Universidade Federal do Paraná Setor de Tecnologia Departamento de Transportes
TÓPICO TÓP ICOS S AV AVANÇ ANÇADO ADOS S DE DE
Prof. Djalma R. Martins Pereira, M.Eng.
METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO
Avaliação Objetiva Avaliação - DNER PRO-08/78 DNIT 006/2003-PRO - DNER ES-128/83 DNIT 007/2003-PRO
va aç o u e va - DNER PRO-07/78 DNIT 009/2003-PRO
Levantamento Visual Contínuo
Levantamento por Vídeo Filmagem
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METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO
Avaliação Objetiva Avaliação - DNER PRO-08/78 DNIT 006/2003-PRO - DNER ES-128/83 DNIT 007/2003-PRO
va aç o u e va - DNER PRO-07/78 DNIT 009/2003-PRO
Levantamento Visual Contínuo
Levantamento por Vídeo Filmagem
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METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO
DNER PRO-08/78 DNIT 006/2003-PRO – Avaliação objetiva: a pé
– Amostragem de 15% da área – Estações de ensaio: 6 m x 3,5 m – Uma estação a cada 20 m
3,5m 6m UFPR – TAP 2008
METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO
DNER PRO-08/78 DNIT 006/2003-PRO – Cálculo do IGG (para cada trecho homogêneo) – Anotar presença de defeitos
– Medir as flechas nas trilhas de roda – Calcular ndice de Gravidade Global (IGG) • Freqüência de ocorrência de defeitos (IGi) • Estatística das flechas (IGi) – Média = F – variância = σ2
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METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO
DNER PRO-08/78 DNIT 006/2003-PRO • Fatores de ponderação (Fpi) FC-1……………. 0,2 FC-2……………. 0,5 FC-3……………. 0,8 ……….. , O e P……….….. 1,0 EX ………….….. 0,5 D …………….…. 0,3 R …………….…. 0,6 F ……………….. 4/3 2 σ …………….…. 1,0
IGG = ∑(IGi x Fpi)
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METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO
Qualificação a partir do IGG:
DNER PRO-08/78 – – – –
0 a 20 Bom 20 a 80 Regular 80 a 150 Mau 150 a 500 Péssimo
006/2003-
0 a 20 Ótimo 20 a 40 Bom 40 a 80 Regular 80 a 160 Ruim > 160 Péssimo
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EXERCÍCIO 1 – PRO-08
Dada a planilha de levantamento PRO-08 (inventário do estado da superfície do pavimento), calcular o valor do Índice de Gravidade Global (IGG) e determinar o conceito de estado do pavimento, para o segmento composto pelas 21 estações de ensaio.
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EXERCÍCIO 1 – PRO-08 INVENTÁRIO DO ESTADO DA SUPERFÍCIE DO PAVIMENTO PNV: Trecho:
Pista:
Data:
Revestimento:
Responsável: Visto:
Config. Estação da OK Terrapl. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
C C C C SMC SMC SMC SMC SMC A A A A A A A SMA SMA SMA SMA SMA
Trincas de Fadiga
FI X X X X
X X X
Trincas de Retração
AL AT FC-1 FC-2 FC-3 FC-2 FC-3 O TT TL TRR ALP ALC ATP ATC TTC TTL TLC TLL J JE TB TBE X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X
E
EX
D
P
X X
X X
X
X
X X X X X
X X
X X X
X X X
X X
X X X X X
X X X
X X
R
X
X X
X
X X
AC AR
Flechas nasTrilhas de Roda (mm)
TRE
TRI
2 3 12 15 16 4 9 10 5 3 7 6 2 2 1 1 3 3 4 4 3
1 2 15 16 17 3 10 10 3 3 6 6 2 2 2 3 3 4 5 4 3
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EXERCÍCIO 1 – PRO-08 - SOLUÇÃO Data
Folha
Estaca ou Quilômetro Inicial
Estaca ou Quilômetro Final
PLANILHA DE CÁLCULO DO ÍNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL (I.G.G.) Rodovia:
Tipo de revestimento:
Trecho: Sub-trecho: Item
Freqüência Freqüência Coeficiente Índice de Gravidade Absoluta Relativa de Individual NI (%) Ponderação ( I.G.I. ) 5 23,8 0,2 4,8 8 38,1 0,5 19,0 6 28,6 0,8 22,9 3 14,3 0,9 12,9 4 19,0 1,0 19,0 5 23,8 0,5 11,9 2 9,5 0,3 2,9 3 14,3 0,6 8,6
Natureza do Defeito
(FC-1) FI, TTC, TTL, TLC, TLL, TRR (FC-2) J, TB (FC-3) JE, TBE ALP e/ou ATP O e/ou P EX D R Média aritmética dos valores médios das 9 flechas medidas em mm nas TRI e TRE Média aritmética das variâncias das flechas 10 medidas em mm nas TRI e TRE Nº Total de Estações Inventariadas 1 2 3 4 5 6 7 8
1,0
4/3 (1)
1,3
3,1
1,0 (2)
3,1
21
Σ
ISI = Fméd x 4/3 quando Fméd < 30 1
Índ. de Gravid. Indiv. = I.G.G.
