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Análise de Custos de Ciclo de Vida Relativa a Pavimentos

Rodoviários Flexíveis

Hugo Bernardo Campos Branquinho Matos da Costa

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Civil

Júri

Presidente: Professor Doutor Joaquim Jorge da Costa Paulino Pereira

Orientador: Professor Doutor José Manuel Coelho das Neves

Co-Orientador: Engenheiro João Gomes Morgado

Vogais: Doutora Maria de Lurdes Batista da Costa Antunes

Novembro de 2008

1

Agradecimentos

A presente dissertação foi orientada, pelo Doutor José Manuel Coelho das Neves, Professor Auxiliar

do Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura do Instituto Superior Técnico e pelo Eng. João

Gomes Morgado, Assistente Estagiário do Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura do

Instituto Superior Técnico.

Manifesto todo o meu agradecimento ao Instituto Superior Técnico, pelo apoio institucional prestado.

Agradeço ao Doutor José Manuel Coelho das Neves a sugestão do tema, o interesse, a orientação e

toda a disponibilidade. Para além do âmbito desta dissertação, agradeço-lhe os ensinamentos

transmitidos e o interesse que me suscitou pela área das Infra-estruturas Rodoviárias.

Particularmente, expresso o agradecimento profundo ao Engenheiro João Gomes Morgado, pela

ajuda preciosa e todo o tempo disponível.

Agradeço à Doutora Maria de Lurdes Antunes pelo interesse demonstrado, disponibilidade

permanente, carinho e tempo dispendido ao longo do desenvolvimento do trabalho.

Finalmente, agradeço aos meus pais, pois sem o apoio deles não seria possível a realização deste

trabalho, aos meus amigos e colegas de curso e à Joana, pelo carinho e apoio especial.

2

Resumo

A Dissertação, desenvolvida em colaboração com o Laboratório Nacional de Engenharia Civil, refere-

se à realização de um estudo económico comparativo de custos associados à construção e

conservação de pavimentos rodoviários flexíveis (cuja principal componente estrutural é constituída

por camadas de misturas betuminosas e/ou materiais granulares).

No estudo realizado, estimaram-se os custos suportados pela administração rodoviária,

correspondentes à construção, bem como à conservação e reabilitação ao longo do ciclo de vida dos

pavimentos. Para além destes custos, tomou-se em consideração, na medida do possível, os custos

suportados pelos utentes e os ambientais.

O horizonte de análise considerado foi de 35 anos, para que os resultados reflectissem as diferenças

de custo a longo prazo, das opções consideradas. Foram consideradas estruturas de pavimentos

correspondentes a diferentes cenários, do ponto de vista da classe de tráfego e das condições de

fundação.

Os resultados alcançados, poderão vir a constituir uma ferramenta auxiliar na tomada de decisões,

por parte das entidades responsáveis pela selecção dos tipos de estruturas e estratégias a adoptar

na construção e manutenção de pavimentos.

Abstract

The dissertation, developed in collaboration with the “Laboratório Nacional de Engenharia Civil”,

reports to an economic study of costs associated with construction and maintenance of road flexible

pavements.

In this study, the administration costs were evaluated, corresponding not only to the construction but

also to the maintenance and rehabilitation during the life cycle of the road pavements. Besides these

costs, users and environmental costs were also taken into account.

The total period of this analysis was 35 years, in order to consider all the possible maintenance

strategies in terms of long-term costs. Different structures of pavements, regarding different settings of

traffic and foundation classification, were taken into consideration. The results achieved in this work

could be useful to responsible entities in future decisions concerning the selection of best strategies of

construction and maintenance of pavements.

Palavras-Chave

Pavimento rodoviário flexível; Análise económica; Custo de Ciclo de Vida; Recursos Ambientais;

Reciclagem in situ com cimento

Key-Words

Flexible road pavement; Economic analysis; Life cycle cost; Environmental resources; In situ recycling

with cement

3

Índice

Capítulo 1 – Considerações iniciais………………………………………………………………….. 8

1.1 – Apresentação do tema e seu enquadramento…………………………………………………... 8

1.2 – Objectivos e metodologia………………………………………………………………………….. 9

1.3 – Estrutura geral……………………………………………………………………………............... 10

Capítulo 2 – Introdução aos pavimentos flexíveis…………………………………………………. 12

2.1 – Pavimentos e suas características.………………………………………………………………. 12

2.1.1 – Tipos de pavimentos e sua constituição……………………………………………… 12

2.1.2 – Materiais de pavimentação…………………………………………………………….. 14

2.1.3 – Comportamento dos pavimentos flexíveis…………………………………………… 19

2.2 – Metodologias de projecto………………………………………………………………………….. 20

2.2.1 – Investimento inicial elevado…………………………………………………............... 21

2.2.2 – Investimento inicial baixo………………………………………………………………. 21

2.2.3 – Construção faseada…………………………………………………………………….. 21

2.3 – A prática de projecto em Portugal………………………………………………………………… 23

2.3.1 – Dados de Projecto……………………………………………………………............... 23

2.3.2 – Dimensionamento.……………………………………………………………………… 29

2.4 – Conservação e reabilitação de pavimentos……………………………………………………… 32

2.4.1 – Patologias dos pavimentos flexíveis………………………………………………….. 32

2.4.2 – Observação de pavimentos…………………………………………………............... 35

2.4.3 – Técnicas de conservação e reabilitação de pavimentos…………………………… 40

2.5 – Síntese……………………………………………………………………………………………….. 43

Capítulo 3 – Metodologias de análise de custos de ciclo de vida………………………………. 44

3.1 – Generalidades………………………………………………………………………………………. 44

3.2 – Custos de ciclo de vida…………………………………………………………………………….. 45

3.3 – Aspectos metodológicos…………………………………………………………………………… 48

3.3.1 – Período de análise……………………………………………………………………… 48

3.3.2 – Taxa de actualização…………………………………………………………………… 49

3.3.3 – Valor residual……………………………………………………………………………. 50

3.4 – Metodologias de cálculo…………………………………………………………………............... 50

3.4.1 – Método do valor actual…………………………………………………………………. 51

3.4.2 – Método do custo anual uniforme equivalente………………………………………... 53

3.5 – Síntese……………………………………………………………………………………………….. 55

3.5.1 – Limitações da análise económica…………………………………………………….. 55

3.5.2 – Riscos e incertezas na avaliação económica de pavimentos……………………… 55

4

Capítulo 4 – Apresentação dos casos de estudo………………………………………………….. 57

4.1 – Metodologia e objectivos…………………………………………………………………………... 57

4.2 – Solução inicial……………………………………………………………………………………….. 57

4.2.1 – Cenários de tráfego e condições de fundação 57

4.2.2 – Selecção das estruturas de pavimento novo 58

4.2.3 – Verificação da vida útil das estruturas de pavimento novo 60

4.3 – Planeamento para o período de análise…………………………………………………………. 64

4.4 – Síntese……………………………………………………………………………………………….. 67

Capitulo 5 – Custos envolvidos……………………………………………………………………….. 69

5.1 – Generalidades………………………………………………………………………………………. 69

5.2 – Custos suportados pela administração rodoviária……………………………………............... 69

