Seasonal habitat selection and range use

O pavimento é uma estrutura destinada a resistir aos esforços gerados pelo tráfego, garantindo durabilidade à superfície de rolamento e proporcionando conforto e segurança ao usuário; porém esses requisitos ficam comprometidos à medida que surgem defeitos no pavimento, reduzindo seu desempenho ou serventia.

Os pavimentos são estruturas complexas, que envolvem muitas variáveis, tais como: cargas de tráfego, solicitações ambientais, técnicas construtivas, práticas de manutenção e reabilitação, tipo e qualidade dos materiais etc. Representam parcela expressiva da infraestrutura de transporte e,

portanto, melhoramentos nos seus componentes podem resultar em grandes economias em termos absoluto.

A avaliação do desempenho estrutural de misturas asfálticas deve considerar deformações elásticas ou resilientes, ocasionada pela repetição das cargas, gerando as trincas por fadiga; e deformações plásticas ou permanentes, que podem ser observadas nos afundamentos das trilhas de roda. Por isso, a avaliação de misturas asfálticas em laboratório deve compreender ensaios que avaliem a deformação elástica e que avaliem a deformação permanente.

2.4.3.1 Principais defeitos dos pavimentos

Os principais defeitos nos pavimentos são as deformações permanentes, encontradas nas trilhas de roda, e as trincas por fadiga, cada um associado a uma etapa de vida do pavimento. As deformações permanentes geralmente aparecem nos primeiros anos de vida do pavimento, o que está sujeito à consolidação e as deformações cisalhantes plásticas. Já as trincas por fadiga aparecem normalmente quando o pavimento asfáltico está mais envelhecido e, após ser submetido às cargas cíclicas, já não oferecem boa resposta.

A deformação permanente é causada por deformação plástica e deformação por cisalhamento que pode ocorrer em qualquer camada do pavimento após a compactação de construção, inclusive no próprio subleito, geradas pelo mau dimensionamento; e a deformação permanente na camada asfáltica, que pode ter origem tanto por problemas de execução quanto por falhas em projeto, como por exemplo, alto volume de vazios e baixa resistência ao cisalhamento, o que depende da suscetibilidade térmica do ligante asfáltico e do esqueleto do agregado mineral.

A deformação permanente no revestimento asfáltico ocorre devido a suas características viscoelásticas e sua origem está associada à variação de volume de vazios causado pela ação do tráfego bem como devido ao comportamento plástico do material quando submetido a determinado estado de tensões.

Souza et al. (1991) citaram que entre os principais fatores que afetam as deformações permanentes estão a magnitude do carregamento aplicado pela pressão dos pneus, o volume de tráfego, o ambiente térmico e as variações das propriedades da mistura, como as características dos agregados e o teor e a rigidez do ligante.

A parcela de deformação permanente causada pela densificação é uma compactação adicional da camada de concreto asfáltico, devido ao tráfego após a construção, caracterizando uma diminuição no volume da camada, sem movimento relativo entre as partículas senão a aproximação entre elas.

A deformação permanente dos pavimentos desenvolve-se gradualmente com o aumento das solicitações das cargas por eixo e geralmente aparecem sob a forma de depressões longitudinais nas faixas de rodagem, acompanhadas ou não de elevações laterais ao longo dessas faixas, sendo o processo de acúmulo destas deformações denominado afundamento de trilhas de rodas. A variação longitudinal da magnitude da deformação permanente causa irregularidade no pavimento, o que diminui a segurança, causa desconforto ao usuário e, principalmente, aumenta os custos de operação dos veículos.

Coelho (1996) cita dois problemas com relação às deformações permanentes: a configuração de um quadro de aquaplanagem, quando a camada superficial do pavimento é impermeável e no canal formado pelas trilhas de roda há uma lâmina de água e; os veículos leves têm uma pior dirigibilidade nos casos de deformações permanentes excessivas, havendo, portanto, redução na segurança, além do comprometimento da estética ou até da estrutura do pavimento.

A deformação permanente causada pela movimentação plástica ocorre geralmente quando o volume de vazios é menor que 4% e/ou a temperatura ambiente é muito alta, fazendo com que o ligante atue como um lubrificante. A deformação permanente ocorrida por consolidação ocorre quando o volume e vazios da mistura é maior que 8%, ocasionando a compactação da camada asfáltica pelo trafego.

Segundo Brown et al. (2001) numerosos métodos de ensaio têm sido usados com o intuito de caracterizar as respostas dos materiais de um pavimento à deformação permanente, podendo ser classificados em:

 Ensaios fundamentais: ensaios uniaxial e triaxial (não confinado e confinado, respectivamente), ensaios de cisalhamento e ensaios diametrais (corpos-de-prova cilíndricos);

 Ensaios empíricos: εarshall, Hveen, máquina de ensaios giratórios do “Corps of

Engineering” e indicador de pressão lateral;

 Ensaios simulativos: “Asphalt Pavement Analyzer”, “Hamburg Wheel-Tracking Device”, “French Rutting Tester”, “Purdue University Laboratory Wheel Tracking Device”, “Model

Mobile Load Simulator”, “Dry Wheel Tracker” e “Rotary Loaded Wheel Tester”.

