a partir dessas avaliações objetivas é definida como Índice de Serventia Atual (ISA). As condições impostas pela norma DNER-PRO 07/94 (Avaliação Subjetiva da Superfície de Pavimentos- DNER, 1994) são: • cada avaliador deve considerar somente o estado atual da superfície de rolamento; e a avaliação deve ser feita sob condições climáticas totalmente favoráveis (sem chuva, nevoeiro, neblina etc.); e devem ser ignorados os aspectos do projeto geométrico (largura de faixas, traçado em planta, rampas etc.), assim como a resistência à derrapagem do revestimento; e devem ser considerados principalmente os buracos, saliências e as irregularidades transversais e longitudinais da superfície; e devem ser desprezadas eventuais irregularidades causadas por recalques de bueiros; • cada trecho deve ser avaliado independentemente e não deve haver troca de informações entre os avaliadores; e cada avaliador deve considerar o conforto proporcionado pelo pavimento caso tivesse que utilizá-lo dirigindo um veículo durante 8 horas ou ao longo de 800 km. 11 2.2.2 - Avaliação Objetiva da Condição dos Pavimentos A avaliação objetiva da condição dos pavimentos compreende:a) Avaliação da irregularidade superficial: o desempenho do pavimento, ou seja, sua capacidade de servir ao tráfego com conforto, segurança e economia, está intimamente relacionado com a irregularidade longitudinal. A irregularidade longitudinal, definida como o desvio de pontos da superfície do pavimento em relação a um plano de referência e medida ao longo da trajetória dos veículos ("trilhas de roda"), afeta a qualidade de rolamento (conforto e segurança), as cargas dinâmicas transmitidas ao pavimento e os custos de operação dos veículos (consumo de combustível e lubrificantes, desgaste dos pneus etc.). Pode ser quantificada por perfilômetros (Figuras 2.4 e 2.5), perfilógrafos (Figura 2.6) e veículos equipados com acelerômetros (Figura 2. 7) ou medidores do tipo "resposta" (Figura 2.8). No Brasil, tem sido utilizado pelo DNER e DERs o integrador de irregularidade longitudinal IPR-USP (DOMINGUES, 1993); FIGURA 2.4- Perfilômetro CHLOE, utilizado no AASHO Road Test. 12 FIGURA 2.5- Esquema do Perfilôrnetro CHLOE (HAAS et al., 1994). ~ --·~ ~-.:._--_ . .;;.;.- FIGURA 2.6- Esquema de um perfilógrafo (HAAS et al., 1994). 13 FIGURA 2.7- Car Road Meter: equipado com acelerômetro, desenvolvido pelo FHW A (Federal Híghway Administration). FIGURA 2.8- Maysmeter: medidor de irregularidade longitudinal do tipo resposta (HAAS et al., 1994). 14 b) Ensaios estruturais: podem ser destrutivos, mediante avaliação da capacidade de suporte in situ e de amostras coletadas, ou não-destrutivos, envolvendo a medida de deflexões superficiais causadas por um carregamento conhecido. Para a avaliação estrutural não-destrutiva têm sido utilizados a viga Benkelman (Figuras 2.9, 2.10 e 2.11), os defletômetros vibratórios (Figuras 2.12, 2.13 e 2.14) e os defletômetros de impacto (FWD, Falling Weight Deflectometer, Figuras 2.15, 2.16, 2.17 e 2.18); FIGURA 2.9 -Viga Benkelman. 2,44m P<:~rtcfixô.'l Articulação VISTA LATERAL FIGURA 2.1 O -Esquema da Viga Benkelman. 15 FIGURA 2.11 - Execução de ensaio com Viga Benkelman. / No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 - SENSORES SÍSMICOS RODAS CARREGADAS FIGURA 2.12- Esquema de defletômetro vibratório. 16 FIGURA 2.13 - Dynaflect: defletômetro vibratório. FIGURA 2.14 - Road Rater: defletômetro vibratório. MICRO PROCESSADOR ,.-------------<1 o•)----, CONTROLES MANUAIS FIGURA 2.15 -Esquema do defletômetro de impacto (FWD). FIGURA 2.16- Dynatest: defletômetro de impacto. 17 18 Carga 1 o o L2 Geofones o o o I L6 I L7 ICB = L6- L7 Bacia de Deflexão FIGURA 2.17 -Ensaio com defletômetro de impacto (FWD): bacia de deflexão e índices de curvatura do revestimento e da base. FIGURA 2.18- KUAB: defletômetro de impacto. 19 c) Atrito superficial: a avaliação do atrito superficial pneu-pavimento, relacionada à segurança, pode ser obtida através de equipamentos do tipo Mu-Meter (Figura 2.19), que consiste na medida das forças de atrito em um reboque trafegando com as rodas travadas, a diferentes velocidades, sobre um pavimento molhado; FIGURA 2.19- Mu-Meter: medidor do coeficiente de atrito pneu-pavimento. d) Identificação de defeitos superficiais: o reconhecimento do tipo de defeito, a quantificação de sua extensão (freqüência de ocorrência ou área do revestimento sujeita a um determinado tipo de defeito) e a identificação do nível de severidade (nível de deterioração dos defeitos, normalmente classificado em baixo, médio e alto), juntamente com a determinação das causas dos defeitos, são de vital importância para seleção das estratégias de intervenção e definição das atividades de manutenção e reabilitação. 20 2.3- LEVANTAMENTO DE DEFEITOS NO CAMPO Um bom levantamento de defeitos deve: e identificar as seções que não necessitam de manutenção imediata; • identificar as seções que requerem apenas manutenção de rotina; e identificar e priorizar as seções que requerem manutenção preventiva; e identificar as seções que necessitam de reabilitação. 2.3.1 - Manuais para Identificação de Defeitos Durante os trabalhos de levantamento de campo, geralmente surgem dúvidas relacionadas ao reconhecimento e à forma de medição dos defeitos. Vários manuais têm sido elaborados buscando estabelecer e uniformizar a nomenclatura, as definições, os conceitos e os métodos de levantamento dos principais defeitos observados nos pavimentos. Em virtude da necessidade de uniformização da coleta de dados, recomenda-se a adoção do manual de levantamento de defeitos no campo utilizado no Programa SHRP (Programa Estratégico de Pesquisas Rodoviárias). Estabelecido em 1987 pelo Congresso dos Estados Unidos, com uma dotação inicial de 150 milhões de dólares, o Programa SHRP conta com a participação de mais de vinte países, inclusive o Brasil, que irão desenvolver pesquisas sobre pavimentação pelo período total de 20 anos. 21 O manual do Programa de Pesquisa SHRP considera 15 tipos de defeitos em pavimentos flexíveis, identificando-os através de fotos e figuras. Apresenta, para cada tipo de defeito, a descrição, os níveis de severidade (inclusive com fotos) e a forma de quantificação da extensão, conforme apresentado na Tabela 2.1 e Figura 2.20 (SHRP, 1993). Existem outros manuais que são importantes como complemento ao Manual de Identificação de Defeitos dos Pavimentos do Programa SHRP: • Catálogo dos Defeitos dos Revestimentos dos Pavimentos (ARB, 1978): considera 64 tipos de defeitos (34 para pavimentos flexíveis), apresentando, para cada um deles, a descrição e possíveis causas; • AASHTO - Apêndice K: Defeitos Típicos (AASHTO, 1986): considera 17 tipos de defeitos (14 coincidentes com o SHRP), apresentando, para cada um deles, a descrição, níveis de severidade e métodos de medição; • Manual para Identificação de Defeitos de Revestimentos Asfálticos de Pavimentos (DOMINGUES, 1993): considera 24 tipos de defeitos, apresentando, para cada um deles, a descrição, mecanismo de ocorrência, localização, classe (funcional ou estrutural), níveis de severidade (fotos) e métodos de medição. Os manuais publicados em língua portuguesa (ARB, 1978 e DOMINGUES, 1993) podem ser utilizados, mas não se deve esquecer que eles também foram elaborados a partir das experiências francesa e americana e que apresentam limitações e deficiências eliminadas nas diversas revisões por que passou o Manual do Programa SHRP (SMITH et al., 1987; CASTEDO et al., 1990). Neste trabalho consideram-se, portanto, as formas de deterioração utilizadas nos estudos sobre o Desempenho de Pavimentos a Longo Prazo (LTPP) do Programa Estratégico de Pesquisa Rodoviária (SHRP, 1993). DEFEITO 1 @ TRINCAS POR 0 FADIGA DO REVESTIMENTO e 2 o TRINCAS EM BLOCOS e 3 e TRINCAS NOS BORDOS e TABELA 2.1 -Identificação de defeitos nos pavimentos (SHRP, 1993). CARACTERÍSTICA NÍVEIS DE SEVERIDADE Áreas submetidas a cargas 0 