EUSP og Sjaninka – sammenlikning og analyse

2.5.1 Geossintéticos

Os geossintéticos formam um grupo de materiais sintéticos empregados principalmente na Engenharia Geotécnica. O termo “geo” refere-se à terra, e “sintético”, está relacionado com a matéria prima com que os materiais são feitos. A American Society for Testing and Materials (ASTM), na norma D 4439, define geossintéticos como “elementos planares produzidos a partir de polímeros e utilizados em combinação com solo, rocha ou outros materiais relacionados com a engenharia geotécnica, como parte integral de um projeto, estrutura ou sistema”.

Koerner (2005) estabelece que geossintéticos são materiais sintéticos manufaturados por indústrias petroquímicas, além dos fabricados a partir da borracha natural, fibra de vidro e outros materiais similares, que podem ser manipulados durante sua fabricação para possuírem uma propriedade específica desejada.

43 Os geossintéticos utilizados como reforço de capa asfáltica são geralmente os geotêxteis não tecidos e as geogrelhas. Os geotêxteis são, em geral, escolhidos por sua capacidade de absorção de asfalto e por apresentarem razoável isotropia no plano, sendo preferidos os de baixa gramatura, fabricados com fibras em poliéster ou polipropileno, reforçados ou não com outros materiais. Os compostos de geotêxteis podem conter: nylon, combinação com outros polímeros, materiais naturais orgânicos ou fibras de vidro, e são utilizados quando da necessidade de duas ou mais propriedades relevantes ao projeto (LYTTON, 1989; PANDEY e MAJUMDAR, 1993; BUTTON e LYTTON, 2007).

As geogrelhas têm sido usadas com sucesso como reforço de pavimentos asfálticos, por proporcionarem alta resistência à tração à estrutura, complementando as propriedades mecânicas da mistura asfáltica. Este material tem estrutura aberta e módulo de elasticidade elevado, comparado com o geotêxtil não tecido e com o próprio concreto asfáltico. As deformações geradas pelas cargas de roda são relativamente baixas, portanto, parte das tensões induzidas pelo tráfego é facilmente absorvida pelas geogrelhas.

2.5.2 Geossintéticos em camadas de desvio de trincas

Monismith e Coetzee (1980) sugerem que o mecanismo associado ao emprego dos geossintéticos é de que ao se instalar a manta impregnada com emulsão asfáltica, na interface entre o pavimento antigo e a camada de reforço, esta atuará como um plano de fraqueza. Nesta interface ocorrerá a máxima concentração de energia de deformação plástica, que resultará na máxima concentração de tensões. O plano de fraqueza tenderá a separar a camada intermediária da trincada e, se o vínculo na interface dos materiais for suficientemente fraco em relação à energia necessária para o trincamento do material de reforço, a trinca se propagará na horizontal. Com este redirecionamento, parte da energia que é gasta na propagação da trinca será utilizada na geração do descolamento localizado, reduzindo a densidade de energia que originaria a reflexão da trinca para a camada de reforço. Entretanto, se o material em torno da trinca for capaz de absorver a variação da energia de deformação associada com altas deformações sem ruptura, então a reflexão da trinca será inibida. Isto é, se a resistência do material em torno da trinca for alta, a trinca poderá não se propagar com a aplicação das cargas (PEREIRA, 2002).

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Nos pavimentos flexíveis este redirecionamento da trinca também é esperado, já que o mecanismo está associado à camada intermediária de geossintético, independentemente do tipo de revestimento, rígido ou flexível.

Vilchez (1996) complementa dizendo que esta mudança para a direção horizontal na propagação da trinca ocorrerá mesmo que não haja deformações de tração. Portanto, a propagação para a horizontal será devido ao elevado gradiente de concentração de tensões na extremidade da trinca. A propagação também poderá ocorrer devido ao pulso de tensões verticais, que tenta comprimir uma camada e, com a anulação do pulso, a camada retornará à sua espessura original. Vilchez (1996) ressalta que nos revestimentos delgados, com espessuras menores que 5,0 cm, a fibra inferior da camada de reforço se encontra tracionada. O mecanismo de reflexão das trincas se dará principalmente pela fadiga na zona tracionada da camada de reforço e será mais influenciada pelas cargas de tráfego e menos pelos ciclos térmicos.

O mecanismo associado à capa asfáltica é que a trinca ao atingir a superfície, gera um descolamento localizado entre esta camada e a camada do pavimento antigo. Durante o redirecionamento da trinca, parte da energia do trincamento é utilizada na produção do descolamento e com isso a energia disponível para a propagação vertical da trinca é reduzida.

Este sistema deve satisfazer a quesitos funcionais, operacionais e econômicos para ser recomendado.

a) Funcionais:

• desviar o avanço da trinca para a direção horizontal, através de um desligamento

limitado e localizado;

• aderir às duas camadas adjacentes para assegurar transmissão perfeita de tensões

sob o efeito das cargas pesadas do tráfego;

• armazenar e fixar uma quantidade suficiente de ligante betuminoso para

proporcionar um comportamento viscoelástico;

• suportar deflexões e não causar flexão na camada asfáltica de modo a não fatigá-la

prematuramente;

• preservar uma continuidade que garanta a impermeabilidade da estrutura; e

• ser insensível à variação de temperatura, de modo que se possam utilizar

45 b) Operacionais:

• procedimentos executivos no campo não devem criar incompatibilidades com as

práticas usuais da restauração convencional. c) Econômicos:

• custos comparáveis aos existentes na construção rodoviária, em relação aos

materiais asfálticos e granulares convencionais (RODRIGUES, 1991).

De acordo com Lytton (1989), as trincas podem ser retardadas ou mantidas fechadas com o uso do geotêxtil ou da geogrelha, se as propriedades do material forem devidamente selecionadas e as técnicas de construção usadas forem satisfatórias. O autor esboça alguns princípios associados ao projeto e construção de camadas reforçadas com geossintéticos:

• a espessura requerida para o recapeamento aumenta com o aumento da abertura e

frequência de trincas do pavimento antigo;

• a espessura requerida para o recapeamento diminui com o aumento da rigidez da

camada intermediária;

• a quantidade requerida de pintura de ligação entre a camada antiga, o pavimento

novo e a camada intermediária deve ser ótima, para que se assegure o mecanismo de aderência entre elas; e

A utilização de camadas de reforço com geossintéticos é recomendada quando existirem trincas de fadiga na camada betuminosa ou trincas de retração sem abatimento, ou seja, sem desnível dos bordos. Porém, esta técnica de desvio de trincas não é recomendada no caso de trincas com movimentos relativos de bordos, com grande variação de abertura devido a ciclos térmicos e no caso de trincas geradas por fadiga generalizadas (PEREIRA, 2002).