Outro principal defeito dos pavimentos asfálticos é o trincamento por fadiga, um fenômeno estrutural, progressivo e localizado. Ocorre quando o revestimento é submetido a tensões ou deformações repetidas, inferiores à sua resistência última, em que se desenvolvem alterações em sua estrutura interna, resultando na perda de características estruturais originais. Podem culminar na fissuração ou ruptura completa do material após certo número suficiente de solicitações, dependendo material utilizado, solicitações de carga e climática. O processo de fadiga modifica as propriedades do material a cada ciclo de carga, provocando, geralmente, uma redução na sua capacidade de suporte (FERNANDES Jr. 1994).

O parâmetro estrutural responsável por essa deficiência é a tensão de tração horizontal que se desenvolve na face inferior do revestimento, pois neste ponto o estado de tensões apresenta componentes de tração nas direções transversal e longitudinal e de compressão na direção vertical. O ligante asfáltico que compõe o pavimento suporta deformações plásticas significativas antes que ocorra a ruptura, porém, tais deformações causam microfissuras na estrutura do material. O fenômeno é progressivo e pode causar a fratura do material ao longo do tempo (PINTO, 1991).

Segundo Motta e Pinto (1994) a trinca por fadiga é decorrente das solicitações repetidas do tráfego, em conjunto com a elevada resiliência das camadas de base e sub-base granulares. A resistência à fadiga de uma mistura asfáltica pode ser definida como a capacidade que esta apresenta de resistir aos esforços repetidos de flexão (esforço cíclico) sem se romper.

O processo de fadiga se acelera com a presença de baixas temperaturas, fazendo com que a mistura asfáltica torne-se mais rígida e não resista à repetição das cargas. Também o envelhecimento do ligante enrijece a mistura e diminui sua resistência à fadiga após certo tempo. Segundo Gondijo (1980) os principais fatores intervenientes são:

 Características do tráfego: carga por roda, pressão de contato, velocidade do veículo, intensidade do tráfego;

 Características próprias do pavimento: espessura e rigidez das camadas, teor de asfalto, volume de vazios, ponto de amolecimento, viscosidade, graduação e textura do agregado;  Condições climáticas: em particular a temperatura, pois o ligante asfáltico é um material

termo sensível, em que temperaturas elevadas aumentam sua flexibilidade, diminuindo a vida de fadiga, e temperaturas mais baixas tornam a camada asfáltica mais rígida e com maior tendência a se tornar quebradiça.

Um aumento na viscosidade do ligante faz com que a rigidez da mistura aumente. Se o pavimento possuir uma camada de concreto asfáltico esbelta e de alta rigidez ele se torna propenso às trincas por fadiga, porém se o pavimento for espesso e projetado para resistir a altos carregamentos, este deve ter uma rigidez elevada (GRECO, 2004).

O volume de vazios assume particular influência no comportamento das misturas asfálticas, sendo que no comportamento à fadiga essa influência pode ser explicada pelos seus efeitos na rigidez e nas suas tensões de tração que se desenvolvem ou no ligante ou na combinação ligante- fíler da mistura (SANTOS, 2005).

A caracterização da fadiga em concreto asfáltico pode ter duas abordagens: a fenomenológica e a mecanística (LEE et al., 2000). Os ensaios de fadiga têm o objetivo de verificar o número de

solicitações que uma determinada carga leva para conduzir uma mistura asfáltica à ruptura. São três os critérios de ruptura utilizados: redução da rigidez inicial da mistura a um determinado valor, surgimento da primeira fissura e ruptura total do corpo-de-prova.

O ensaio pode ser realizado de duas maneiras:

 Tensão controlada: a tensão permanece constante ao longo do ensaio e a deformação aumenta, resultando na vida de fadiga da mistura asfáltica;

 Deformação Controlada: a deformação é mantida constante e a tensão varia ao longo do ensaio, resultando a vida de serviço da mistura asfáltica.

Os revestimentos asfálticos espessos e/ou muito mais rígidos que a estrutura subjacente do pavimento controlam a magnitude das deformações, ao resistirem às cargas aplicadas, estão sujeitos à tensão controlada. Os pavimentos mais esbeltos estão sujeitos a deformação controlada, pois há uma contribuição maior das subcamadas na absorção das tensões (MEDINA, 1997).

Diversos autores recomendam a utilização de um fator campo-laboratório (FCL) visando corrigir a severidade e as condições extremas a que os corpos-de-prova estão sujeitos em laboratório. Medina e Motta (2005) recomendam o uso do FCL de 104 para o ensaio com tensão controlada e de 105 para o ensaio com deformação controlada, para Pinto (1991) o valor do fator laboratório/campo (FLC) varia entre 103 e 104, e que também é função do tipo de ensaio realizado em laboratório, quer sejam ensaios de flexão ou de compressão diametral.

2.4.4 Ensaios para Avaliação de Misturas Asfálticas