NOTA TÉCNICA

Influência dos danos de instalação na resistência à

tração de produtos para reforço de pavimento

A reflexão de trincas é de grande interesse para engenheiros trabalhando com a manutenção e a reabilitação de estradas. HaTelit® como reforço de pavimento tem sido usado por muitos anos para atrasar ou mesmo prevenir o desenvolvimento de trincas refletidas nas camadas asfálticas. Isso tem sido demonstrado em inúmeros projetos ao redor do mundo em diferentes aplicações, como rodovias e aeroportos, nos últimos 50 anos. HaTelit® é uma alternativa viável e econômica em relação a soluções construtivas convencionais.

O reforço deve resistir ao máximo de dano possível devido às tensões e deformações aplicadas durante a instalação e construção/ compactação das camadas de asfalto. O Poliéster como matéria-prima possui resistência muito boa a danos de instalação comparado a outros produtos com matérias primas mais rígidas e frágeis, o que será discutido abaixo.

Atualmente, estão disponíveis no mercado diversos produtos e sistemas para reforço de pavimento, feitos de diferentes matérias-primas (por exemplo: poliéster, fibras de vidro...). Cada um desses sistemas possui um efeito, porém existem diferenças no comportamento e na efetividade destes.

1. INFLUÊNCIA DOS DANOS DE INSTALAÇÃO

As propriedades do reforço (por exemplo: resistência à tração, módulo de rigidez em tração) são influenciadas durante a instalação, construção (paver e passagens de caminhão) e compactação do asfalto (Figura 2).

Depois que um produto de reforço de pavimento é posicionado, muitos caminhões de descarga de asfalto passam sobre a geogrelha. A influência relativa à perda de resistência à tração da geogrelha de reforço pelo peso do compactador e pela superfície da camada de base (lisa, fresada). Para prevenir com sucesso a reflexão de trincas, os reforços devem resistir à influência da instalação sem danos tanto quanto possível e sem graves reduções de resistência.

Existe atualmente falta de experiência e conhecimento sobre as reais propriedades residuais (o que poderia ser nomeado como "resistência à tração efetiva") de produtos para reforço de pavimento após a sua instalação e o procedimento de pavimentação que o segue.

FIG. 1.: REFORÇO DE PAVIMENTO HATELIT® C 40/17

FIG. 2.: INFLUÊNCIAS NO REFORÇO DE PAVIMENTO

No contexto de uma tese de doutorado na RWHT Aachen University [1], uma metodologia de ensaio para avaliar os danos de instalação foi desenvolvida. Um dos objetivos foi analisar e quantificar a "resistência à tração efetiva" de dois diferentes produtos para reforço de pavimento feitos a partir de diferentes matérias primas (poliéster - HaTelit®- e fibras de vidro) após serem submetidos a danos de instalação.

2. TESE DE DOUTORADO NA RWTH AACHEN UNIVERSITY CONSIDERANDO DANOS DE INSTALAÇÃO

Como parte do trabalho para avaliar a resistência dos produtos para reforço de pavimento à influência da instalação, ensaios de campo foram realizados na pista experimental do instituto. Como objetivo, buscou-se obter valores de resistência à tração comparáveis entre os produtos submetidos aos seguintes danos:

• Apenas influência da passagem de caminhões
• Apenas a compactação do asfalto
• Combinação das duas anteriores

2.1. METODOLOGIA DE ENSAIO

Para determinar o impacto apenas da passagem de caminhões, amostras nãodanificadas dos produtos de reforço foram posicionadas em uma pista limpa e uniforme e carregadas por um caminhão. A carga foi aplicada por 35 passagens de um caminhão de dois eixos (dianteiro e traseiro) com velocidade de 20±5 km/h sem mudança de direção ou frenagem. Considerando um caminhão de descarga de asfalto típico, com 5 eixos, isso corresponde a 7 passagens do caminhão em campo.

Na preparação para os ensaios, foi inicialmente instalada uma camada de binder (AC 16 B S) na base da pista experimental. Acima da camada de binder, as geogrelhas de reforço foram posicionadas de acordo com os manuais de instalação do fabricante. Algumas das amostras danificadas (passagens de caminhão) também foram usadas na pista experimental para exposição adicional a fim de simular o efeito dos dois carregamentos combinados, passagem de caminhões e compactação. Para diferenciar amostras não danificadas e danificadas por diferentes tipos de carregamento, os reforços foram instalados em seções separadas. Logo após a instalação do reforço, uma camada de revestimento de 50 mm de asfalto foi instalada e compactada com 6 passagens de rolo (2 estáticas e 4 dinâmicas) (Figura 3).

Para obter a resistência à tração após a instalação e compactação do asfalto, algumas amostras tiveram de ser removidas logo após a instalação do revestimento. Por isso, essas amostras foram enroladas em uma lâmina de alumínio e cobertas com um agente separador para criar uma aderência entre camadas muito fraca (Figura 4).

