The Lehman saga

Nesta fase do trabalho é feita a avaliação das deflexões em três diferentes pavimentos com o defletómetro de impacto. De forma a garantir que o pavimento se encontra seco, a campanha de ensaios foi feita durante o mês de Abril e ao longo de um dia, dada a relativa proximidade entre as secções em estudo. Com os dados obtidos é possível a calibração do modelo obtido na fase de modelação numérica para o cálculo da deflexão a uma temperatura de referência, partindo da deflexão obtida à temperatura de ensaio.

O estudo das deflexões do pavimento incide sobre três secções diferentes com distintas composições da estrutura do pavimento. A secção 1 e 2 fazem parte da circular da cidade de Guimarães, tendo a secção 1 a particularidade de estar junto a um talude, fomentando assim a variação da temperatura do pavimento e permitindo ter em conta o sombreamento. A secção 2 encontra-se uma zona sem qualquer impedimento à incidência de luz solar sobre o pavimento. Relativamente à sua constituição, são pavimentos típicos deste tipo de estrada, com uma camada betuminosa de aproximadamente 0.20 m e uma camada granular da mesma espessura. No que respeita à secção 3, localiza-se na EN206. A estrada da secção em estudo não é muito solicitada em termos de volume de tráfego, possuindo assim uma espessura betuminosa reduzida com cerca de 0.09 m e uma camada granular com cerca de 0.20 m.

Depois de escolhidos os trechos a ensaiar é necessária a preparação dos materiais e equipamentos indispensáveis para a realização dos ensaios. Nesta fase é necessário medir e cortar os cabos para registo da temperatura com os termopares. No terreno é necessário perfurar o pavimento até à profundidade onde se pretende fazer a medição da temperatura. A medição é feita colocando glicerina no fundo de cada orifício de forma a permitir uma condução e homogeneização da temperatura do pavimento, como pode ser observado na Figura 3.13.

Figura 3.13 – Introdução da glicerina para medição da temperatura do pavimento

Depois de introduzida a glicerina em cada um dos orifícios são colocados os termopares para medição da temperatura, devendo ser garantido que estes não saem facilmente (Figura 3.14). Neste estudo opta-se por medir a temperatura do pavimento a aproximadamente 5, 10 e 15 cm de profundidade nas secções 1 e 2 e a profundidades de aproximadamente 5 e 10 cm na secção 3.

Figura 3.14 – Instrumentos para medição da temperatura do pavimento

A campanha de ensaios começou ao início da manhã de forma a permitir uma variação substancial da temperatura do pavimento. A primeira tarefa para este tipo de ensaio é

garantir a proteção dos intervenientes através da colocação de cones num perímetro de segurança, como é possível observar na Figura 3.15.

Figura 3.15 – Equipamento de ensaio e perímetro de segurança na secção 2

Depois de selecionado o ponto onde se pretende fazer o ensaio, é indispensável a marcação do pavimento de forma a que a carga atue sempre no mesmo local. Neste trabalho optou-se por fazer o ensaio com a carga a duas alturas de queda, sendo assim a magnitude da mesma aproximadamente 30kN para a primeira altura de queda e 70 kN para a segunda.

Durante o decorrer do ensaio é medida a temperatura do pavimento a várias profundidades (Figura 3.16) e à superfície, assim como a temperatura ambiente. Além disto é verificada a hora a que o ensaio decorre e as condições atmosféricas como a incidência solar e o vento. Salienta-se ainda a verificação do estado de degradação do pavimento (existência de fendas, pele de crocodilo, por exemplo) como um passo essencial no estudo da deflexão. Por fim, é de interesse ainda verificar se o trecho em estudo se encontra numa zona de escavação ou aterro, uma vez que esta característica poderá ter influência nos resultados obtidos.

