ANÁLISE DE TENSÕES CISALHANTES EM PAVIMENTOS ASFÁLTICOS NA INCIDÊNCIA DE TRINCAMENTOS TOP DOWN

Resumo

No Brasil o método de dimensionamento de pavimentos flexíveis adotado atualmente é o especificado pelo DNIT, em que o principal fator de analise leva em consideração o valor relativo do CBR ou ISC, Índice de Suporte Califórnia. Devido ao tráfego ser variado quanto ao tipo de veículos e as cargas transportadas, este método empírico se torna ultrapassado, já que não analisa o pavimento como uma estrutura elástica de várias camadas em que materiais de diferentes comportamentos resilientes são colocados em contato, resultando em um elevado grau de complexidade em relação ao calculo de tensões e deformações das cargas impostas. As correlações entre cargas, deflexões e fissuras nos revestimentos asfálticos também não são consideradas no dimensionamento, o que se fez iniciar novas pesquisas e a criação de softwares que consideravam a mecânica dos pavimentos como ponto chave para o dimensionamento da espessura dos mesmos. Entende-se que atualmente os projetos de pavimentação precisam considerar: tensões que possam provocar a ruptura por cisalhamento, deformações permanentes e deformações elásticas excessivas, já que o modo de degradação mais presente em pavimentos asfálticos no Brasil é o trincamento por fadiga. Assim, o presente trabalho visa avaliar um possível tipo de defeito, o trincamento invertido (top-down cracking), que tende a surgir quando se utilizam métodos mecanísticos-empíricos para dimensionar pavimentos flexíveis de modo a retardar o surgimento de trincas por fadiga. Este método é atualmente o mais promissor de evolução em critérios de projeto, mesmo porque é o único a permitir que futuramente aspectos relacionados à progressão de fratura dos materiais sejam absorvidos sem que haja o rompimento da camada. Conforme mais espessa for a camada do revestimento asfáltico, e em função do gradiente térmico dentro dessa camada asfáltica, verifica-se que podem surgir tensões de cisalhamento elevadas a pequenas profundidades do pavimento que podem gerar trincas iniciadas na superfície e que se propagam para o interior do mesmo. Para realizar este estudo utilizou-se o software Everstress FE1.0, que permite simulações por elementos finitos e análises 3D, para verificar o nível de tensões cisalhantes próximas à superfície do pavimento com diferentes carregamentos, pressões de inflação dos pneus e tensões de contato pneu-pavimento. Os resultados mostraram que, considerando dias quentes, a viscosidade do ligante asfáltico e a coesão da mistura diminuem, resultando em um gradiente térmico muito severo no revestimento asfáltico, com módulos de resiliência muitos baixos no primeiro centímetro de profundidade, cerca de 10 vezes menos que no restante do revestimento. Essa situação resulta em tensões cisalhantes bastantes elevadas próximas à superfície do pavimento, especialmente, embaixo das bordas do pneu. Tal fenômeno é agravado com a elevação da carga aplicada pelo pneu, porém, a pressão de inflação não mostrou grande influência na magnitude dessas tensões.