BAIXA: poucas trincas conectadas, sem erosão repetidas de tráfego nos bordos e sem evidência de bombeamento Forma: "couro de crocodilo" o MÉDIA: trincas conectadas e bordos levemente ou "tela de galinheiro" erodidos, mas sem evidência de bombeamento Espaçamento inferior a 30 @ ALTA: trincas erodidas nos bordos, em movimentação dos blocos quando submetidos ao tráfego e com evidências de bombeamento Trincas que dividem o @ BAIXA: trincas com abertura média inferior a 6 pavimento em pedaços mm ou seladas com material selante em boas aproximadamente condições retangulares .. MÉDIA: trincas com abertura média entre 6 e 19 Tamanho dos blocos: O, 1 a mm ou com trincas aleatórias adjacentes com 10m2 severidade baixa " ALTA: trincas com abertura média superior a 19 mm ou trincas aleatórias adjacentes com severidade média a alta Apenas para pavimentos com o BAIXA: sem perda de material ou acostamentos não despedaçamento pavimentados " MÉDIA: perda de material e despedaçamento em Dentro de uma faixa de 60 até 10% da extensãoafetada em a partir da extremidade de o ALTA: perda de material e despedaçamento em pavimento mais de 10% da extensão afetada D .. • COMO MEDIR Registrar a área afetada (m2) para cada nível de severidade. Registrar a área afetada (m2) para cada nível de severidade. Registrar a extensão afetada (m) para cada nível de severidade. N N TABELA 2.1 -Identificação de defeitos nos pavimentos (SHRP, 1993). DEFEITO CARACTERÍSTICA NÍVEIS DE SEVERIDADE COMO MEDIR 4 • Trincas " BAIXA: trincas com abertura média inferior a 6 mm ou " Registrar a extensão (m) predominantemente seladas com material selante em boas condições das trincas longitudinais e paralelas ao eixo, o MÉDIA: trincas com abertura média entre 6 e 19 mm ou os níveis de severidade TRINCAS podendo se localizar com trincas aleatórias adjacentes com severidade baixa correspondentes (nas LONGITUDINAIS dentro ou fora das " ALTA: trincas com abertura média superior a 19 mm ou trilhas de roda ou fora trilhas de roda trincas com abertura média inferior a 19 mm mas com delas). trincas aleatórias adjacentes com severidade média a alta • Registrar a extensão com selante em boas condições. 5 • Reflexão de trincas ou• BAIXA: trincas com abertura média inferior a 6 mm ou D Registrar, em separado, as juntas das camadas seladas com material sei ante em boas condições trincas transversais e inferiores e MÉDIA: trincas com abertura média entre 6 e 19 mm ou longitudinais. a Recapeamento ou com trincas aleatórias adjacentes com severidade baixa " Registrar o nll de trincas TRINCAS POR pavimentos novos .. ALTA: trincas com abertura média superior a 19 mm ou transversais. REFLEXÃO (contração da base) trincas com abertura média inferior a 19 mm mas com • Registrar a extensão das trincas aleatórias adjacentes com severidade média a alta trincas e os níveis de severidade. • Registrar a extensão com selante em boas condições. 6 " Trincas • BAIXA: trincas com abertura média inferior a 6 mm ou " Registrar o nº de trincas, a predominantemente seladas com material selante em boas condições extensão e os níveis de perpendiculares ao " MÉDIA: trincas com abertura média entre 6 e 19 mm ou severidade TRINCAS eixo com trincas aleatórias adjacentes com severidade baixa correspondentes. TRANSVERSAIS • Severidade de uma o ALTA: trincas com abertura média superior a 19 mm ou • Registrar a extensão com trinca: adotar a mais trincas com abertura média inferior a 19 mm mas com se) ante em boas condições. elevada, desde que trincas aleatórias adjacentes com severidade média a alta represente pelo menos 10% da extensão TABELA 2.1 - Identificação de defeitos nos pavimentos (SHRP, 1993). ----~- DEFEITO CARACTERÍSTICA NÍVEIS DE SEVERIDADE COMO MEDIR ------· 7 o Porção da superfície do pavimento, maior que o Função da severidade dos defeitos e Registrar o nº de ltEMENDOS O, 1 m2, removida e substituída ou material apresentados pelo remendo remendos e a área aplicado ao pavimento após a construção afetada (m2) para inicial cada nível de severidade. --~ 8 o Buracos resultantes de desintegração • BAIXA: profundidade menor que 25 o Registrar o nº de localizada, sob a ação do tráfego e em presença mm panelas e a área PANELAS de água o MÉDIA: profundidade entre 25 e 50 afetada por cada o Fragmentação, causada por trincas por fadiga mm nível de severidade. ou desgaste, e remoção localizada de partes do " ALTA: profundidade maior que 50 mm revestimento 9 .. Depressão longitudinal nas trilhas de roda, em • Substituídos pelas medições da .. Registrar a máxima DEFORMAÇÃO razão de densificação dos materiais ou ruptura deformação permanente a cada 15 m deformação PERMANENTE por cisalhamento permanente nas trilhas de roda. lO o Deformação plástica caracterizada pela " Associados aos efeitos sobre a .. Registrar o nº de formação de ondulações transversais na qualidade do rolamento ocorrências e a área CORRUGAÇÃO superfície do pavimento afetada (m2). • Causada por esforços tangenciais (frenagem ou aceleracão) li • Excesso de ligante betuminoso na superfície do • BAIXA: mudança de coloração em e Registrar a área pavimento relação ao restante do pavimento afetada (m2) para EXSUDAÇÃO devido ao excesso de asfalto cada nível de • MÉDIA: perda de textura superficial severidade . " ALTA: aparência brilhante; marcas de pneus evidentes em tempo quente; agregados cobertos pelo asfalto TABELA 2.1 - Identificação de defeitos nos pavimentos (SHRP, 1993). DEFEITO CARACTERÍSTICA NÍVEIS DE SEVERIDADE COMO MEDIR 12 • Polimento (desgaste) dos agregados e do • Níveis de polimento podem ser .. Registrar a área AGREGADOS ligante betuminoso e exposição dos agregados associados à redução no coeficiente de afetada (m2). POLIDOS graúdos atrito pneu-pavimento • Comprometimento da segurança: redução do coeficiente de atrito pneu-pavimento 13 • Perda de adesividade do ligante betuminoso e .. BAIXA: início do desgaste, com perda • Registrar a área desalojamento dos agregados de agregados miúdos afetada (m2) para .. Envelhecimento, endurecimento, oxidação, • MÉDIA: textura superficial torna-se cada nível de volatilização, intemperização áspera, com perda de agregados mitídos severidade. DESGASTE e de alguns graúdos .. ALTA: textura superficial muito áspera, com perda de agregados graúdos f-·- 14 8 Diferença de elevação entre a faixa de tráfego e • Substituídos pelas medições do • Registrar o desnível DESNÍVEL o acostamento: camadas sucessivas de desnível (mm) a cada l S m, (DEGRAU) revestimento asfáltico; erosão de acostamento ao longo da interface ENTRE PISTA E não pavimentado; consolidação diferencial pista-acostamento. ACOSTAMENTO 15 .. Saída de água pelas trincas do pavimento sob a • Não aplicáveis porque o bombeamento • Registrar o n2 de ação das cargas do tráfego depende do teor de umidade das ocorrências e a BOMBEAMENTO 0 Identificado pela deposição à superfície, de camadas inferiores do pavimento extensão afetada material carreado das camadas inferiores (m2). 26 PLANILHA 1 LEVANTAMENTO DE DEFEITOS NO CAMPO IDENTIFICAÇÃO DA SEÇÃO: DATADO LEVANTAMENTO (DIA/MÊS/ANO): ! __ -- TÉCNICOS:-------------'-------- NÍVEL DE SEVERIDADE TIPO DE DEFEITO BAIXA MÉDIA ALTA 1. TRINCAS POR FADIGA (m2) ---·- ---·- ---·- 2. TRINCAS EM BLOCOS (m2) ---·- ---·- ---·- 3. TRINCAS NOS BORDOS (m) ---·- ---·- ---·- 4. TRINCAS LONGITUDINAIS (m) 4a- Nas Trilhas de Roda Selagem (m) ---·- ---·- ---·- 4b -Fora das Trilhas de Roda Selagem (m) ---·- ---·- ---·- 5. TRINCAS POR REFLEXÃO Número Trincas Transversais (m) ---·- ----- ---·- Selagem (m) ---·- ---·- ---·- Trincas Longitudinais (m) ---·- ---·- ---·- Selagem (m) ---·- ---·- ---·- 6. TRINCAS TRANSVERSAIS (m) Número Extensão (m) ---·- ---·- ---·- Selagem (m) ---·- ---·- ---·- 7. REMENDOS (Número) Área (m2) ---·- ---·- ---·- FIGURA 2.20 - Planilhas para levantamento de campo. Pl.ANII.HA 2 LEVANTAMENTO DE DEFEITOS NO CAMPO IDENTIFICAÇÃO DA SEÇÃO: DATA DO LEVANTAMENTO (DINMÊSI ANO): I I NÍVEL DE SEVERIDADE TIPO DE DEFEITO 8. PANELAS (Número) Área (m2) BAIXA MÉDIA 9. DEFORMAÇÃO PERMANENTE NAS TRILHAS DE RODA (%da extensão da seção) 10. CORRUGAÇÃO (Número) Área (m2) ---·- ---·- 11. EXSUDAÇÃO (m 2 ) ---·- ---·- 12. AGREGADOS POLIDOS (m2) ---·- ---- 13. DESGASTE (m 2 ) ---- ---- 15. BOMBEAMENTO (Número) Extensão (m) ---·- ---·- 16. OUTRO (Descrever) OBSERVAÇÃO: REGISTRAR "O" PARA OS TIPOS DE DETERIORAÇÃO E/OU NÍVEIS DE SEVERIDADE NÃO ENCONTRADOS. ALTA ---·- ---- ---·- ---- ---·- FIGURA 2.20- Planilhas para levantamento de campo (continuação). 