5.2.1 – Custos de construção…………………………………………………………………... 69

5.2.2 – Custos de conservação e reabilitação………………………………………………... 70

5.2.3 – Valor Residual…………………………………………………………………………… 71

5.3 – Custos suportados pelos utentes………………………………………………………............... 72

5.4 – Custos ambientais………………………………………………………………………………….. 73

5.5 – Síntese……………………………………………………………………………………………….. 74

Capítulo 6 – Avaliação económica dos casos tipo………………………………………………… 75

6.1 – Metodologia…………………………………………………………………………………………. 75

6.2 – Análise com base em valores de referência…………………………………………………….. 75

6.2.1 – Análise determinística………………………………………………………………….. 75

6.2.2 – Análise de risco…………………………………………………………………………. 77

6.3 – Análise multi-critério………………………………………………………………………………... 79

6.4 – Síntese……………………………………………………………………………………………….. 88

Capítulo 7 – Conclusões………………………………………………………………………………... 89

7.1 – Síntese do trabalho………………………………………………………………………............... 89

7.2 – Conclusões gerais………………………………………………………………………………….. 89

7.3 – Desenvolvimentos futuros…………………………………………………………………………. 90

Bibliografia………………………………………………………………………………………………... 92

Anexos……………………………………………………………………………………………………... 95

5

Anexo 1 – Organigrama do procedimento para o dimensionamento dum pavimento flexível (Branco et al, 2006)…………………………………………………………………………… 95

Anexo 2 – Programa das actividades de conservação e reabilitação………………………………. 96

Anexo 3 – Custos unitários………………………………………………………………………………. 97

Anexo 4 – Estimativa dos custos totais de construção……………………………………………….. 98

Anexo 5 – Estimativa dos custos das medidas de conservação e reabilitação.…………………... 101

Anexo 6 – Estimativa dos custos totais de conservação e reabilitação…………………………….. 102

Anexo 7 – Estimativa da duração das medidas de intervenção de conservação e reabilitação… 104

Anexo 8 – Estimativa das durações totais de intervenção de conservação e reabilitação………. 105

Anexo 9 – Estimativa dos custos ambientais………………………………………………………….. 106

Anexo 10 – Matrizes de impactes………………………………………………………………………. 107

Lista de Figuras

Figura 2.1 – Pavimento flexível: constituição e comportamento (Branco et al, 2006)……………. 20

Figura 2.2 – Ilustração da estratégia de construção faseada (LCPC e SETRA, 1994)…………... 22

Figura 2.3 – Representação das acções de um eixo padrão sobre o pavimento (Branco et al, 2006)………………………………………………………………………… 26

Figura 2.4 – Fases da reciclagem in situ a frio com cimento em calda (Martinho, 2005)………… 42

Figura 3.1 – Variação dos custos para os utentes, em função da velocidade e da irregularidade (Pereira e Miranda, 1999)………………………………………………………………..... 47

Figura 3.2 – Período de análise para um pavimento alternativo (Walls e Smith, 1998)………….. 48

Figura 6.1 – NPV para pavimentos com classe de tráfego T5……………………………………….. 76

Figura 6.2 – NPV para pavimentos com classe de tráfego T1……………………………………….. 77

Figura 6.3 – NPV médio para pavimentos com classe de tráfego T5……………………………….. 78

Figura 6.4 – NPV médio para pavimentos com classe de tráfego T1……………………………….. 78

Figura 6.5 – Avaliação dos pavimentos com classe de tráfego T5 para o caso 1.1……………….. 81





Figura 6.10 – Avaliação dos pavimentos com classe de tráfego T1 para o caso 1.2……………… 84





6

Lista de Quadros

Quadro 2.1 – Tipos de pavimentos em função dos materiais e da deformabilidade (Branco et al, 2006)………………………………………………………………………. 13

Quadro 2.2 – Materiais de pavimentação para cada camada (Neves, 2007)……………………... 14

Quadro 2.3 – Tipologia adoptada para os materiais granulares (JAE, 1995)……………………… 15

Quadro 2.4 – Propriedades dos materiais granulares, ensaios e objectivos (Neves, 2007)…….. 15

Quadro 2.5 – Classificação das misturas betuminosas quanto à sua porosidade (JAE, 1995)…. 16

Quadro 2.6 – Tipologia adoptada para as misturas betuminosas fabricadas a quente (JAE, 1995)……………………………………………………………………………….. 17

Quadro 2.7 – Percentagem do tráfego na via mais solicitada (JAE, 1995)………………………... 24

Quadro 2.8 – Elementos relativos ao tráfego (JAE, 1995)…………………………………………... 26

Quadro 2.9 – Classes de fundação (JAE, 1995)……………………………………………………… 28

Quadro 2.10 – Tipos de deformações associadas a pavimentos flexíveis (Branco et al, 2006)… 33

Quadro 2.11 – Tipos de fendilhamento associados a pavimentos flexíveis (Branco et al, 2006).. 34

Quadro 2.12 – Tipos de desagregação da camada de desgaste em pavimentos flexíveis (Branco et al, 2006)………………………………………………………………………. 35

Quadro 2.13 – Tipos de movimento de materiais associados a pavimentos flexíveis (Branco et al, 2006)………………………………………………………………………. 35

Quadro 2.14 – Alguns equipamentos/ensaios utilizados para a avaliação das características dos pavimentos…………………………………………………………………………… 39

Quadro 4.1 – Simbologia e espessuras adoptadas…………………………………………………... 59

Quadro 4.2 – Estruturas de pavimento flexíveis………………………………………………………. 59

Quadro 4.3 – NAEP130 correpondentes às classes de tráfego analisadas………………………… 61

Quadro 4.4 – Composição adoptada para as misturas betuminosas………………………………. 62

Quadro 4.5 – Características dos materiais das camadas dos pavimentos flexíveis…………….. 63

Quadro 4.6 – Numero máximo admissível de eixos padrão de 130 kN para os pavimentos flexíveis……………………………………………………………………………………. 63

Quadro 4.7 – Resumo das acções de conservação e reabilitação…………………………………. 67

Quadro 5.1 – Custos totais de construção das estruturas em análise para classe de tráfego T5.. 69

Quadro 5.2 – Custos totais de construção das estruturas em análise para classe de tráfego T1.. 70

