Monitoramento e análise do desempenho de pavimentos flexíveis da ampliação da rodovia BR-290/RS : a implantação do Projeto Rede Temática de Asfalto no Rio Grande do Sul

Abstract

A prática tem mostrado que pavimentos asfálticos dimensionados através do método vigente no País, baseado no CBR, não atendem às solicitações geradas pelo tráfego e o clima. Para superar o desafio de desenvolver-se um método empírico-mecanístico, no ano de 2009, com apoio da PETROBRAS, foi implantado o Projeto Rede Temática de Asfalto. O Projeto visa conhecer melhor os materiais empregados e o desempenho de pavimentos em diversas regiões do Brasil. Para tal, está sendo criado um banco de dados com abrangência nacional para, posteriormente, desenvolver um Sistema de Dimensionamento de Pavimentos Asfálticos. Neste contexto, a pesquisa relatada nesta Tese teve como objetivo acompanhar a execução e monitorar o desempenho de pavimentos na rodovia BR-290/RS. Ao longo de três anos, acompanhou-se a evolução da capacidade estrutural e da condição funcional de dois pavimentos constituídos por revestimento em concreto asfáltico polimerizado, base e sub-base granulares e reforço do subleito em areia ou pedra. Previamente, todos os materiais foram caracterizados em laboratório, com ênfase nos ensaios de fadiga na mistura asfáltica do revestimento, visando obter, no futuro, fatores laboratório-campo para estimativa da vida de fadiga dos pavimentos. A execução dos pavimentos foi acompanhada in situ, com um controle de qualidade muito completo. Com periodicidade, foram realizados levantamentos de deflexões, de deformações permanentes, de defeitos superficiais e de textura. O volume de tráfego também foi periodicamente avaliado, resultando em um tráfego da ordem de 2,5x106 (NAASHTO) por ano. Os pavimentos vêm apresentando desempenho superior ao previsto por modelos, pois se estimava inicialmente que a vida de fadiga do pavimento seria inferior a dois anos, mas após três anos de tráfego, o trecho monitorado I apenas apresentou trincamento com grau de severidade baixo. Já em termos de deformações permanentes, ao final do segundo ano de tráfego a trilha de roda externa apresentava afundamento médio de 5 mm, considerado elevado para o tempo de uso. Ficou evidenciado que a irregularidade é muito mais afetada pela qualidade da construção do que pelo tráfego atuante. No global, foi comprovada a importância de se sistematizarem os monitoramentos com base nos manuais desenvolvidos no Projeto Rede Temática de Asfalto. Essa sistematização resultará em um futuro próximo na primeira versão do Sistema de Dimensionamento de Pavimentos Asfálticos.

Practice has proved that asphalt pavements designed according the Brazilian method, based in CBR curves, rarely stand stresses due to trucks traffic and the climate. With the purpose of facing the challenge of developing a mechanistic-empirical pavement design method, in 2009, the Asphalt Thematic Network Program was launched, counting on PETROBRAS support. The Program aims at better comprehending paving materials behavior and asphalt pavements performance under loading, considering the diverse regional climate conditions in Brazil. Thus, a national data base is being created, which will latter allow the development of a system for designing asphalt pavements. In this context, the research related in this Thesis had the objective of following the construction and monitoring the performance of asphalt pavements on Highway BR-290, in Rio Grande do Sul state. During three years, the evolutions of the bearing capacity and functional condition of asphalt pavements, with modified binders wearing courses, granular bases and sub-bases layers and subgrade reinforcements made of sand or rocks, were monitored. Previously, paving materials had been characterized by means of laboratory tests. Emphasis was given to fatigue tests on asphalt concrete specimens since shift factors will be needed to estimate the accumulated traffic volume that the pavements will stand until severe bottom-up cracking occurs. Pavements construction was carefully followed in order to fully know construction quality. Every 6 or 12 months, surveys were carried out to measure pavement deflections, permanent deformation (rutting and roughness) and texture and to identify surface distresses. It was evaluated that a yearly traffic volume of 2.5 millions of equivalent single axle load. Pavements performance has exceeded models predictions. It was expected that after two years of traffic the pavements would be severely cracked; however, just after three years of traffic only a few isolated fatigue cracks appeared on the surface of one section. Regarding permanent deformation, in the outer wheel path rut depth averaged 5 mm, a rather high value. It was shown that roughness is highly affected by construction quality, traffic having less effect. All in all, it was proved the importance of monitoring standardizing, based on manuals developed as a part of Asphalt Thematic Network Program. That standardization will produce, in a near future, the first version of a new Brazilian Mechanistic-Empirical Asphalt Pavements Design Method.