27 28 PLANILHA3 LEVANTAMENTO DE DEFEITOS NO CAMPO IDENTIFICAÇÃO DA SEÇÃO: DATA DO LEVANTAMENTO (DIA!l\1ÊS/ ANO): I 9. DEFORMAÇÃO PERMANENTE NAS TRILHAS DE RODA TRILHA INTERNA TRILHA EXTERNA No. Distância (m) 1 o 2 15 3 30 4 45 5 60 6 75 7 90 8 105 9 120 10 135 11 150 Deformação (mm) No. Distância (m)2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 o 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 Deformação (mm) 14. DESNÍVEL ENTRE PISTA E ACOSTAMENTO Leitura Distância (m) Desnível (mm) 1 o 2 15 3 30 4 45 5 60 6 75 7 90 8 105 9 120 10 135 11 150 FIGURA 2.20- Planilhas para levantamento de carr:.po (continuação). 29 Para os defeitos considerados no manual do Programa SHRP (1993), pode-se fazer uma adaptação do manual da AASHTO (1986) e distinguir as causas principais (Tabela 2.2). TABELA 2.2 - Causas dos principais defeitos dos pavimentos asfálticos. CAUSA PRINCIPAL TIPO DE DEFEITO Associada Materiais e ao Tráfego Meio Ambiente l.Trincas por Fadiga X 2.Trincas em Blocos X 3.Trincas nos Bordos (Laterais) X 4.Trincas Longitudinais X 5.Trincas por Reflexão X 6.Trincas Transversais X ?.Remendos X 8.Panelas X 9 .Deformação Permanente nas Trilhas de Roda X IO.Corruo-ação X ll.Exsudação X 12.Agregados Polidos X 13.Desgaste X 14.Desnível Pista-Acostamento X 15.Bombeamento X X 30 2.3.2 - Métodos de Levantamento de Defeitos no Campo O levantamento de defeitos no campo pode ser realizado através de avaliação de dentro de um veículo trafegando a baixa velocidade (20 a 30 kmlh), com cobertura de toda a rede (mas com obtenção de dados de qualidade inferior), ou mediante caminhamento em seções selecionadas por amostragem. O tamanho da amostra depende dos tipos de defeitos, da precisão desejada, do tempo disponível e dos custos envolvidos, mas geralmente varia de 10 a 25% da rede (HAAS et al., 1994). A amostragem pode ser aleatória, conforme recomendado pela teoria estatística, ou em intervalos pré-determinados, conforme ocorre em alguns organismos rodoviários estrangeiros (no Departamento de Transportes do Texas, por exemplo). O levantamento detalhado (quantitativo) compreende a marcação das áreas afetadas pelos diferentes tipos de defeitos, tomando-se o cuidado de considerar como área afetada, em planta, pelo menos 20 em além da manifestação do defeito na superfície do pavimento. Os retângulos envoltórios são marcados a giz e transcritos para formulários apropriados ("mapeamento"), conforme apresentado na Figura 2.21. Os defeitos são representados por símbolos apropriados e identificados por um número correspondente ao tipo de defeito, seguido pelo nível de severidade ffiaixa, Média, Alta). Assim, por exemplo, um remendo (defeito 7) com severidade média é identificado como "7M" (Figura 2.22). 2.3.3 - Equipamentos para Avaliação de Defeitos Procedimentos manuais para levantamento de campo podem ser relativamente lentos, não uniformes e passíveis de erros de transcrição, particularmente para grandes redes viárias. Em função disso, têm sido desenvolvidos veículos que fotografam ou filmam os pavimentos, para posterior análise em escritório. SEÇÃO: 2 PARADA DE ÓNIBUS 7,7 f- 1 I I I I I I I I I I '-._1. I I I I I 7 of- i O 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15m 7,7 7 6 5 4 3 2 1- I I I ~-)~ 1- P< X - o 15 I X -x X .. I I I I I I I f-- i -----.._ X ~X X X '~ X X X 'i •······· ......... r-- i i ' 20 25 Comentários: ACENTUADA IRREGULARIDADE I I I I I I I I 1-- ! FOT03 x_ x x\ X X - ! X- x_ I - I - - i -' 30m FIGURA 2.21- Exemplo de mapeamento de defeitos (BERTOLLO, 1997). 31 32 SÍMBOLOS DOS DEFEITOS TIPO DE DEFEITO SÍMBOLO TIPO DE DEFEITO SÍMBOLO L 2. 3. 4. 5. 6. 7. Trincas po Fadiga ~ B,M.A* Trincas em Blocos ~ B,M,A* S: Selada Trincas nos Bordos [;] B.M,A* Trincas Longitudinais b B,M.A* S: Selada Trincas por Reflexão ~ B,M,A* Trincas Transversais []] B,M,A* S: Selada Remendos g B,M,A* • Níveis de severidade Baixa, Média e Alta. •• Não indicados no mapeamento dos defeitos. 8. Panelas ~ B.M,A* !0. Corrugação [ill !L Exsudação U{d B.M,A* !2. Agregados Polidos ~;;~I 13. Desgaste ~ B,M,A* o 15. Bombeamento B 9. Deformação Permanente nas Trilhas de Roda ** 14. Desnível Pista/ Acostamento ** FIGURA 2.22 - Símbolos utilizados para representação dos defeitos (adaptada de SHRP, 1993). 33 Os veículos de última geração não apenas registram as imagens do pavimento, como também permitem a classificação e quantificação dos tipos de defeitos com base em um gabarito pré-estabelecido, eliminando a subjetividade. Dentre os equipamentos existentes, HAAS et al. ( 1994) destacam o sistema ARAN (Figura 2.23), que filma a superfície e registra os defeitos utilizando dois teclados (dois avaliadores por seção). Os equipamentos são transportados em um veículo que também carrega um sistema de aquisição de dados computadorizado e instrumentos para avaliar a irregularidade longitudinal (acelerômetros), a deformação permanente nas trilhas de roda (barra com sistema a laser para obtenção do perfil transversal), a condição da faixa de domínio (câmera de vídeo), as ra111pas e curvas horizontais (giroscópio) e as distâncias percorridas (odômetro). FIGURA 2.23- ARAN: Analisador automático da superfície do pavimento. 34 2.3.4 - Índices Combinados de Defeitos Os índices combinados de defeitos podem ser determinados através de avaliações subjetivas (feitas por painéis de avaliadores) ou calculados a partir de informações detalhadas sobre a extensão e o nível de severidade de diferentes formas de deterioração dos pavimentos. A condição do pavimento pode ser quantificada, por exemplo, pelo Índice de Condição do Pavimento (ICP), que varia de O a 100, onde 100 representa uma excelente condição do pavimento. Para o cálculo do ICP pode-se utilizar a equação 2.1, cujas variáveis Dijefij são, respectivamente, extensão e fator de ponderação do defeito i com o nível de severidade j. !CP= 100-~ ~ D--x+ .. L; L; l] 1lj i j (2.1) Como certos defeitos influem mais que outros para a perda de serventia do pavimento, cada nível de severidade de um determinado defeito deve ser associado a um fator de ponderação, sendo que os fatores de ponderação também devem ser ajustados para as condições operacionais e ambientais do local onde serão utilizados. Os valores dos índices combinados podem dar uma indicação sobre que estratégia de manutenção e reabilitação adotar, conforme apresentado na Figura 2.24. A Figura 2.25, adaptada do INSTITUTO DO ASFALTO (1981), apresenta um exemplo de planilha para quantificação do ICP contendo todos os defeitos considerados no Programa de Pesquisa SHRP. Reconstrução Recapeamento Manutenção ~~,---.-~-.---.---,----r---.---, o 20 40 ICP FIGURA 2.24 -Estratégia de manutenção e reabilitação mais indicada com base no valor do ICP (INSTITUTO DO ASFALTO, 1989). 35 PLANILHA PARA A V ALIAÇÃO DE PAVIMENTOS Rodovia ou Rua: _____ _ Município ou Cidade: _____ _ Código da Seção: _____ _ Extensão: ________ _ Largura: _______ _ Tipo de Pavimento: ____ _ Data: ________ _ DEFEITOS AVALIA~ÃO 1. Trincas por Fadiga 0-15 2. Trincas em Blocos 0-5 3. Trincas nos Bordos 0-5 4. Trincas Longitudinais 0-5 5. Trincas por Reflexão 0-5 6. Trincas Transversais 0-5 7. Remendos 0-5 8. Panelas 0-10 9. Deformação Permanente nas Trilhas de Roda 0-15 10. Corrugação 0-5 1 L Exsudação 0-5 12. Agregados Polidos 0-5 13. Desgaste 0-5 14. Desnível Pista- Acostamento 0-5 15. Bombeamento 0-5 Soma dos Defeitos: Índice de Condição do Pavimento: ICP = 100 - Soma dos Defeitos ICP = 100-_____ _ ICP= FIGURA 2.25 - Planilha para avaliação da condição dos pavimentos (adaptada de INSTITUTO DO ASFALTO, 1981). 