Quadro 5.3 – Custo das medidas de conservação e reabilitação…………………………………... 70

Quadro 5.4 – Custos totais de conservação e reabilitação das estruturas em análise para classe de tráfego T5……………………………………………………………………… 70

Quadro 5.5 – Custos totais de conservação e reabilitação das estruturas em análise para classe de tráfego T1……………………………………………………………………… 70

Quadro 5.6 – Valor Residual para os pavimentos em análise de classe de tráfego T5…………... 71

Quadro 5.7 – Valor Residual para os pavimentos em análise de classe de tráfego T1…………... 71

Quadro 5.8 – Duração das medidas de intervenção…………………………………………………. 73

Quadro 5.9 – Duração total das intervenções para cada pavimento de classe de tráfego T5…… 73

Quadro 5.10 – Duração total das intervenções para cada pavimento de classe de tráfego T1….. 73

Quadro 5.11 – Estimativa dos custos ambientais para pavimentos de classe de tráfego T1……. 74

Quadro 5.12 – Conclusões obtidas para os diferentes custos………………………………………. 74

7

Quadro 6.1 – Valores obtidos para o NPV de pavimentos com classe de tráfego T5…………….. 76

Quadro 6.2 – Valores obtidos para o NPV de pavimentos com classe de tráfego T1…………….. 77

Quadro 6.3 – Média e desvio padrão do NPV para pavimentos com classe de tráfego T5……… 78

Quadro 6.4 – Média e desvio padrão do NPV para pavimentos com classe de tráfego T1……… 78

Quadro 6.5 – “Pesos” a atribuir a cada caso…………………………………………………………….. 80

Lista de Siglas

AGEC – Agregado de Granulometria Extensa Tratado com Cimento

Ef – Módulo de Deformabilidade

EP – JAE – Estradas de Portugal

LCCA – Life - Cycle Costs Analysis

LNEC – Laboratório Nacional de Engenharia Civil

MACOPAV – Manual de Concepção para a Rede Rodoviária Nacional

NPV – Net Present Value, Custo Total Actual

PSI – Present Serviceability Index

TMDAp – Tráfego Médio Diário Anual de Pesados

8

Capítulo 1 – Considerações iniciais

1.1 – Apresentação do tema e seu enquadramento

Realizada no âmbito do Mestrado Integrado de Engenharia Civil, no ano lectivo 2007/2008, esta

dissertação tem como tema a “Análise de Custos de Ciclo de Vida Relativa a Pavimentos Rodoviários

Flexíveis”. A dissertação insere-se no projecto “Avaliação económica de diferentes soluções de

pavimentação ao longo do ciclo de vida das infra-estruturas rodoviárias”, desenvolvido em

colaboração com o Laboratório Nacional de Engenharia Civil.

Em Portugal os últimos anos têm sido marcados pelo aparecimento de novos materiais aplicados nas

soluções de pavimentação. É uma situação que advém da subida de preço das matérias-primas, que

constituem os materiais utilizados tradicionalmente. A introdução de novos componentes nas

soluções de pavimentação, reveste-se no entanto de alguma incerteza, em particular na relação

custo-benefício. Dado o aparecimento de materiais e novas soluções a um ritmo acelerado nem

sempre é possível prever com exactidão os custos e as vantagens reais.

A optimização de cada solução de pavimentação passa pela sua adequação às condições de tráfego,

fundação e metodologias de projecto, adoptadas caso a caso. O tráfego, onde os veículos pesados

são os mais preponderantes, poderá acelerar a degradação de um pavimento, sendo por isso

relevante considerar à partida a sua influência. As condições de fundação determinam a maior ou

menor capacidade de suporte das cargas dos veículos influenciando desta forma as características

das camadas de pavimento. Já as metodologias de projecto podem condicionar a solução adoptada.

Claramente uma solução que tenha que responder a condições de tráfego e fundação, entre outras,

mais agressivas terá à partida um custo superior na sua execução. No entanto é impossível descurar

que a médio e longo prazo poderá trazer benefícios, reduzindo por exemplo, as necessidades de

manutenção.

As novas soluções só o serão efectivamente se se traduzirem numa clara vantagem de custo-

benefício considerando todos os factores determinantes. No entanto muitas vezes a análise faz-se

exclusivamente considerando os custos iniciais e desvalorizando os ganhos a médio e longo prazo

que determinada solução poderá apresentar.

Portugal é um dos países com maior número de quilómetros de auto-estrada por habitante na

Europa. A tendência é para manter esta posição, face ao crescente número de novas auto-estradas,

que substituem itinerários de menor hierarquia. Muitas dessas estradas substituídas estão agora a

ser alvo de trabalhos de reabilitação e manutenção.

9

A prática corrente desses trabalhos consiste na fresagem e consequentemente substituição das

camadas mais superficiais do pavimento. È importante notar que existem, hoje em dia, outras

soluções de reabilitação e manutenção com claros ganhos económicos e de qualidade. Muitas vezes

o factor económico na fase inicial do projecto e a demora, que essas soluções implicam nos

trabalhos, leva a opção por soluções mais práticas. No entanto é importante perceber que a análise

da solução de pavimento se deve fazer numa janela temporal, alargada e tendo em conta inúmeros

factores.

A análise para determinação da solução adequada a cada caso passará inevitavelmente pelo factor

económico mas não se poderão descurar outros aspectos determinantes. Entre eles a durabilidade e

custos acrescidos de manutenção, se a solução adoptada não for sustentável. Os resultados alcançados

neste trabalho, poderão vir a constituir uma ferramenta auxiliar na tomada de decisões, por parte das

entidades responsáveis pela selecção dos tipos de estruturas a adoptar na construção e a reabilitação de

pavimentos rodoviários flexíveis.

A escolha da solução de pavimentação é única para cada caso porque cada situação tem

particularidades próprias. Desta forma, a aplicação sistemática de determinadas soluções pode não ser

sustentável. É necessário considerar um conjunto de factores e avaliar caso a caso a relação custo-

benefício de cada solução, num contexto em que a inovação tecnológica permite disponibilizar soluções

a um ritmo acelerado.

1.2 – Objectivos e metodologia

A dissertação compreende essencialmente os seguintes objectivos e a respectiva metodologia.

1. Definição das estruturas de pavimentos tipo a analisar

Serão definidos vários cenários relativos à construção de pavimentos novos flexíveis,

correspondentes a diferentes classes de tráfego e diferentes condições de fundação.

Serão ainda definidos casos de estudo relativos a obras recentes de reabilitação de pavimentos, nas

quais tenha sido aplicada a técnica de reciclagem com cimento.

2. Estimativa dos custos de construção das estruturas tipo

Efectuar-se-á o levantamento dos custos praticados em Portugal para a execução dos diversos tipos

de trabalhos correspondentes à construção das estruturas tipo, e determinar-se-á o custo de

construção de cada estrutura.

