Reforço de pavimentos com geogrelhas

A aplicação de geogrelhas tem trazido benefícios no controle da reflexão das trincas em pavimentos restaurados, em situações em que as técnicas convencionais não oferecem garantias, a menos que envolvam grandes custos. Essa técnica abrange pavimentos aeroportuários, rodoviários, urbanos, pátios de estacionamento, incluindo a restauração de pavimentos rígidos recapeados com camada asfáltica.

O recapeamento asfáltico simples é comumente o método mais usado para a restauração de pavimentos trincados. Porém, o desempenho dessa alternativa de restauração freqüentemente não é tão satisfatório quanto o esperado, visto que as trincas existentes no pavimento antigo podem se propagar pela nova camada asfáltica dentro de um curto período de tempo. Esse problema é tradicionalmente chamado de "reflexão de trincas", sendo uma das principais causas da deterioração prematura do pavimento.

A reflexão das trincas é provocada pela movimentação relativa dos trechos adjacentes às trincas, provocada pelos ciclos de contração e expansão térmica (figura 1a) e de carregamento repetitivo do tráfego (figura 1b, 1c, 1d), ou ainda por uma combinação dessas duas solicitações mecânicas.

Figura 1 - Solicitações mecânicas em um pavimento trincado

Uma variedade de novos materiais e métodos está sendo usada para retardar ou bloquear a reflexão das trincas, tais como o aumento da espessura de recapeamento, a modificação das propriedades da mistura asfáltica e a colocação de uma camada intermediária especial entre o antigo e o novo revestimento asfáltico. Este artigo se propõe a analisar a utilização de geogrelhas poliméricas como camada intermediária em um sistema anti-reflexão de trincas.

Geogrelha polimérica
A geogrelha é um material sintético de elevado módulo de rigidez à tração, com aberturas de malha que garantem uma perfeita interação entre as camadas asfálticas inferior e superior.

Figura 2 - (a) Padrão de trincamento nas vigas sem geogrelha, após 80 mil ciclos de carga; (b) Simulação numérica

Em um pavimento trincado, as extremidades das trincas são as regiões de maior concentração de tensões de tração (figura 2b). Essas tensões são as principais responsáveis pelo fenômeno de propagação (ou reflexão) das trincas. A geogrelha, posicionada sobre a extremidade da trinca, absorve parte das tensões de tração, minimizando o potencial de propagação (figura 3b). A parte remanescente das tensões gera um novo padrão de trincamento de baixa severidade e trajetória relativamente aleatória (figura 3a).

Figura 3 - (a) Padrão de trincamento nas vigas com geogrelha, após 500 mil ciclos de carga; (b) Simulação numérica

Esse mecanismo foi observado em laboratório por meio de ensaios dinâmicos de fadiga desenvolvido no ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica), em vigas de concreto asfáltico, com e sem a presença da geogrelha como camada intermediária, e comprovado por simulações numéricas (Montestruque, 2002). Nas vigas sem geogrelha, a trinca de reflexão surgiu após poucos ciclos de aplicação de carga. Sua ascensão ocorreu rapidamente e de forma vertical (figura 2). O ensaio foi finalizado com a ruptura das vigas, ao redor de 80 mil ciclos.Nas vigas reforçadas com geogrelha, a ascensão vertical da trinca de reflexão foi interrompida e, após vários ciclos de carga e descarga, um novo padrão de trincamento foi observado: microfissuras foram surgindo de forma aleatória, associadas à própria fadiga da massa asfáltica (figura 3a). O ensaio foi interrompido quando as trincas de menor severidade alcançaram a superfície, ao redor de 500 mil ciclos. Essas vigas, entretanto, ainda não haviam atingido a sua ruptura total, apresentando menores deformações plásticas do que as vigas sem geogrelha. As figuras 2b e 3b mostram as simulações numéricas desses ensaios, onde a cor vermelha indica a região de maior tensão de tração.