36 No Brasil, um índice combinado muito utilizado é o Índice de Gravidade Global (IGG), definido como um parâmetro numérico que permite a avaliação de deterioração de segmentos rodoviários, cuja concepção, além de refletir o estado de cada segmento considerado isoladamente, permite a comparação relativa entre os estados apresentados por segmentos distintos (PEREIRA, 1972 e 1976). O cálculo do IGG é baseado na norma DNER-PRO 08/94(Avaliação Objetiva de Pavimentos Flexíveis e Semi-rígidos - DNER, 1994), que estabelece uma metodologia para a quantificação numérica dos defeitos. A avaliação da superfície é feita por amostragem e o levantamento é feito a pé, registrando-se, em uma planilha, os tipos e o nível de severidade dos defeitos, sem avaliação da extensão. Para o cálculo do IGG são consideradas dez ocorrências ou eventos distintos. Oito desses eventos representam tipos individuais de defeitos (trincas, afundamentos, corrugação, escorregamento, exsudação, desgaste, panelas e remendos). Os outros dois são derivados da mensuração das flechas nas trilhas de roda (média e variância). Dessa forma, o valor do IGG reflete o efeito conjunto de uma ampla gama de deficiências estruturais sobre o estado da superfície do pavimento. Cada evento considerado isoladamente corresponde a um valor específico chamado Índice de Gravidade Individual (IGI), estabelecido em função do peso ou "nível de responsabilidade" de cada evento. Logo, para cada defeito é conferido um fator de ponderação. De acordo com a norma DNER-PRO 08/94, o IGG é calculado através das Equações 2.2, 2.3 e 2.4, cujas variáveis n, jp, IGI, IGG, .fa e fr são, respectivamente, o número de estações inventariadas, o fator de ponderação, o Índice de Gravidade Individual, o Índice de Gravidade Global, a freqüência absoluta (número de vezes em que a ocorrência é verificada) e a freqüência relativa (número de vezes em que a ocorrência é verificada em relação ao número total de estações). 37 lOO.fa fr=-....:....::... n (2.2) (2.3) IGG= LlGI (2.4) Com a finalidade de conferir ao pavimento um conceito que retrate o grau de degradação verificado, o DNER estabeleceu a correspondência indicada na Tabela 2.3. TABELA 2.3 - Intervalos de condição de pavimentos em função do IGG. IGG CONCEITO 0-20 Bom 20-80 Rerrular 80-150 Mau 150-500 Péssimo As principais limitações do Índice de Gravidade Global (IGG) são: e não levar em conta o nível de severidade, apenas o tipo de defeito (exceto para as trincas); e considerar apenas o número de ocorrências e não a extensão. 38 3- DEFINIÇÃO DE ESTRATÉGIAS E SELEÇÃO DE ATIVIDADES DE MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO 3.1 - INTRODUÇÃO As atividades da gerência de pavimentos e os componentes do sistema estão caracterizados, geralmente, em dois níveis administrativos: gerência em nível de rede e em nível de projeto (Figura 3.1). ~ Programação ___.. ~ Planejamento --.:r x-- Orçamento ___. BASE DE DADOS Pesquisa ----.... Dimensionamento ~ --... Construção ~ .....---.... Manutenção ..___ --... ~abilitação FIGURA 3.1- Fluxograma dos componentes de um sistema de gerência de pavimentos em nível de rede e projeto (HAAS et al., 1994). 39 A gerência de pavimentos em nível de rede trabalha com informações resumidas, relacionadas a toda a malha viária, utilizadas para a tomada de decisões essencialmente administrativas (planejamento, programação e orçamento). Algumas das características ou aplicações de um sistema de gerência em nível de rede são: e identificação de projetos candidatos para intervenções; e priorização dos projetos considerando as características de desempenho, tráfego, custo aos usuários e outros fatores locais; • geração de necessidades de orçamento da agência a curto e longo prazo; • análise de estratégias de intervenção, com avaliação da condição atual do sistema e previsão da condição futura, em função dos recursos aplicados em cada alternativa. As ações normalmente consideradas nas análises de estratégias de intervenção, realizadas em nível de rede, são: a) Manutenção Corretiva: remendos superficiais, reparos localizados, impermeabilização de trincas e outras ações de baixo custo unitário. Para as vias em boas condições, a manutenção corretiva (ou de rotina) é a melhor maneira de utilização dos recursos; b) Manutenção Preventiva: atividades de manutenção corretiva, rejuvenescimento da capa asfáltica e recapeamentos delgados. Tem por objetivo conter a deterioração em seu estágio inicial; c) Ação Postergada: apenas execução de remendos inadiáveis. Indicada para seções que estão além do ponto de eficácia da manutenção preventiva, mas que ainda não atingiram a necessidade de reabilitação; d) Reforço: atividades de manutenção de rotina e preventiva, recapeamento estrutural e reciclagem. Devem ser objeto de estudos de priorização, uma vez que os recursos disponíveis são, geralmente, inferiores às necessidades; 40 e) Reconstrução: remoção e substituição de toda estrutura do pavimento, melhoria ou instalação de drenagem e melhoramentos de traçado, de segurança e de capacidade de tráfego. Também devem ser objeto de estudos de priorização. A gerência de pavimentos em nível de projeto envolve o dimensionamento, construção, manutenção e reabilitação. Trabalha com informações técnicas detalhadas, relacionadas a seções específicas do pavimento, incluindo um diagnóstico detalhado dos defeitos, suas causas prováveis e métodos corretivos alternativos. Exemplos de atividades de gerência de pavimentos em nível de projeto são: • seleção das atividades de manutenção, reabilitação e reconstrução, com base em critérios estabelecidos pelos níveis mais elevados da gerência; • realimentação da base de dados com relação ao desempenho do pavimento, fornecendo dados para as atividades de projeto, construção e manutenção; • definição dos parâmetros principais de projeto, tais como: resistência do subleito, número de solicitações do eixo padrão e especificações para os materiais. 3.2 - SELEÇÃO DAS ATIVIDADES DE MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO Todos os materiais utilizados em pavimentação apresentam alguma forma de deterioração, resultado das solicitações do tráfego e das condições climáticas (temperatura e teor de umidade) a que são submetidos. Os pavimentos deterioram-se mais lentamente nos anos iniciais, mas à medida em que se aproximam do final de sua vida em serviço, a taxa de deterioração aumenta. Para corrigir os defeitos, proteger os investimentos e proporcionar aos usuários uma superfície de rolamento confortável, segura e econômica, são realizadas as atividades de manutenção e reabilitação (M&R). Existe estreita relação entre o desempenho dos pavimentos, as estratégias de intervenção, as datas de realização das atividades de manutenção e reabilitação e os custos. 41 Conforme exemplificado na Figura 3.2, atrasos nas atividades de manutenção e reabilitação quase sempre resultam em gastos adicionais, pois as estruturas dos pavimentos sofrem deterioração acelerada à medida em que ocorrem os adiamentos das intervenções. A gerência de pavimentos visa minimizar esse problema, integrando a avaliação dos pavimentos com a definição das atividades de manutenção e reabilitação. Índice de Serventia 5 75% o R$1,00 gasto neste ponto ... custará R$ 4,00 se adiado até este ponto TEMPO (ano) FIGURA 3.2- Exemplo de inter-relação entre desempenho dos pavimentos, estratégia de manutenção e reabilitação, data da intervenção e custos (FHW A, 1989). Existem diferenças entre as atividades de manutenção e as atividades de reabilitação de pavimentos. A manutenção tem por objetivo preservar ou manter o período de projeto do pavimento, aumentando pouco o nível de serventia mas evitando a deterioração precoce. A reabilitação, por sua vez, tem o propósito de prolongar a vida em serviço do pavimento, elevando o nível de serventia próximo ao valor máximo e criando condições para um novo ciclo de deterioração. 