3. Estimativa dos custos de conservação e reabilitação ao longo do ciclo de vida das estruturas tipo

Com base nos modelos de comportamento mais adequados a cada um dos tipos de pavimento em

análise, serão efectuadas estimativas relativamente aos custos de conservação e de reabilitação ao

longo do ciclo de vida dos pavimentos, para cada um dos cenários em estudo.

10

4. Avaliação dos custos suportados pelos utentes

Com base em resultados de projecto de investigação recentemente realizados, no domínio da

quantificação dos custos inerentes aos condicionamentos de tráfego no decurso da realização de

obras de conservação e reabilitação, serão estimados os custos suportados pelos utentes ao longo

do ciclo de vida dos pavimentos, para cada um dos cenários considerados.

5. Consideração de outros custos

Avaliar-se-á a possibilidade de considerar custos de natureza ambiental ou outros na análise

comparativa das soluções, ainda que tais custos não possam vir a ser devidamente quantificados.

6. Avaliação económica das soluções analisadas

Com base nos resultados obtidos nos pontos anteriores, será efectuada uma avaliação da evolução

dos custos acumulados ao longo do ciclo de vida dos pavimentos para cada um dos cenários

considerados.

1.3 – Estrutura geral

A dissertação está dividida em 7 capítulos.

No capítulo 1 apresenta-se o tema e o seu enquadramento, bem com os objectivos traçados, a

metodologia para os alcançar e a estrutura geral do trabalho realizado.

No capítulo 2, “Introdução aos pavimentos flexíveis” é apresentada uma breve sistematização dos

conceitos relacionados com os pavimentos e seus materiais constituintes. Inicialmente uma abordagem

geral, passando pelas diferentes tipologias e soluções de pavimentação para seguidamente se partir

para uma abordagem mais pormenorizada e focada nos pavimentos flexíveis, tipologia enfoque neste

trabalho. Tendo como base o Manual de Concepção de Pavimentos para a Rede Rodoviária Nacional,

documento de referência para o pré-dimensionamento de pavimentos, é apresentada uma breve

descrição sobre os principais materiais, que constituem as soluções de pavimentos flexíveis. São ainda

tecidas considerações sobre, o comportamento estrutural dos pavimentos flexíveis. Ainda neste capítulo,

e numa perspectiva mais económica, é feita uma reflexão sobre as metodologias de projecto. Já numa

fase final, abordam-se os aspectos relacionados com a conservação e reabilitação dos pavimentos

dando-se especial atenção às principais formas de diagnóstico e avaliação do estado do pavimento. Faz-

se ainda uma breve caracterização das principais patologias, que um pavimento poderá apresentar

durante a sua vida.

No capítulo 3, “Metodologias de análise de custos de ciclo de vida” são apresentadas as razões da

importância deste tipo de análise para o caso dos pavimentos rodoviários com referência à evolução que

este tipo de análise tem sofrido ao longo do tempo. Apresentam-se os custos envolvidos ao longo do

ciclo de vida e abordam-se os principais aspectos metodológicos. São sucintamente apresentados os

11

diferentes métodos de avaliação económica aplicáveis ao caso dos pavimentos flexíveis bem como os

respectivos princípios básicos com especial enfoque no Método do Valor Actual e no Método do Custo

Equivalente Anual Uniforme. Na descrição destes métodos faz-se a necessária adaptação ao contexto

rodoviário.

No capítulo 4, “Apresentação dos casos de estudo”, são indicadas as soluções de pavimentação

tomadas como referência neste trabalho. Das soluções apresentadas é mencionada a sua constituição e

verificada a sua vida útil. Para os casos de estudo apresentados é definido o planeamento para o período

de análise, descrevendo-se as principais intervenções a realizar.

No capítulo 5, “Custos envolvidos” é apresentada uma estimativa detalhada dos custos unitários de

construção, conservação e reabilitação das estruturas de pavimento seleccionadas, bem como uma

estimativa dos custos suportados pela administração rodoviária, e na medida do possível, uma estimativa

dos custos suportados pelos utentes e ambientais.

No capítulo 6, “Avaliação económica dos casos tipo” é apresentada a avaliação económica propriamente

dita das soluções apresentadas com base nos métodos apresentados no capítulo terceiro. Esta análise

económica envolve também uma análise de risco e uma análise multi-critério.

No capítulo 7, “Considerações Finais” são apresentadas as principais conclusões deste trabalho e os

próximos passos que poderão ser dados, em futuros trabalhos de análise e investigação, que se

debrucem sobre esta matéria.

12

Capítulo 2 – Introdução aos pavimentos flexíveis

2.1 - Pavimentos e suas características

A função essencial de um pavimento rodoviário é assegurar uma superfície de rolamento que permita

a circulação dos veículos com comodidade e segurança, durante a vida do pavimento, sob acção do

tráfego e das condições climáticas que ocorram.

A um pavimento deve exigir-se dois tipos de qualidade: a qualidade funcional e a qualidade estrutural.

A primeira relaciona-se com as exigências dos utentes, conforto e segurança de circulação, a

segunda relaciona-se com a capacidade do pavimento para suportar as cargas dos veículos sem

sofrer alterações para além de determinados valores limites, as quais colocariam em causa a garantia

da qualidade funcional.

2.1.1 - Tipos de pavimentos e sua constituição

Relativamente à sua constituição, um pavimento rodoviário é considerado como um sistema multi-

estratificado, formado por várias camadas de espessura finita, apoiadas na fundação.

Nas camadas de um pavimento tipo podem distinguir-se, pela função que desempenham, a camada

superficial ou “camada de desgaste” e o corpo do pavimento.

A camada de desgaste tem a função de assegurar as características funcionais, de modo a contribuir

para uma circulação com conforto e com segurança. Adicionalmente, e do ponto de vista da sua

contribuição para a qualidade estrutural, esta camada tem ainda a importante função de

impermeabilizar o pavimento, evitando a entrada de água exterior para as camadas inferiores e para

o solo de fundação.

O corpo do pavimento, o principal responsável pela capacidade do pavimento em suportar as cargas

do tráfego, pode compreender camadas estabilizadas com ligantes (betuminosos ou hidráulicos) e

também camadas granulares. Essas diferentes camadas dispõem-se, normalmente, com qualidade e

resistência decrescentes, de cima para baixo, em consonância com a progressiva redução dos

esforços em profundidade. Cada uma delas tem também, em geral, a função de assegurar apoio para

a realização da camada sobrejacente.

Assim, no caso das camadas betuminosas, a camada subjacente à camada de desgaste designa-se

por “camada de regularização”.

Abaixo desta dispõe-se a “camada de base”, ligada ou não, seguindo-se a camada inferior do corpo

do pavimento, construída directamente sobre a fundação, que tem em geral o nome de “camada de

sub-base” e é normalmente constituída por materiais granulares apenas estabilizados

mecanicamente por compactação, podendo também ser de solo tratado com cimento.