Para investigar as diferentes influências, a pista experimental foi dividida em quatro seções:

• Um reforço de fibra de vidro não danificado foi posicionado e sobre ele o revestimento asfáltico foi instalado e compactado (Carregamento: apenas compactação)
• Um reforço de poliéster foi posicionado e sobre ele o revestimento asfáltico foi instalado e compactado (Carregamento: apenas compactação)
• Uma geogrelha de fibra de vidro danificada foi instalada. Em seguida o revestimento asfáltico foi instalado e compactado (Carregamento: passagens de caminhão e compactação)
• Uma geogrelha de poliéster danificada foi instalada. Em seguida o revestimento asfáltico foi instalado e compactado (Carregamento: passagens de caminhão e compactação).

2.2. RESULTADOS

Durante a pesquisa, as características finais dos materiais (resistência à tração) foram obtidas a partir de ensaios de tração em faixa larga de acordo com a norma ISO 10319.

Para comparar tipos diferentes de ensaios (variações) o parâmetro "resistência residual" foi escolhido. A resistência residual é a máxima resistência à tração após os ensaios de danos de instalação, em relação à máxima resistência à tração do material não danificado. Os resultados detalhados são apresentados no Gráfico 1.

Após o carregamento "apenas passagens de caminhão", a geogrelha de poliéster mostrou uma resistência residual de 85%, enquanto a geogrelha de fibra de vidro obteve apenas 44%. Após o carregamento "apenas compactação", a geogrelha de poliéster mostrou uma resistência residual de 71%, enquanto a geogrelha de fibra de vidro obteve apenas 21%.

FIG. 3.: INSTALAÇÃO E COMPACTAÇÃO DO ASFALTO

FIG. 4.: RETIRADA DOS PRODUTOS

FIGURA 5.: RESULTADOS DOS ENSAIOS DE DANOS DE INSTALAÇÃO. ESQUERDA: GEOGRELHA DE POLIÉSTER; DIREITA: GEOGRELHA DE FIBRA DE VIDRO

A geogrelha de poliéster (HaTelit®) que foi submetida ao carregamento combinado teve uma resistência residual de 70%, enquanto a geogrelha de fibra de vidro mostrou danos severos com resistência residual de apenas 11% (nas áreas mensuráveis, ver fig. 5).

Os resultados mostraram a diferença considerável da influência de passagens de caminhão e compactação do asfalto na resistência à tração das amostras. Deve ser mencionado que para os ensaios com geogrelha de fibra de vidro, os corpos de prova tiveram que ser retirados das laterais das amostras, pois a parte do meio foi completamente destruída durante os ensaios de danos de instalação e, portanto, era impossível de ser testada (Figura 5).

Gráfico 1: Resultados do ensaio de tração em faixa larga antes e depois dos ensaios de danos de instalação.

O-P: Geogrelha de poliéster – referência não-danificada
O-G: Geogrelha de fibra de vidro – referência não-danificada
a: Geogrelha de poliéster – apenas passagens de caminhão
b: Geogrelha de fibra de vidro – apenas passagens de caminhão
c: Geogrelha de poliéster – apenas compactação
d: Geogrelha de fibra de vidro – apenas compactação
e: Geogrelha de poliéster – combinação
f: Geogrelha de fibra de vidro – combinação

2.3. RESUMO

Após um conjunto detalhado de ensaios, percebeu-se que danos de instalação possuem um papel importante na "resistência à tração efetiva" de produtos de reforço de pavimento. A geogrelha de poliéster perdeu no máximo 30% de sua resistência após o carregamento devido a passagens de caminhão e compactação de asfalto. Já a geogrelha de fibra de vidro mostrou uma grande redução de resistência, de até aproximadamente 90%. Isso mostrou que a geogrelha de fibra de vidro foi significativamente mais danificada que a de poliéster.

3. CONCLUSÃO

Por meio de uma tese de doutorado no Instituto de Estradas e Engenharia de Tráfego da RWHT Aachen University, que analisou e quantificou a "resistência à tração efetiva" de dois produtos para reforço de pavimento com diferentes matérias-primas (poliéster e fibra de vidro), foi mostrado que os danos de instalação podem ter uma influência notável nas propriedades do reforço.

Ficou claro que produtos com matériaprima frágil (como fibra de vidro) podem perder uma porcentagem significativa de sua resistência à tração quando submetidas à passagem de caminhões e à compactação do asfalto. Os resultados da pesquisa demonstrada também são confirmados pelos resultados dos ensaios realizados de acordo com a EN ISO 10722-1 [2]. Além disso, pode ser esperado que, especialmente para geogrelhas de fibra de vidro, os resultados sejam piores em superfície fresada.

Os ensaios mostram e provam que poliéster, como matéria-prima, possui resistência muito boa a danos de instalação quando comparado a outros produtos com matéria-prima mais rígidas e frágeis. Ele pode, portanto, combater a reflexão de trincas com sucesso e de forma permanente.