42 As atividades de manutenção podem ser divididas em duas categorias: preventivas e corretivas. A manutenção preventiva consiste no grupo de atividades realizadas para proteger o pavimento e reduzir a sua taxa de deterioração, enquanto as atividades corretivas têm como objetivo eliminar um determinado tipo de defeito e suas conseqüênciassobre o desempenho do pavimento. Deve-se destacar que algumas atividades servem às duas categorias. Embora as atividades de manutenção ajudem a prolongar a vida em serviço, os pavimentos precisam, mais cedo ou mais tarde, de atividades de reabilitação. Quando o período de projeto é excedido, seja na idade ou no número de repetições das solicitações do tráfego, há necessidade de atividades de reabilitação, que consistem de trabalhos mais efetivos, visando a recuperação, o reforço ou a adaptação de pavimentos deficientes. A Tabela 3.1 apresenta um resumo das causas dos defeitos e as principais atividades de manutenção e reabilitação recomendadas. FERNANDES JR. e PANTIGOSO (1998) propõem "árvores de decisão" para a seleção de atividades de manutenção e reabilitação de pavimentos. Consideram como fatores os tipos de defeitos (nível de severidade e extensão) e o volume de tráfego (quando este influencia a ocorrência do defeito) e adotam as seguintes atividades de manutenção e reabilitação: e Não fazer nada; e Capa selante; e Lama asfáltica; e Tratamento superficial; e Selagem de trincas; 1/1 Preenchimento de buracos; e Remendo; 43 o Regularização; e Drenagem; o Reciclagem; o Recapeamento; e Reconstrução; e Recomposição do acostamento; e Aplicação de areia quente. Os critérios para definição dos níveis de severidade, extensão e tráfego são indicados na Figura 3.3. Severidade do Defeito I 1 2 3 Severidade Baixa Média Alta Extensão do Defeito I 1 2 Extensão Peguena Grande T -~ (VDM) ra ego VDM (x 1000) 1- Leve 2- Médio 3- Pesado Tráfeoo <1 1-5 >5 FIGURA 3.3- Critérios para classificação dos fatores utilizados nas árvores de decisão (FERNANDES JR. e P ANTIGOSO, 1998). DEFEITO 1 TRINCAS POR FADIGA DO REVESTIMENTO 2 TRINCAS EM BLOCOS 3 TRINCAS NOS BORDOS TABELA 3.1- Resumo das causas dos defeitos considerados no Programa SHRP e principais atividades de manutenção e reabilitação. CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADES DE M&R • Problema estrutural (espessuras inadequadas) • Manutenção: remendos (reparo permanente, no caso de • Enfraquecimento estrutural durante o período de problemas localizados) ou tratamento superficial e lama chuvas asfáltica (reparos temporários) o • Reabilitação: recapeamento (reforço estrutural, no caso de áreas extensas) • Reconstrução: novos materiais ou reciclados • Obs: geralmente associadas à saturação do subleito, sub- base ou base, as trincas por fadiga podem exigir a remoção do material saturado e a instalação de drenagem. • Contração de origem térmica (revestimento formado • Manutenção: aplicação de selante (emulsão asfáltica por misturas asfálticas com agregados finos e alto teor seguida por tratamento superficial, lama asfáltica ou de asfalto com baixa penetração) ou de variação do recapeamento delgado) teor de umidade (camadas inferiores), ou ainda em Reabilitação: reciclagem ou recapeamento (nos estágios razão do envelhecimento (perda de elasticidade do avançados) revestimento causada por oxidação em virtude de tempo de mistura muito longo, temperatura de misturE elevada ou período de armazenamento muito longo) • Contração de bases tratadas com cimento ou com utilização de solos tropicais • Compactação insuficiente • Selante para evitar entrada de água e conseqüente • Drenagem deficiente enfraquecimento estrutural DEFEITO 4 TRINCAS LONGITUDINAIS 5 TRINCAS POR REFLEXÃO 6 TRINCAS TRANSVERSAIS 7 REMENDOS TABELA 3.1 -Resumo das causas dos defeitos considerados no Programa SHRP e principais atividades de manutenção e reabilitação. CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADES DE M&R • Má execução de juntas • Manutenção: trincas com abertura menor que 3 mm não precisam ser preenchidas; longitudinais de separação trincas com abertura entre 3 e 20 mm devem ser limpas e receber aplicação de entre duas faixas de tráfego selante (asfalto modificado com borracha ou elastômeros) e lançamento de areia (menor densidade e menor sobre o selante resistência à tração) • Reabilitação: trincas com abertura maior que 20 mm devem ser reparadas com • Contração do revestimento remendo ou, no caso de estar previsto um recapeamento, devem ser preenchidas com concreto asfáltico de granulometria fina o Movimentação de placas • Manutenção: remendos e tratamento superficial ou lama asfáltica (reparos rígidas subjacentes temporários) (pavimento rígido, bases • Reabilitação: recapeamento (reforço estrutural: têm sido utilizadas geomembranas tratadas com cimento ou cal, entre o pavimento antigo e o reforço para absorção do movimento horizontal das bases de solos arenosos finos camadas inferiores; outra técnica consiste na reciclagem das porções mais lateríticos) superficiais do pavimento antigo, de modo a eliminar o padrão das trincas e, dessa forma, ao menos retardar o aparecimento das trincas por reflexão) o Obs: trincas com abertura menor que 3 mm não precisam ser preenchidas; trincas com abertura entre 3 e 20 mm devem ser limpas e receber aplicação de selante (asfalto modificado com borracha ou elastômeros) e lançamento de areia seca sobre o selante; trincas com abertura maior que 20 mm devem ser reparadas com remendo ou, no caso de estar previsto um recapeamento, devem ser preenchidas com concreto asfáltico de granulometria fina. • Contração térmica do • Selante para evitar entrada de água e conseqüente enfraquecimento estrutural revestimento e hidráulica das outras camadas • Obs: o simples preenchimento de panelas é chamado de "tapa-buraco" DEFEITO 8 PANELAS 9 DEFORMAÇÃO PERMANENTE lO CORRUGAÇÃO 11 EXSUDAÇÃO TABELA 3.1 -Resumo das causas dos defeitos considerados no Programa SHRP e principais atividades de manutenção e reabilitação. CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADES DE M&R • Falha estrutural (revestimento com pequena • Manutenção: remendos (reparo permanente) espessura ou baixa capacidade de suporte das • Reabilitação: recapeamento (reforço estrutural) após a execução camadas inferiores) dos remendos • Segregação da mistura (falta de ligante asfáltico • Obs: as atividades de M&R devem, sempre, ser precedidas de em pontos localizados) instalação de drenagem • Problema constmlivo (drenagem inadeauada) • Dimensionamento inadequado (espessuras • Reabilitação: reciclagem, recapeamento delgado (nas fases insuficientes) iniciais, precedido pelo preenchimento das depressões com • Dosagem da mistura (falta de estabilidade, que concreto asfáltico) ou recapeamento espesso (reforço estrutural) resulta em deformação plástica em razão de • Reconstrução: novos materiais ou reciclados elevado teor de ligante, excesso de material de preenchimento e uso de agregados arredondados) • Compactação inadequada e posterior consolidação pelas cargas do tráfego • Cisalhamento (fluência plástica) causada por enfmm1erimentn em r~ziín de infiltrnciín de :Í~11n • Falha estrutural • Manutenção: remendos • Dosagem da mistura (falta de estabilidade, em • Reabilitação: reciclagem (fresagem dos revestimentos com razão de excesso de asfalto, ligante asfáltico espessura superior a 5 em, seguida de aplicação de capa selante pouco viscoso, excesso de agregados finos, ou concreto asfáltico); recapeamento delgado (sobre superfície agregados arredondados, com textura lisa ou regularizada: escarificação e mistura com material da base e granulometria inadequada) compactação antes do lançamento da nova camada de o Problema construtivo (fraca ligação entre base e revestimento) ou recapcamento espesso (reforço estrutural) revestimento) o Reconstrução: novos materiais ou rcciclados • Excesso de ligante betuminoso • Manutenção: tratamento superficial (reparo temporário) ou • Baixo índice de vazios da mistura asfáltica aplicação de areia quente, que deve ser imediatamente • Compactação pelo tráfego (má dosagem) compactada e varrida após o resfriamento • Reabilitação: reciclagem DEFEITO 12 AGREGADOS POLIDOS13 DESGASTE 14 DESNÍVEL (DEGRAU) ENTRE PISTA E ACOSTAMENTO 15 BOMBEAMENTO TABELA 3.1- Resumo das causas dos defeitos considerados no Programa SHRP e principais atividades de manutenção e reabilitação. CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADES DE M&R • Ação abrasiva do tráfego, que elimina as asperezas e • Manutenção: tratamento superficial ou lama asfáltica angularidades das partículas • Reabilitação: reciclagem ou recapeamento delgado • Seleção dos materiais (agregados com pequena resistência • Reconstrução: novos materiais ou reciclados à abrasão, como por exemplo, agregados de rochas calcárias) • Dosagem da mistura (falta de ligante) • Manutenção: capa selante (reparo temporário), • Problema construtivo (superaquecimento da mistura; falta tratamento superficial ou lama asfáltica de compactação, que resulta em envelhecimento precoce; • Reabilitação: reciclagem ou recapeamento delgado agregados sujos, úmidos ou com pequena resistência à abrasão; segregação: com a ausência de agregados miúdos, há apenas poucos pontos de ligação entre partículas da matriz de agregados graúdos, facilitando a oxidação) • Perda de adesividade ligante-agregado por ação de produtos químicos, água ou abrasão • Abertura ao tráfego antes de o ligante aderir ao agregado • Execução sob condições meteorológicas desfavoráveis • Erosão do acostamento • Recomposição do acostamento • Consolidação do acostamento • Existência de água nos vazios sob o revestimento • Drenagem • Pressão exercida pelas cargas do tráfego 48 As árvores de decisão criadas por FERNANDES JR. e P ANTIGOS O (1998), para cada tipo de defeito, são mostradas a seguir: Iº) TRINCAS POR FADIGA DO REVESTIMENTO Severidade Extensão I Tráfego I Atividade de M&R Não fazer nada Não fazer nada Capa Selante Capa Selante Capa Selante Lama Asfáltica Leve li Não fazer nada Médio I Capa Selante Pesado I Remendo Leve li Capa Selante 11 Lama Asfáltica I Tratamento Superficial Capa Selante Remendo Remendo +Drenagem Tratamento Superficial Recapeamento Reconstrução +Drenagem 49 2º) TRINCAS EM BLOCOS Severidade I Extensão I Atividade de M&R I Não fazer nada Baixa Capa Selante Pequena ~I Capa Selante Média Grande ~I Selante + LamaAsfáltica Selante +Tratamento Superf. Alta 3º) TRINCAS LATERAIS Severidade I Atividade de M&R Baixa ~ Não fazer nada Média ~I Selante Alta ... , Remendo +Drenagem 50 4º) TRINCAS LONGITUDINAIS Severidade I Atividade de M&R Baixa ~I Não fazer nada Média ~ Selante Alta ~I Remendo sº) TRINCAS POR REFLEXÃO Severidade Tráfego I Atividade de M&R Leve Não fazer nada Baixa Médio Não fazer nada Pesado Capa Selante Leve Capa Selante Média Médio Selante + Lama Asfáltica Pesado Selante + Tratamento Superf. Leve Selante +Tratamento Superf. Alta Médio Remendo+ LamaAsfáltica Pesado Recapeamento 6º) TRINCAS TRANSVERSAIS I Severidade I I Atividade de M&R I ~-B_a=_· --~--------~~~~~ ____ N_ã_of_~_er_M_d_a __ ~ ~-M_é_dia __ _;--------~~~~~ ______ s_el~_t_e ____ ~ ~--AI_m __ _t--------~~~LI _____ R_e_m_en~do ____ ~ 7º) REMENDOS I Severidade I !Atividade de M&Rj L--B-ai_~ __ _;--------~~~LI ____ N_ã_of_az_er_na_da----~ L--M-éd_ia __ _J---------~~~ Sel~te + Trammento Snperf. L--M_m __ ~r---------~~~L------~-m_en_do----~ sº)PANELAS I Severidade I !Atividade de M&Rj t----------~~~ Preenchimento de buracos L-----~ ~-M_édia_-__ _1----------~~~~ Remendo Mta ~ Remendo +Drenagem 51 52 9Q) DEFORMAÇÃO PERMANENTE NAS TRILHAS DE RODA I Severidade Tráfego I Atividade de M&R Leve Não fazer nada Baixa Médio Não fazer nada Pesado Regularização Leve Regularização Média Médio Reciclagem Pesado Recapeamento Leve Reciclagem Alta Médio Recapeamento Pesado Reconstrução lOQ) CORRUGAÇÃO Severidade Atividade de M&R Baixa ~I Não fazer nada Média ~I Reciclagem ou Recapeamento Alta ~I Reconstrução 53 11º) EXSUDAÇÃO Severidade I Atividade de M&R Baixa ~I Não fazer nada Média ~~~>I Aplicação de Areia Quente Alta ~I Tratamento Superficial 12º) AGREGADOS POLIDOS I Severidade I !Tráfego! !Atividade de M&Rj ._______B>= Kj :: ~ jL __ P_e~ __ do __ _;----~~~~======L=mn==a=~==ru=ti=~======; Não fazer nada Não fazer nada Reciclagem Tratamento Superficial Reciclagem Tratamento Superficial Re~peamento 54 13º) DESGASTE \severidade I \Tráfego! !Atividade de M&R I Não fazer nada Não fazer nada Lama Asfáltica Lama Asfáltica Reciclagem Tratamento Superficial Reciclagem Tratamento Superficial Recapeamento J.f-2-) DESNÍVEL ENTRE PISTA E ACOSTAMENTO Recomposição do acostamento com material não erodível e boa capacidade de suporte. JSºJ BOMBEAMENTO Drenagem e capa selante, tratamento superficial ou recapeamento. 55 3.3 - ATIVIDADES DE MANUTENÇÃO Consistem, geralmente, em remendos, selagem de trincas e capas selantes. A detecção e o reparo dos defeitos nas fases iniciais representam o trabalho mais importante desempenhado pela equipe de manutenção, ou seja, aquele que resulta na melhor utilização dos recursos disponíveis. As trincas, por exemplo, se não seladas logo, podem evoluir rapidamente para sérios defeitos e, conseqüentemente, aumentar os custos de operação dos veículos e os custos de manutenção e reabilitação. 3.3.1 - Remendos Os remendos constituem o método de reparo mais utilizado na manutenção de rodovias e ruas porque todos os pavimentos, uma hora ou outra, vão apresentar buracos, resultado da ação combinada de umidade e tráfego ou em virtude da abertura de trincheiras para construção e execução de reparos das redes de água, gás, esgoto, telefone, energia elétrica etc. Os buracos ou panelas devem ser imediatamente reparados, pois comprometem a segurança e o conforto e aumentam os custos operacionais. Além disso, permitem a entrada de água, que enfraquece a estrutura e acelera a deterioração. Em qualquer operação de remendo dos buracos, os dois elementos principais são a seleção de materiais e os procedimentos de reparo. Quanto ao tipo de material, podem ser usadas misturas usinadas a quente (CBUQ), no caso de reparos permanentes, ou pré-misturados a frio (PMF), no caso de reparos emergenciais, executados sob condições climáticas desfavoráveis. O procedimento recomendado para a execução de remendos permanentes (Figura 3 .4) consiste em: 56 o remoção de água e sujeira e instalação de drenagem, se a presença de água for a causa do defeito; o corte da área retangular a ser remendada, 20 a 30 em além das extremidades do buraco e até atingir uma profundidade com material consistente; o aplicação de imprimadura de ligação nas faces verticais da escavação; o aplicação de imprimadura impermeabilizante no fundo, caso o material seja granular; o lançamento da mistura asfáltica (para evitar segregação, deve-se lançar a mistura asfáltica contra as paredes verticais dos cortes e esparramar da extremidade para o centro); o compactação com equipamento adequado, menor do que a área do remendo (rolo compactador pequeno ou placa vibratória). Quando a profundidade for superior a 15 em, a compactação deve ser realizada em camadas, devendo resultar numa superfície perfeitamente nivelada com o pavimento adjacente. O custo dos remendos normalmente é associado apenas ao custo dos materiais, embora o custo total dependa de outros fatores (mão-de-obra e equipamentos). Devem ser considerados, também, os atrasos associados à interrupção do tráfego para a execução de remendo e o custo de operação dos veículos (função da condição do pavimento). Alternativas com maior custo de construção, mas que proporcionam uma aplicação mais rápida e maior durabilidade, podem ser vantajosas a médio e longo prazo em razão da diminuição do custo de mão-de-obra e equipamentos, redução da necessidade de novos remendos num mesmo local e manutenção do pavimento em boas condições por um período de tempomaior. 