A fundação é constituída pelo terreno natural. Quando este não tem as características desejadas,

sobrepõe-se-lhe uma camada de solo melhor, às vezes tratado com ligantes, o chamado “leito do

13

pavimento”, que faz parte integrante da fundação. O leito do pavimento tem a função de aumentar a

capacidade de suporte da fundação e a de homogeneizar as suas características resistentes.

De acordo com o tipo de materiais e com a deformabilidade das camadas, podemos distinguir os

seguintes tipos de pavimentos: flexíveis, rígidos e semi-rígidos (Quadro 2.1).

Quadro 2.1. Tipos de pavimentos em função dos materiais e da deformabilidade (Branco et al, 2006)

Tipo de Pavimento Materiais Deformabilidade

Flexível Hidrocarbonados e granulares Elevada

Rígido Hidráulicos e granulares Muito reduzida

Semi-rígido Hidrocarbonados, hidráulicos, e granulares Reduzida

Os pavimentos flexíveis apresentam as camadas superiores formadas por misturas betuminosas, ou

seja, por materiais estabilizados com ligantes hidrocarbonados, geralmente o betume asfáltico,

seguidas inferiormente de uma ou duas camadas constituídas por material granular.

Os pavimentos rígidos têm uma camada superior constituída por betão de cimento, ou seja por

material granular estabilizado com ligantes hidráulicos, geralmente o cimento portland, seguida de

uma ou duas camadas inferiores constituídas também por material granular estabilizado com ligante

hidráulico e/ou apenas constituído por material granular.

Por fim, os pavimentos semi-rígidos apresentam características comuns aos dois tipos de pavimentos

anteriores. Uma ou duas camadas superiores constituídas por misturas betuminosas, seguidas de

uma camada constituída por agregado estabilizado com ligante hidráulico, podendo ainda dispor de

uma camada granular na sub-base.

Quanto à deformabilidade, cada um destes três tipos de pavimentos, sob a acção de uma

determinada carga, apresenta diferentes valores de deformação vertical da sua superfície, sendo

considerada elevada para pavimentos flexíveis, muito reduzida para pavimentos rígidos e reduzida

para pavimentos semi-rígidos.

De seguida, trata-se exclusivamente a matéria objecto principal da dissertação – Pavimentos

Rodoviários Flexíveis.

Num pavimento flexível, a constituição pode ser muito diversa, em função da intensidade do tráfego,

da resistência do solo de fundação e das características dos materiais disponíveis, as quais por sua

vez, dependem das condições climáticas.

Surgem naturalmente dois tipos de pavimentos flexíveis, um com camada de base em materiais

granulares e outro com camada de base em misturas betuminosas.

Os primeiros caracterizam-se por terem camadas de base e sub-base em materiais granulares não

ligados, sobre as quais assenta um tratamento superficial ou camadas de misturas betuminosas.

Neste tipo de pavimentos, as camadas granulares constituem o principal elemento resistente da

estrutura. Estas devem resistir às acções induzidas pelo tráfego e redistribuí-las pela fundação, para

que possam ser suportadas por esta. A camada de desgaste tem, como foi dito anteriormente, a

principal função de impermeabilizar o pavimento, resistir ao desgaste produzido pelos rodados dos

14

veículos e proporcionar uma superfície de circulação cómoda e segura. Trata-se de pavimentos cujas

camadas se caracterizam de baixo para cima, por uma capacidade de suporte crescente e uma

permeabilidade decrescente.

Os segundos, os pavimentos flexíveis com camada de base em misturas betuminosas, empregues

em auto-estradas e itinerários principais, em Portugal e também noutros países da Europa e da

América do Norte, são constituídos por camadas betuminosas com espessura elevada, aplicadas

sobre camadas granulares não ligadas.

A camada de base trabalha em flexão diminuindo significativamente o nível das tensões transmitidas

à fundação, quando a sua rigidez é relativamente elevada, podendo também comportar-se como uma

camada mais flexível, transmitindo assim tensões mais elevadas à fundação.

2.1.2 - Materiais de pavimentação

Os materiais que constituem as camadas de pavimento devem ter determinadas propriedades e

garantir determinados desempenhos para que o pavimento no seu conjunto ofereça as condições

para que foi concebido. No quadro 2.2 apresentam-se os materiais de pavimentação para cada

camada.

Quadro 2.2. Materiais de pavimentação para cada camada (Neves, 2007)

Camada Material

Pavimento Flexível

Desgaste Misturas betuminosas

Regularização Misturas betuminosas

Base Misturas betuminosas ou materiais granulares

Sub-base Materiais granulares ou misturas com ligantes hidráulicos

a) Materiais Granulares

Os agregados são utilizados na construção das camadas granular de base e sub-base e em camadas

betuminosas, podendo ser tratados ou não.

Podem ser de origem natural (areias, cascalheiras e rochas britadas), artificial (escorias industriais) e

reciclados (resíduos de construção).

Geralmente o seu processo de fabrico consiste em seleccionar uma zona a explorar, seguindo-se a

desmatação e decapagem, o desmonte da rocha e a carga e transporte da rocha para a central de

britagem.

Na central de britagem dá-se a britagem do material, seguindo-se a crivagem e posteriormente o

armazenamento. Os mecanismos de britagem são consoante o aumento de energia aplicada, a

abrasão (tensões localizadas), clivagem (compressão) e corte (impacto).

A crivagem corresponde a uma selecção granulométrica e a sua qualidade é condicionada pelo

estado do agregado (humidade), inclinação e frequência de vibração.

A tipologia adoptada para os materiais granulares empregues em camadas de pavimentos, a que se

associa os códigos estabelecidos nas rubricas de trabalhos rodoviários indicam-se no Quadro 2.3.

15

Quadro 2.3. Tipologia adoptada para os materiais granulares (JAE, 1995)

Símbolo Código Principais características

BGr 03.1.2.2

Material britado recomposto em central

Granulometria extensa

Dimensão máxima: 25 mm

Equivalente de areia mínimo: 70 %

Los Angeles máximo: 30 % (granulometria G)

BG 03.1.2.1

Material britado sem recomposição (tout-venant) aplicado em camada de base


Dimensão máxima: 37,5 mm


Los Angeles máximo: 35 % (granulometria F)

SbG 03.1.1.3

Material britado sem recomposição (tout-venant) aplicado em camada de sub-base




Los Angeles máximo: 40 % (granulometria B)

GN 03.1.1.2

Material não britado




Los Angeles máximo: 40 % (granulometria B)

SS 03.1.1.1

Solo seleccionado

Índice de plasticidade ≤ 6 %

Limite de liquidez ≤ 25 %

CBR> 10 % (grau de compactação = 95 %; Proctor modificado)


Em camada de base são utilizados:

• Agregado britado recomposto em central (BGr)

• Agregado britado sem recomposição de granulometria extensa (tout-venant) (BG)

E em camada de sub-base:

• Agregado britado sem recomposição de granulometria extensa (tout-venant) (SbG)

• Agregado não britado (material aluvionar) (GN)

• Solo seleccionado (SS)

Estes materiais apresentam as propriedades indicadas no Quadro 2.4.