106
ISI = FV quando FVméd < 50 2
ISI = 40 quando Fméd > 30
Observações
Conceito:
MAU
ISI = 50 quando FVméd > 50
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METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO
DNER ES-128/83 DNIT 007/2003-PRO – Avaliação objetiva: à pé – Amostragem – Estações de ensaio: 6 m x 3,5 m – Uma esta ão a cada 20 m – Medição das áreas e comprimentos de defeitos – Medir as flechas nas trilhas de roda – Calcular % de área afetada, por defeito
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METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO
DNER ES-128/83 DNIT 007/2003-PRO
– Forma de medição em pista: Trincas isoladas L 0,15 m b
Outros defeitos a UFPR – TAP 2008
METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO
DNER PRO-07/78 DNIT 009/2003-PRO – Avaliação subjetiva – Grupo de avaliadores – Cinco indivíduos – Veículo de asseio velocidade limite – Condições climáticas favoráveis – Notas subjetivas (média) – máximo 2 km – – – – –
0 a 1 – péssimo 1 a 2 – ruim 2 a 3 – regular 3 a 4 – bom 4 a 5 – ótimo UFPR – TAP 2008
METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO
LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO (LVC) – A bordo do veículo – Baixa velocidade – Computador de bordo – Hodômetro digital – Registro de início e fim de cada evento – Estimativa de áreas ou extensões de defeitos
Equipamento DESY
Operação do DESY em veículo
Aplicação do DESY a levantamento em vídeo
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METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO
LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO (LVC)
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METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO
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METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO • LEVANTAMENTOS EM CAMPO • USO DE PALM-TOPs NA AQUISIÇÃO DE DADOS
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O Ã Ç A V R S E A S I N R Á I O C V E S A Ã B Ç O A R E E D P U C E R
2. AVALIAÇÃO DE PAVIMENTOS
2.1 AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE SUPERFÍCIE 2.2 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL 2.3 AVALIAÇÃO FUNCIONAL 2.4 AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE SEGURANÇA 2.5 AVALIA ÃO DA SOLICITA ÃO PELO TRÁFEGO 2.6 DIAGNÓSTICO
2.2 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL
AVALIAÇÃO ESTRUTURAL: – Comportamento da estrutura x tráfego DEFORMAÇÕES PERMANENTES: – Caráter residual – Flechas nas trilhas, rupturas plásticas
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2.2 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL
DEFORMAÇÕES RECUPERÁVEIS: – Comportamento elástico da estrutura • Cessam após passagem da carga • Esforços de tração Levam à fadiga • Refletem bem o comportamento da estrutura
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2.2 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL
AVALIAÇÃO ESTRUTURAL: – PROCESSO DESTRUTIVO: • Sondagens e ensaios – PROCESSO NÃO-DESTRUTIVO: • Deflectometria DEFORMABILIDADE: – Análise da deformação elástica do pavimento sob a ação de uma carga ou esforço – Vinculação com o desempenho em serviço
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DEFORMADAS E SEUS PARÂMETROS
Comportamento da estrutura x tráfego
Na prática: medida segundo a longitudinal UFPR – TAP 2008
ÁREAS DE CONTATO DOS PNEUMÁTICOS
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MEDIDA DE DEFLEXÕES
Viga Benkelman:
– Carga de eixo de 8,2 tf – Cálculo de d0: d0 = (L0 – Lf ) x F – F = constante (relação entre braços) – Cálculo de uma deformada completa (exemplo) UFPR – TAP 2008
- MEDIDA DE DEFLEXÕES
Operação da Viga Benkelman:
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MEDIDA DE DEFLEXÕES
Falling Weigth Deflectometer (FWD): – Simula melhor a ação dinâmica da carga – Impacto de peso sobre placa circular – Deflexão em 7 sensores – Pulso de carga , –
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Falling Weigth Deflectometer (FWD):
