Análise do efeito da sazonalidade da temperatura e do tráfego no desempenho de pavimentos flexíveis: segmentos monitorados de Araranguá-SC

Abstract

O método mais utilizado para o dimensionamento de pavimentos flexíveis brasileiros apresenta embasamento essencialmente empírico. Esse método possui restrições, como a ausência de caracterização das condições climáticas regionais, a impossibilidade de inclusão de novos materiais e a falta de compatibilidade entre tensões e deformações com o tráfego previsto no período de projeto. Neste cenário, a Petrobrás, em parceria com universidades brasileiras, criou o projeto Rede Temática de Tecnologia em Asfalto. Um dos objetivos do projeto é o desenvolvimento de um banco de dados em nível nacional sobre o desempenho de segmentos monitorados construídos em rodovias brasileiras para dar suporte ao desenvolvimento do novo método Brasileiro de dimensionamento de pavimentos flexíveis. Esta pesquisa tem como objetivo principal avaliar o desempenho funcional e estrutural de três segmentos monitorados construídos em Santa Catarina, na rodovia BR-101/SC, em Araranguá. O monitoramento do desempenho dos segmentos foi realizado periodicamente desde a abertura ao tráfego em março de 2014, sendo possível analisar sua evolução ao longo do tempo. A partir dos levantamentos em campo foi verificado que o segmento monitorado composto por mistura asfáltica convencional sobre mistura modificada por borracha apresentou menor afundamento de trilha de roda, irregularidade longitudinal, porcentagem de área trincada e deflexão máxima do que os segmentos com apenas mistura convencional no revestimento. A combinação utilizada mostrou-se promissora notadamente no retardamento do trincamento por fadiga. Os dados dos levantamentos de campo foram comparados aos resultados de estimativa de vida útil obtidos a partir de dois procedimentos: ensaio de flexão a 4 pontos com análise no software Viscoroute e análise com emprego do software LVECD e função de transferência obtida por Nascimento (2015). As análises a partir do LVECD foram capazes de prever estimativa de vida útil para diferentes porcentagens de área trincada, enquanto que o método a partir do Viscoroute apresentou fator de calibração variando de 0,4 a 12,4 para 1%, 10% e 20% de área trincada. O efeito da sazonalidade da temperatura no desempenho do pavimento apresentou confronto de resultados. Com a inclusão da temperatura regional, a estimativa de vida útil no Viscoroute foi cerca de 85% a 90% menor do que a prevista com temperatura constante de 20ºC. Porém, no LVECD, a estimativa de vida útil aumentou entre 50 a 90% com a inclusão da sazonalidade.<br>

Abstract: The method widely used for Brazilian flexible pavements design has an empirical basis essence. Such method has restrictions as the lack of regional climatic conditions characterization, the impossibility of including new materials and the lack of compatibility between stresses and strains with the design traffic. In this scenario, Petrobrás, in partnership with Brazilian universities, created a research network named Rede Temática de Tecnologia em Asfalto. One of the project objectives is the development of a nationwide database on the performance of monitored segments built on Brazilian highways in order to give a support to the development of the new Brazilian flexible pavement design method. The present study has as main objective to evaluate the functional and structural performance of three monitored segments constructed in Santa Catarina, insert on BR-101 /SC highway, in Araranguá. Segment performance monitoring has been carried out periodically since its opening to traffic in March 2014, being possible to analyze its evolution over time. From the field surveys it was observed that the monitored segment composed of conventional asphalt mix above rubber modified mixture presented less rutting in the wheel track, longitudinal roughness, percentage of cracked area and maximum deflection than segments with only conventional mixture. The combination used was shown to be promising specially to delay the appearance of fatigue cracks. The data from the field surveys were compared to the results of life estimation obtained from two procedures: 4-point flexion test with Viscoroute analysis and LVECD software analysis with transfer function obtained by Nascimento (2015). The method from LVECD was able to estimate the service life for different percentages of cracked area, while the method from the Viscoroute showed a calibration factor ranging between 0.4 and 12.4 for 1%, 10% and 20% of cracked area. The effect of seasonal temperature on pavement performance presented different results. It was observed that with the inclusion of the regional temperature the estimated service life through Viscoroute was about 85% to 90% lower than the estimated with a constant temperature of 20ºC. However, using LVECD, the estimated service life considering the inclusion of seasonality was increased between 50% and 90%.