Quadro 2.4. Propriedades dos materiais granulares, ensaios e objectivos (Neves, 2007) Propriedades Ensaio Objectivo

Granulometria Peneiraçao Obter compacidade elevada

Forma das partículas Índices de lamelação e

alongamento

Obter atrito interno elevado e boa resistência ao

corte

Plasticidade dos finos Limites de consistência Obter atrito interno elevado e boa resistência ao

corte

Resistência mecânica ao choque Los Angeles Partículas resistentes

Durabilidade Sulfato de sódio

Sulfato de magnésio Partículas não alteráveis

Dureza Los Angeles Partículas resistentes

Limpeza do material Equivalente de areia

Azul de metileno Material não contaminado por finos nocivos

16

Todos estes ensaios estão devidamente normalizados e em obra estes materiais têm que obedecer a

determinadas condições referidas no caderno de encargos.

b) Misturas Betuminosas

As misturas betuminosas são constituídas por agregados (80 a 85%), betume (8 a 13%) e ar, cujas

propriedades dependem das proporções relativas destes componentes, assim como das

características intrínsecas do betume e dos agregados (Neves, 2007). Podem ser fabricadas a quente

ou a frio, consoante o betume for ou não aquecido.

Misturas betuminosas a quente

As misturas betuminosas fabricadas a quente, em central, podem ser aplicadas em camadas com

características de desgaste, regularização ou base.

Nas obras de pavimentação estes materiais são empregues, essencialmente, com os seguintes

objectivos:

• oferecer aos utentes uma superfície que permita a circulação em dadas condições de

segurança, economia e conforto;

• conferir à estrutura do pavimento resistência às acções do tráfego;

• impermeabilizar as camadas do pavimento, limitando a entrada de água.

Para que as misturas se comportem de forma adequada, durante a construção e após a entrada em

serviço, é necessário garantir características adequadas, designadamente no que se refere a:

• Trabalhabilidade

• Deformabilidade

• Resistência à fadiga

• Resistência à deformação permanente

• Durabilidade, em particular para as camadas de desgaste (resistência ao envelhecimento e à

acção da água)

No caso de se destinarem a camadas de desgaste, as misturas deverão, ainda, após aplicação,

obedecer a requisitos adicionais, em aspectos relativos ao atrito, rugosidade e características ópticas,

essenciais à garantia de boas condições de segurança, economia e conforto.

De acordo com a Association Mondiale de la Route/World Road Association, as misturas betuminosas

a quente podem ser classificadas, quanto à sua porosidade (Vv) em classes (Quadro 2.5).

Quadro 2.5. Classificação das misturas betuminosas quanto à sua porosidade (JAE, 1995)

Vv Classificação em 4 classes Classificação em 3 classes

<5% Mistura fechada Mistura densa

5 – 10% Mistura semi-fechada

10 – 15% Mistura semi-aberta Mistura semi-densa

> 15% Mistura aberta Mistura aberta

17

Reflectindo a nossa tradição construtiva, as misturas densas são as que geralmente se utilizam. Nas

camadas de desgaste e de regularização empregam-se misturas fechadas, e nas camadas de base,

misturas semi-fechadas e semi-abertas.

No Quadro 2.6 apresenta-se a tipologia das misturas betuminosas a quente.

Quadro 2.6. Tipologia adoptada para as misturas betuminosas fabricadas a quente (JAE, 1995)

Símbolo Código Principais características

MB 03.4.1.1

Macadame betuminoso em camada de base

Dimensão máxima do agregado: 37,5 mm

Teor em betume: 4,0 – 4,8 %

Porosidade: 6 – 9 %

Espessura recomendável: 9 – 15 cm (min. 8 cm; Max. 16 cm)

MB 03.4.2.2

Macadame betuminoso em camada de regularização

Dimensão máxima do agregado: 25 mm



Espessura recomendável: 8 – 12 cm

MBD 03.4.2.3

Mistura betuminosa densa em camada de regularização





BD 03.4.3.1

Betão betuminoso em camada de desgaste





As características mecânicas das misturas dependem de vários factores, dos quais se destacam: a

composição volumétrica, o tipo de betume, as condições de temperatura e a velocidade de aplicação

das cargas (circulação).

Através de estudos laboratoriais de formulação, ensaiam-se diferentes composições e/ou tipos de

betume, tendo em vista a definição das condições de aplicação em obra.

A escolha das granulometrias, tipo de betume e composição das misturas, deve ter em conta as

condições de temperatura da região onde vão ser aplicadas e as velocidades de circulação dos

veículos pesados que as virão a solicitar.

Misturas betuminosas a frio

As misturas betuminosas a frio são produzidas em central, espalhadas e compactadas sem

necessidade de aquecimento prévio dos materiais. São compostas por uma mistura de agregados à

qual se junta uma emulsão betuminosa como ligante e, eventualmente, água e aditivos, de tal forma

que todas as partículas de agregados fiquem envolvidas por uma película de ligante, depois de

ocorrer a rotura (separação da água quimicamente e por evaporação).

Tradicionalmente são usadas na realização de camadas de pavimentos nas quais o tráfego não é

muito significativo e em camadas que não são de desgaste.

18

Em Portugal, as misturas betuminosas aplicadas a frio são designadas por: Agregado Britado de

Granulometria Extensa Tratado com Emulsão Betuminosa e Mistura Betuminosa Aberta a Frio.

Qualquer uma destina-se principalmente à construção de camadas de base e de regularização, de

estradas com tráfego reduzido, e ainda no reperfilamento de pavimentos existentes e no enchimento

de bermas.

c) Misturas com ligantes hidráulicos

Para pavimentos flexíveis, usam-se misturas de solo-cimento fabricadas em central, utilizadas em

camadas de sub-base, desde que se disponha de solos granulares com adequadas características

granulométricas e de homogeneidade.

Este tipo de mistura tem um comportamento que depende essencialmente:

• da dosagem e do tipo de ligante;

• do tipo do agregado (das suas características físicas e da sua granulometria);

• da compacidade da mistura;

• das condições de cura.