1 2 3 4 5 Panela Remoção do revestimento e base até atingir suporte adequado Aplicação de pintura ligante nas laterais e no fundo do buraco Preenchimento com mistura asfáltica e compactação FIGURA 3.4- Procedimentos para execução de um remendo permanente. 57 Um trabalho desenvolvido pelo Corpo de Engenheiros do Exército dos Estados Unidos em 1981, comentado por EV ANS et al. (1993), chegou à conclusão de que os procedimentos para execução de remendos permanentes apresentam um custo da ordem de três vezes menor que o custo do simples "tapa-buraco". Portanto, para a execução dos remendos, a principal atividade realizada pelos organismos rodoviários e prefeituras municipais consiste na adoção de procedimentos de reparos permanentes ou, eventualmente, no lançamento de mistura asfáltica sobre uma superfície limpa e seca, seguido de compactação pelo próprio caminhão que transporta o material. 58 A prática do simples lançamento de mistura asfáltica, sem cuidados prévios (limpeza e drenagem) ou posteriores (compactação), não deveria constar do elenco de atividades de manutenção e reabilitação de pavimentos. 3.3.2 - Capas selantes São atividades que consistem na aplicação apenas de ligante asfáltico ou de ligante com agregados, continuamente sobre a superfície do pavimento, com a finalidade de rejuvenescer o revestimento asfáltico, restabelecer o coeficiente de atrito pneu-pavimento, selar trincas com pequena abertura, impedir a entrada de água na estrutura do pavimento e retardar o desgaste causado por intemperismo. Os tipos mais comuns de capas selantes são: • selo asfáltico impermeabilizante ("fog seal"): leve aplicação de emulsão asfáltica de cura lenta, diluída em água e sem agregado mineral, usada para rejuvenescer revestimentos asfálticos oxidados (coloração cinza claro no lugar da coloração preta ou cinza escuro, exceto quando são utilizados agregados de rochas basálticas) e para selar trincas com pequena abertura (severidade baixa) e vazios superficiais. Normalmente, aplica-se uma taxa de 0,45 a 0,70 l/m2 de material diluído (50% de água). Essa alternativa é viável para vias que podem ser fechadas ao tráfego durante o período necessário para a ruptura da emulsão e desenvolvimento de atrito suficiente entre pneu e pavimento (4 a 6 horas). Apresenta baixo custo e é capaz de retardar a necessidade de tratamento superficial em um ou dois anos; • tratamentos superficiais ("chip seals"): camadas formadas por aplicações de ligante e agregados, em que a dimensão máxima do agregado de cada camada sucessiva é, geralmente, a metade da dimensão máxima do agregado da camada subjacente. A espessura total é, aproximadamente, o diâmetro máximo das partículas da primeira camada. Normalmente, aplica-se o ligante 59 (cimento asfáltico ou emulsões, pois os asfaltos diluídos, muito usados no passado, têm sido pouco utilizados em razão de preocupações ambientais) e, em seguida, lança-se o agregado, que deve ser compactado imediatamente. Um tratamento superficial múltiplo contribui para a resistência do pavimento (impermeabiliza e resiste à abrasão superficial causada pelo tráfego). Entretanto, não se considera esse acréscimo em termos de aumento do número estrutural; e lama selante de emulsão asfáltica ou lama asfáltica ("slurry seal"): mistura homogênea de emulsão asfáltica de ruptura lenta, agregados miúdos bem graduados (passando totalmente na peneira de 4,8 mm e com 5 a 15% passando na peneira de 0,075 mm) e material de preenchimento mineral ("filler", de preferência cimento Portland ou cal, passando 100% na peneira de 2,0 mm e de 65 a 100% na peneira de 0,075 mm), com adição de água para produzir a consistência fluida (de lama). A mistura é feita, geralmente, em equipamentos especiais (caminhão com silos para os componentes e um misturador), que aplicam um material com espessura entre 1,5 e 3 mm (existem três graduações de lama asfáltica, utilizadas para diferentes propósitos: preenchimento de trincas, selagem de revestimento com textura média e duas aplicações sobre revestimento muito áspero). 3.4- ATIVIDADES DE REABILITAÇÃO Dentre as atividades de reabilitação mais utilizadas estão a fresagem, a reciclagem, o recapeamento estrutural (espesso) e a reconstrução: a) Fresagem: com o desenvolvimento de equipamentos durante a década de 80, nos Estados Unidos e países da Europa, a fresagem já é a principal forma de remoção do revestimento antigo, tanto para reciclagem como para acerto da superfície a ser recapeada; 60 b) Reciclagem: técnica utilizada para renovar e rejuvenescer misturas asfálticas envelhecidas. Serve, também, para corrigir outros defeitos, como pequenas corrugações, agregados polidos e exsudação. Não é efetiva para corrigir defeitos como trincas por fadiga ou panelas. O revestimento asfáltico é escarificado, aquecido no local, misturado, lançado e compactado. Normalmente, são adicionados agentes recicladores ou ligantes, que têm por função garantir as propriedades da nova mistura. Se forem adicionados agregados para ajuste da curva granulométrica e cimento asfáltico novo à mistura, esta poderá ser utilizada como revestimento. Caso contrário, a camada asfáltica resultante será apenas uma camada de ligação ("binder"). O aquecimento e a escarificação do revestimento existente inibem a reflexão de trincas e proporcionam forte ligação entre o pavimento antigo e o recapeamento; c) Recapeamento estrutural: construção de uma ou mais camadas asfálticas sobre o pavimento existente, incluindo, geralmente, uma camada para corrigir o nivelamento do pavimento antigo, seguida de camada (ou camadas) com espessura uniforme; d) Reconstrução: necessária quando o pavimento não é reabilitado a tempo e começa a deteriorar-se rapidamente. Muito freqüentemente a causa dos defeitos é a drenagem inadequada, com a reconstrução representando a única opção para a melhoria do sistema de drenagem. No passado, a reconstrução consistia apenas na utilização de novos materiais, mas, recentemente, tem sido muito utilizada a reciclagem. Neste caso, a reciclagem (tanto a quente, para volume de tráfego pesado, como a frio, para volume de tráfego leve) consiste na utilização da mistura antiga (ligante e agregados) combinada com ligantes novos e agentes recicladores para produzir uma base asfáltica, que deve ser revestida por concreto asfáltico ou tratamento superficial duplo. 4 -EXECUÇÃO DOS SERVIÇOS DE MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS 61 Apresentam-se procedimentos para execução de serviços de manutenção e reabilitação de pavimentos flexíveis que comprovadamente resultam em uma melhoria significativa da condição dos pavimentos. Deve-se destacar, no entanto, que não há uma única maneira correta para execução dos serviços, pois os métodos de reparo dependem da extensão, do nível de severidade e da causa da deterioração. Além disso, os organismos rodoviários enfrentam, quase sempre, restrições orçamentárias e problemas relacionados à disponibilidade de equipamentos e materiais. 4.1- TRINCAS POR FADIGA As trincas por fadiga do revestimento são trincas conectadas, que formam uma série de pequenos blocos, semelhantes ao couro de crocodilo ou tela de galinheiro (Figura 4.1). A causa das trincas por fadiga está relacionada com as deformações repetidas provocadas pelas cargas do tráfego, aliadas à existência de uma ou mais camadas instáveis, conseqüência de base granular e subleito saturados ou pavimento com espessuras de camadas insuficientes para suportar as cargas. ~xistem dois métodos para reparo de trincas por fadiga: 1) correção permanente (remendo profundo) e 2) reparo temporário. 