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PARÂMETROS DAS DEFORMADAS a- DEFLEXÃO MÁXIMA (d (d0) - Reflete deformabilidade (resiliência) global da estrutura - Maior d0 , mais elástica (resiliente) a estrutura 0
d
30
60
90
120
150
0 20 40 60 80 100 120
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b. FATOR DE FORMA F1 do – d60 F1 = d30 REFLETE A RIGIDEZ RELATIVA DAS CAMADAS COESIVAS SUPERIORES DA ESTRUTURA 0
Menor F 1, maior a rigidez relativa
d
30
60
90
120
150
0 20 40 60 80 100 120
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c. FATOR DE FORMA F2 d30 – d90 F2 = d60
BASE E PORÇÃO INFERIOR DO PAVIMENTO 0 Maior F 2 , maior a rigidez relativa d
30
60
90
120
150
0 20 40 60 80 100 120
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d. PARÂMETRO “ÁREA “ÁREA”” 0
do d
0 20 40 60 80 100 120
30
60
90
120
150
K
91,4 cm
ÁREA = K / do Baixos valores de Área: estrutura do pavimento não difere muito do subleito Máximo valor de Área: 914 mm (d0 = d30 = ... = d90) UFPR – TAP 2008
TENDÊNCIAS INFERIDAS A PARTIR DE d0 E ÁREA ÁREA d0 Baixa Baixa Baixa Alta Alta Baixa Alta Alta
TENDÊNCIA Estrutura fraca sobre subleito forte Estrutura fraca sobre subleito fraco Estrutura forte sobre subleito forte Estrutura forte sobre subleito fraco
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VALORES TÍPICOS DE ÁREA PAVIMENTO Placa de CCP sadia Placa de CCP Pavimento com CBUQ = 10cm Pavimento com CBUQ < 10cm Pavimento com TS estrutura del ada Pavimento com TS estrutura fraca
ÁREA (mm) 610 - 840 740 - 810 410 - 530 380 - 430 300 - 380
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e. RAIO DE CURVATURA 0
d
30
60
0 20 40 60 80 100 120
90
120
150
do dx x
5 . X2 Rx =
-
No Brasil, em geral adota-se X=25cm
Raio é muito influenciado pela porção superior da estrutura -
do - dX
-
R < 100 m: mau comportamento? UFPR – TAP 2008
f. PRODUTO R x d (LCPC / França)
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EXERCÍCIO 2 – Deflectometria
Avaliar e comparar os parâmetros correspondentes a duas deformadas FWD como segue: SP-270 (pavimento semi-rígido) Força Km (kgf) D0 92,850 40620 18
Deflexões (0,01 mm) D30 D45 D65 12 10 8
D20 14
D90 6
D120 5
Temp ar (ºC) 18
Temp pav (ºC) 19
cm
0
30
60
90
120
150 c
0 5 10 15 20 d
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EXERCÍCIO 2 – Deflectometria … BR-277 (pavimento flexível) Força Km (kgf) D0 D20 122 4531 85 56
0
Deflexões (0,01 mm) D30 D45 D65 43 32 18
30
60
D90 15
90
D120 10
Temp ar (ºC) 37
120
Temp pav (ºC) 25
cm 150c
20 40 60 80 100
d
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EXERCÍCIO 2 – Deflectometria … Resolução:
Estrutura
d0
d25
d30
d60
d90
Cimentada Flexível
18 85
13 50
12 43
9 20
6 15
K
d0
9784 33848
18 85
Estrutura Cimentada Flexível
F1
F2
0,75 0,67 1,53 1,4
0,01mmxmm 0,01mm
Área R25
Rxd
544 398
625 89
11250 7589
mm
m
mx0,01mm
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APLICAÇÕES -
DEFLEXÃO MÁXIMA - Definir segmentos homogêneos - Deflexão de projeto: dc = d + σ - Cálculo da espessura de reforço (vários métodos) - Identificação de pontos debilitados - Acompanhamento durante a construção
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-
DEFLEXÃO ADMISSÍVEL
Problema complexo
-
Exemplo 1: PRO-10
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-
DEFLEXÃO ADMISSÍVEL
Exemplo 2: PRO-11
log dadm = 3,01 - 0,176 log N
log dadm = 3,148 –– 0,158 log N
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- AVALIAÇÃO DO MÓDULO DO SUBLEITO P0=40KN
a
σ0
d (r)
r
z=r
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C = 1,1 log ( r / a ) + 1,15
Es =
σ0
µ
= 0,40
. a2 . ( 1 – µ ) . C r . d (r)
150 100 50 Exercício 3
Esmín = ESL
0 0
30
60
90
120
150
r (cm) r (cm) UFPR – TAP 2008
- RETROANÁLISE . Problema complexo software 0
Estrutura do pavimento d
0 20 40 60 80 100 120
30
60
90
120
150
Deformada
Software
Módulos: E1, E2, ..., En UFPR – TAP 2008
AVALIAÇÃO DE MÓDULOS POR RETROANÁLISE Softwares: -Modulus; Evercalc, ...
- Exercício 5
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AVALIAÇÃO POR MÉTODO DESTRUTIVO
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AVALIAÇÃO POR MÉTODO DESTRUTIVO
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