Previamente à aplicação dos materiais em obra deve ser realizado um estudo de formulação que

defina a composição da mistura, garantindo adequadas condições de compactação e satisfazendo os

requisitos mínimos relativos à sua resistência.

d) Rega de impregnação

A rega de impregnação consiste na aplicação de um ligante hidrocarbonado sobre uma camada

granular, realizada previamente à aplicação de camadas betuminosas ou de tratamentos superficiais.

Normalmente é aplicada entre a camada de base e a camada de sub-base, de forma a diminuir a

descontinuidade entre o material solto e o material ligado (Neves, 2007). O ligante empregue em

regas de impregnação pode ser um betume fluidificado ou uma emulsão betuminosa especial para

regas de impregnação do tipo catiónico ECI de baixa viscosidade (Jiménez, 2007).

e) Rega de colagem

A rega de colagem consiste na aplicação de uma emulsão betuminosa sobre uma camada tratada

com ligantes hidrocarbonados ou com ligantes hidráulicos, efectuada antes da colocação de uma

camada betuminosa sobre a primeira. Exceptuam-se os casos em que a camada betuminosa é um

revestimento superficial ou um microaglomerado a frio, em que não é aplicada rega de colagem.

Geralmente é aplicada na transição Desgaste – Regularização e Regularização – Base, para que as

camadas betuminosas funcionem como um todo.

O tipo de emulsão a empregar na rega de colagem é em geral ECR-1, não sendo usual, em Portugal

utilizar emulsões aniónicas (EAR-1) neste tipo de aplicação. Em camadas de desgaste com

espessura inferior a 40mm e em pavimentos destinados a tráfego muito intenso, recomenda-se que

sejam utilizadas emulsões betuminosas modificadas (Jiménez, 2007).

19

2.1.3 - Comportamento dos pavimentos flexíveis

A Figura 2.1 apresenta duas estruturas de pavimentos flexíveis: estrutura a), destinada a um tráfego

reduzido, considerando uma fundação com elevada capacidade de suporte, e estrutura b), esta

destinada a um tráfego intenso e com uma fundação de reduzida capacidade de suporte. Indica-se,

para cada camada, a sua espessura, o material que a constitui e valores típicos das suas

características de deformabilidade (módulo de deformabilidade e coeficiente de Poisson).

Mediante a aplicação de regas de colagem com ligantes betuminosos entre camadas, procura-se que

as camadas betuminosas fiquem coladas umas às outras, funcionando portanto como uma só

camada. Nestas condições de interface as camadas betuminosas no seu conjunto estão submetidas

a um estado de tensão que, no plano vertical, varia de uma tensão de compressão máxima na face

superior da camada de desgaste, até um valor máximo de tensão de tracção na face inferior da última

camada, como está representado na Figura 2.1, traço contínuo. Quando as camadas betuminosas se

encontram “descoladas” entre si, para cada uma delas ocorrem tensões máximas de compressão na

face superior e tensões máximas de tracção na face inferior (traço descontínuo). Esta situação

corresponde a um estado de tensão muito mais severo que o verificado com as interfaces “coladas”.

Como se vê, o modo de funcionamento de um pavimento flexível está dependente, não só das

características dos materiais de cada camada, mas também das respectivas condições de fronteira,

ou seja das respectivas interfaces.

Nos casos em que uma interface, considerada “colada” no projecto, passou a “descolada” podem

ocorrer duas situações que contribuem para a evolução acelerada das degradações do pavimento:

por um lado as tensões máximas de tracção na face inferior da última camada betuminosa podem ser

superiores às tensões admissíveis consideradas em projecto e, por outro lado, a camada de desgaste

pode estar submetida a esforços de tracção, para os quais não foi concebida.

Relativamente às camadas granulares, tendo em conta que estas não têm capacidade de resistir a

esforços de tracção, verifica-se uma variação dos esforços de compressão, que são máximos à

superfície e se reduzem em profundidade, em função das características resistentes das camadas

constituintes do pavimento.

20

Figura 2.1. Pavimento flexível: constituição e comportamento (Branco et al, 2006)

2.2 – Metodologias de projecto

As metodologias de projecto têm como finalidade escolher de entre várias, a estratégia de

investimento inicial e de conservação e reabilitação que melhor se adeqúe a uma determinada

situação. Estas estratégias são responsáveis por manter, durante a vida do pavimento, o nível de

serviço fixado inicialmente.

O estudo comparativo destas estratégias necessita de uma abordagem económica, tendo em conta, a

longo prazo, elementos aleatórios tais como, os Invernos rigorosos e o aumento do tráfego.

Este estudo consiste em comparar diferentes aspectos:

• os custos de construção, de conservação e reabilitação;

• as vantagens associadas principalmente ao reforço de segurança, aos ganhos de tempo, às

reduções de custos de funcionamento dos veículos e aos efeitos indirectos sobre a

economia.

A avaliação faz-se em termos de balanço actualizado e geralmente a estratégia encontrada é aquela

que minimiza os custos actualizados num período de análise.

As estratégias de investimento podem ser diferentes tendo em consideração a importância do

investimento inicial, observa-se sucessivamente os seguintes casos (LCPC e SETRA, 1994):

21

• um investimento inicial de construção elevado, correspondente a pavimentos concebidos para

uma longa duração, com um baixo risco na falha de limitações de uso e dano estrutural;

• um investimento inicial baixo, correspondente a uma duração mais curta e de risco de

interrupções de serviço mais elevadas;

• uma construção faseada.

2.2.1 - Investimento inicial elevado

Esta escolha corresponde ao objectivo de conceber pavimentos que não apresentem degradações

estruturais durante um longo período.

De acordo com as espessuras que resultam de um tal dimensionamento, a degradação desses

pavimentos será geralmente lenta, a menos que a camada de desgaste não garanta

convenientemente o seu papel de protecção da estrutura.

Estes pavimentos são portanto adaptados a uma política de nível de serviço elevado do ponto de

vista da regularidade do serviço prestado: fraco risco de interrupção de tráfego associado às

variações climáticas e constrangimentos aos utentes apenas durante o período de renovação da

camada de desgaste.

Há intervenção sempre que os indicadores do estado traduzem uma certa degradação do nível de

serviço antes que surjam degradações estruturais. Esta intervenção preserva por conseguinte o

capital de resistência mecânica da estrutura.

2.2.2 - Investimento inicial baixo

Por conseguinte, os pavimentos concebidos para durações curtas e de risco elevado tenderão a ver

as suas características mecânicas degradar rapidamente, mesmo que o nível de serviço inicial

(segurança e conforto) seja bom, devendo-se à fraca qualidade da realização e às fracas

características dos materiais escolhidos para a camada de desgaste.

No limite, pode-se imaginar:

• Conceber um investimento inicial que conduza a um limite aceitável para a vida da estrutura

do pavimento, a fim de obter uma duração que seja da ordem da durabilidade das

características de desgaste do pavimento.