62 FIGURA 4.1 - Trincas por fadiga do revestimento asfáltico. Para a execução de um remendo profundo, deve-se fazer um corte retangular, com as faces ou lados verticais (Figura 4.2). As faces devem ser paralelas(longitudinais) ou perpendiculares (transversais) à direção do tráfego. Deve-se remover o revestimento e a base (e, eventualmente, parte do subleito) até atingir boa capacidade de suporte, estendendo-se em planta até 30 em além das extremidades da área trincada. Se a causa estiver associada à presença de água, a correção permanente deve incluir a remoção do material úmido e a instalação de drenagem. FIGURA 4.2 -Remoção do revestimento e da base. 63 Aplica-se nas faces verticais, posteriormente à remoção do revestimento e/ou base, uma pintura asfáltica de ligação ("imprimadura ligante", geralmente emulsão asfáltica ou, eventualmente, asfalto diluído, Figura 4.3). FIGURA 4.3 - Aplicação de ligante asfáltico às superfícies verticais. Para a garantia da durabilidade dos remendos, a área escavada deve ser preenchida com concreto asfáltico usinado a quente, com granulometria fechada (densa), sendo colocado em toda a profundidade, desde o subleito (Figura 4.4). Durante o lançamento do concreto asfáltico, espalha-se cuidadosamente a mistura para evitar a ocorrência de segregação (Figura 4.5). FIGURA 4.4 - Preenchimento da escavação com concreto asfáltico usinado a quente. 64 FIGURA 4.5 - Cuidados no lançamento da mistura asfáltica para prevenir segregação. Se a escavação tiver mais de 15 em de profundidade, deve-se compactar em camadas iguais. Os equipamentos adequados para o trabalho são: placa compactadora vibratória, para pequenos remendos (Figura 4.6), e rolo compactador, para grandes áreas. Se o concreto asfáltico for colocado diretamente no subleito, não é preciso aplicar ligante asfáltico ("imprimar"), mas, se for utilizada base granular, deve-se fazer a aplicação e permitir a cura do ligante. FIGURA 4.6 - Placa compactadora vibratória. O remendo é finalizado com a compactação adequada do asfalto pré-misturado a quente (Figura 4.7). Se o concreto asfáltico pré-misturado a quente não estiver disponível, pode-se utilizar pré-misturado a frio (concreto asfáltico usinado, mas com a substituição de cimento asfáltico por emulsões ou asfaltos diluídos). 65 FIGURA 4. 7 - Compactação da mistura asfáltica. Deve-se usar uma régua para verificação da qualidade de rolamento e o nivelamento e alinhamento do remendo (Figura 4.8), de tal forma que não se tenha nem saliência nem depressão. FIGURA 4.8- Verificação da qualidade do remendo com uso de régua. Os reparos temporários podem ser feitos de várias maneiras. No caso de reparos temporários de áreas com trincas mais largas do que 3 mm (aberturas maiores que 3 mm), deve-se, inicialmente, limpar a área trincada com vassouras e, se necessário, ar comprimido (Figura 4.9). 66 FIGURA 4.9 -Limpeza da área trincada com utilização de ar comprimido. Posteriormente, deve-se lançar uma mistura asfáltica usinada a frio (pré- misturado com uso de emulsões ou asfaltos diluídos), com graduação fina, e compactar com uma placa vibratória (Figura 4.10), rolo compactador, ou ainda utilizar o eixo traseiro de um caminhão carregado. FIGURA 4.1 O - Compactação com placa vibratória. Aplica-se, finalmente, a pintura asfáltica de ligação ("imprimadura ligante", geralmente emulsão asfáltica) na área a ser remendada (Figura 4.11) e lança-se o remendo superficial, de preferência concreto asfáltico usinado a quente (Figura 4.12), ou, eventualmente, pré-misturado a frio. Deve-se desempenar os bordos cuidadosamente, removendo as partículas grossas com um rodo. 67 FIGURA 4.11 - Aplicação de imprimadura ligante sobre a área trincada. FIGURA 4.12 - Lançamento de remendo superficiaL Depois de espalhar o material uniformemente, deve-se compactar com um rolo vibratório (Figura 4.13) ou placa compactadora. Se nenhum dos dois equipamentos estiver disponível, pode-se usar as rodas do caminhão que trouxe a mistura asfáltica. FIGURA 4.13 - Compactação do remendo com rolo vibratório. 68 No caso de reparos temporários de áreas com trincas inferiores a 3 mm de abertura, executa-se um remendo com capa selante (geralmente tratamento superficial simples: aplicação de ligante asfáltico seguida de aplicação de agregado). Deve-se limpar a área trincada como descrito anteriormente e aplicar emulsão asfáltica ou cimento asfáltico (Figura 4.14 ). Se o asfalto infiltrar nas trincas, deve-se aplicar mais. FIGURA 4.14 - Aplicação de ligante asfáltico sobre as trincas por fadiga. Aplica-se, a seguir, uma camada de agregado de cobertura (Figura 4.15). Uma boa dimensão para o agregado utilizado neste tipo de remendo é de 6 rnrn até o diâmetro da peneira #lO (2 mrn). FIGURA 4.15 - Aplicação do agregado de cobertura. 69 Compacta-se a capa selante (tratamento superficial) com rolo compactador de pneus (Figura 4.16). Se não for possível, pode-se usar as rodas do caminhão que trouxe o agregado. Para executar o remendo até o nível do pavimento adjacente, podem ser necessárias aplicações adicionais de capa selante (tratamentos superficiais múltiplos). Deve-se garantir a cura completa da área remendada antes da abertura ao tráfego. FIGURA 4.16 - Compactação com rolo de pneus. Outro tipo de material que pode ser utilizado como reparo temporário de trincas por fadiga com pequena abertura é a lama asfáltica (Figura 4.17). Após limpeza da área trincada, aplica-se a lama asfáltica, formada pela mistura de emulsão com agregado fino e "filler" (material de preenchimento), com adição de água para produzir a consistência adequada à aplicação. FIGURA 4.17 - Aplicação de lama asfáltica. 70 4.2 - TRINCAS EM BLOCOS São trincas conectadas, formando uma série de grandes blocos, aproximadamente retangulares, geralmente com lados maiores que 30 em (Figura 4.18). É difícil determinar se as trincas em blocos são provocadas por mudanças de volume na mistura asfáltica do revestimento, na base ou no sub leito. FIGURA 4.18- Trincas em blocos. Freqüentemente, as causas estão associadas a mudanças no volume de misturas asfálticas com agregados finos e elevado teor de asfalto muito viscoso (baixa penetração). A ausência de tráfego também acelera a evolução das trincas em blocos, pois o remoldamento (tixotropia) diminui a velocidade de envelhecimento do revestimento. Para reparo, deve-se selar as trincas em blocos com lama asfáltica (emulsão com agregado miúdo) e aplicar tratamento superficial ou capa selante sobre toda a superfície. Inicialmente, remove-se com vassouras e ar comprimido toda a sujeira das trincas e da superfície do pavimento (Figura 4.19). Deve-se umedecer a superfície do pavimento e as faces das trincas e, quando a umidade estiver uniforme e sem empoçamentos, aplica-se uma pintura de ligação de emulsão asfáltica, diluída a 50% (Figura 4.20). 71 FIGURA 4.19 -Limpeza das trincas com ar comprimido. FIGURA 4.20 - Aplicação de pintura de ligação. Posteriormente, as trincas devem ser seladas com emulsão para lama asfáltica, sendo importante o nivelamento (re-distribuição do excesso) com um aplicador manual (Figura 4.21). FIGURA 4.21 - Preenchimento das trincas com lama asfáltica com aplicador manual. 72 Após a cura e endurecimento do selante, deve-se executar um tratamento superficial ou capa selante em toda a superfície (Figura 4.22). Deve-se assegurar a cura do tratamento superficial, garantindo resistência suficiente para evitar a remoção das partículas pelo tráfego. FIGURA 4.22 - Selagem da superfície com lama asfáltica. 4.3 - TRINCAS NOS BORDOS As trincas nos bordos (ou laterais) desenvolvem-se longitudinalmente, a uma distância média de 30 em da extremidade lateral do pavimento (Figura 4.23). Podem ocorrer, eventualmente, ramificações em direção ao acostamento. FIGURA 4.23 - Trincas nos bordos. 73 As trincas nos bordos são causadas, geralmente, por falta de adequado confinamento lateral do acostamento. Também podem ser causadas por adensamento ou ruptura plástica do material das camadas