Figura 3.16 – Ensaio com defletómetro de impacto e medição da temperatura do pavimento

Na Tabela 3.5 apresentam-se as medições da temperatura do pavimento a diferentes profundidades, da superfície do pavimento e temperatura ambiente, assim como os dados relativos ao vento e incidência solar recolhidos no ensaio efetuado na secção 1. As duas últimas variáveis estão representadas por uma escala numérica de 0 (pouca incidência solar ou sem vento) até 2 no caso da incidência solar (céu descoberto) e 3 no caso do vento (muito ventoso). Salienta-se que as medições cessaram quando a temperatura a meio da camada betuminosa atingiu os 30ºC.

Tabela 3.5 – Temperaturas recolhidas durante a campanha de ensaios: secção 1

Hora Temperatura (ºC) Incidência

solar Vento 15 cm 11 cm 6 cm superfície ambiente 08:59 20 19 18 18.7 12 0 2 10:10 24 23 24 24 26 2 0 11:02 23 23.5 26 31.3 26 2 0 13:18 28 30 34 37.8 35 2 1 14:36 28 30 35 39 24.5 1 2

Na Tabela 3.5 é possível observar que as temperaturas do pavimento e do ar foram subindo ao longo do tempo, tendo-se verificado na última medição um decréscimo na temperatura ambiente, assim como um aumento do vento. As variações da temperatura

associadas aos outros fatores descritos foram suficientes para a alteração da deflexão do pavimento ao longo do tempo, como poderá ser comprovado no Capítulo 4.

Através da observação da Tabela 3.5 verifica-se que ao início da manhã a temperatura é mais elevada à maior profundidade (15 cm), diminuindo à medida que se aproxima da superfície. Estes valores são justificados pela temperatura elevada que se fez sentir no dia anterior ao ensaio ser efetuado, tendo o calor ficado retido no interior do pavimento, enquanto que devido à temperatura reduzida durante a noite a superfície do pavimento ficou com temperatura mais baixa.

Na secção 2 o procedimento de obtenção da temperatura com os termopares foi o mesmo tendo-se obtido os resultados expostos na Tabela 3.6.

Tabela 3.6 – Temperaturas recolhidas durante a campanha de ensaios: secção 2

Hora Temperatura (ºC) Incidência

solar Vento 15.5 cm 11 cm 5.5 cm superfície ambiente 09:19 20 19 18 19.9 15 0 2 10:21 22 22.5 23 23.5 20 2 1 11:12 22 23 25 33.3 27 2 1 13:38 27 29 34 40.8 25.5 2 1

Nesta secção verifica-se, tal como na secção 1, que a temperatura mais elevada no primeiro ensaio efetuado encontra-se à profundidade de 15.5 cm sendo que vai diminuindo à medida que se aproxima da superfície. Nos restantes ensaios verifica-se, pelo contrário, que a temperatura à superfície do pavimento aumentou (assim como a temperatura ambiente), sendo a temperatura à maior profundidade a mais baixa. Relativamente à incidência solar, no ensaio efetuado às 09:19 horas o céu estava encoberto, não se verificando nos restantes ensaios.

De seguida apresentam-se os dados relativos às temperaturas, incidência solar e vento recolhidos na secção 3.

Tabela 3.7 – Temperaturas recolhidas durante a campanha de ensaios: secção 3

Hora Temperatura (ºC) Incidência

solar Vento 10.5 cm 6.5 cm superfície ambiente

09:55 22 21 24.8 22 2 1

10:48 23 24 28.7 23 2 1

11:39 26 27 34.5 24 2 0

Na Tabela 3.7 observa-se, tal como nas secções 1 e 2, que a temperatura do pavimento à maior profundidade (neste caso 10.5 cm) é mais elevada do que mais próximo da superfície, provavelmente devido à temperatura sentida no dia anterior. Nesta secção verifica-se que a temperatura sofreu um acréscimo significativo no último ensaio dada a proximidade das horas de maior intensidade solar e a elevada exposição do pavimento à sua incidência.

O procedimento descrito é repetido em cada um dos trechos em estudo. Além dos dados apresentados que são medidos manualmente, o equipamento de ensaio recupera algumas informações que poderão ser relevantes para diferentes tipos de estudo como os quilómetros a que são feitos os ensaios, a latitude, longitude e altitude de cada estação de ensaio.

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