• Realizar ao fim desse prazo uma conservação estrutural, com restabelecimento ao mesmo

tempo, das características de desgaste do pavimento.

A política de manutenção adoptada a este tipo de pavimentos é uma estratégia de intervenção

curativa, que só intervêm quando os limites de degradação da estrutura são atingidos.

2.2.3 - Construção faseada

Entre as duas estratégias extremas, poder-se-ão considerar estratégias de construção faseada.

22

Neste caso a espessura do corpo do pavimento é aumentada com reforços sucessivos, destinados a

adaptar a estrutura à evolução do tráfego e à sua agressividade (Figura 2.2).

Figura 2.2. Ilustração da estratégia de construção faseada (LCPC e SETRA, 1994)

A estratégia pode ser descrita deste modo:

• A estrutura inicial é concebida para um risco de cálculo moderado a fraco, como uma

estratégia de investimento inicial elevado, mas para uma duração mais curta, de modo que

ela não necessite de conservação estrutural geral durante este período.

• Em função do tráfego acumulado e das acções climáticas, o pavimento recebe

carregamentos sucessivos.

O nível de serviço que esta estratégia permite, pode ser bastante elevado, se as condições seguintes

forem respeitadas (LCPC e SETRA, 1994):

• o risco de cálculo ao fim da duração deve, em geral, manter-se moderado. Sendo ainda,

insuficientes os conhecimentos neste domínio, podemos estimar que um valor da ordem de

10 a 15% poderá constituir um máximo. No entanto, as degradações que afectam o conforto

e a segurança aparecerem provavelmente antes do fim da duração inicial;

• a plataforma de suporte do pavimento deve ser concebida para garantir desde a 1ª etapa,

uma protecção suficiente para resistir ao gelo/degelo. A redução do espessamento das

camadas de base e de desgaste deve ser compensada ao nível das camadas granulares;

• a evolução dos pavimentos deve ser regularmente vigiada a fim de realizar em tempo

oportuno, as intervenções de conservação e carregamento. O ponto sensível da solução de

construção faseada é efectivamente a grande vulnerabilidade de todo o tipo de atraso na

colocação das camadas de reabilitação, dando-se a aceleração das degradações,

comprometendo portanto o ganho económico gasto inicialmente.

23

A estratégia correspondente ao dimensionamento de pavimentos para uma duração longa e um risco

baixo, com conservação preventiva, é adequada para auto-estradas e estradas com tráfego elevado.

O objectivo da redução do incómodo para os utentes devido aos trabalhos, é tido em conta

actualmente, dai ser mais confortável esta escolha.

As estratégias de construção faseada podem revelar-se interessantes para as estradas com tráfego

médio e/ou a intenso crescimento, assim como em regiões com clima geralmente pouco rigoroso

(aspecto do comportamento gelo/degelo). Estudos técnico-económicos têm mostrado que as

estratégias de construção faseada, verificam globalmente mais consumo em materiais e em energia

que a solução de construção numa só fase. Este ponto pode apresentar alguma importância num

contexto de restrição de recursos e no aumento do custo dos produtos petrolíferos, como aquele que

se tem verificado nos últimos tempos.

Para partes da rede com baixo tráfego, ou de interesse económico secundário, o leque de escolhas

pode ser alargado a estratégias de investimento inicial fraco e conservação curativa.

Geralmente esta escolha não corresponde, portanto, a um óptimo económico (excepto caso de muito

reduzido tráfego), mas resulta em fortes constrangimentos orçamentais. (LCPC e SETRA, 1994)

2.3 - A prática de projecto em Portugal

Com o objectivo de apoiar e orientar a concepção de estruturas de pavimentos e respectivas

fundações a adoptar na construção de novas infra-estruturas rodoviárias, incluídas no Plano

Rodoviário Nacional, surge o Manual de Concepção de Pavimentos para a Rede Rodoviária Nacional

(MACOPAV), elaborado pela Junta Autónoma de Estradas em 1995.

A utilização deste manual, na selecção de uma estrutura de pavimento apropriada a um dado caso de

estudo, compreende as seguintes etapas:

• recolha e sistematização dos dados: tráfego, condições climáticas, fundação do pavimento e

materiais de pavimentação;

• definição das estruturas de pavimentos possíveis: estruturas de pavimento e perfis

transversais.

Neste sentido, uma vez que o Manual de Concepção abrange toda esta temática e apoia a pratica de

projecto em Portugal, este sub capítulo é essencialmente baseado nele.

2.3.1 – Dados de projecto

a) Tráfego

Para o dimensionamento dos pavimentos rodoviários apenas é considerado o efeito do tráfego de

veículos pesados. Considera-se veículo pesado, aquele cujo peso bruto é igual ou superior a 3 tf, e

que de acordo com a metodologia das contagens de tráfego efectuadas pela Junta Autónoma de

Estradas, pertencem às classes F, G, H, I, J e K (JAE, 1995).

24

Como o pavimento deve assegurar a circulação de tráfego em dadas condições durante o período de

dimensionamento, a verificação da capacidade de carga dos pavimentos é feita com base no número

acumulado de veículos pesados (NAVP) que se prevê irão circular sobre o pavimento durante aquele

período, considerando-se:

• o tráfego médio diário anual de veículos pesados no ano de abertura, por sentido de

circulação, na via mais solicitada por esses veículos;

• o período de dimensionamento;

• a taxa média de crescimento anual de veículos pesados no período de dimensionamento;

• a distribuição do tráfego pelas vias existentes num dado sentido.

Como se verá, a partir do número acumulado de veículos pesados (NAVP), determina-se o número

equivalente de passagens de um eixo padrão, com base num factor de agressividade do tráfego

pesado.

Tráfego médio diário anual de veículos pesados

Tendo em vista uma sistematização das estruturas do pavimento, o Manual de Concepção considera

8 classes para o tráfego médio diário anual de veículos pesados. A sua escolha baseou-se numa

análise estatística do tráfego na rede rodoviária nacional, satisfazendo na sua globalidade às

situações reais da procura nesta rede, e teve em consideração os intervalos utilizados para o mesmo

efeito noutros países.

Distribuição do tráfego pelas vias

A circulação do tráfego pesado, embora se faça predominantemente na via situada mais à direita,

pode repartir-se pelas vias existentes num dado sentido, caso exista mais do que uma. No caso de

duas ou mais vias no mesmo sentido poderão considerar-se as percentagens indicadas no Quadro

2.7.

Quadro 2.7. Percentagem do tráfego na via mais solicitada (JAE, 1995)

Nº de vias Via mais solicitada

2 90

3 ou mais 80

Período de dimensionamento

O dimensionamento de um pavimento visa assegurar adequadas condições de circulação do tráfego

durante um dado período, que se designa por período de dimensionamento, minimizando a

necessidade de obras de conservação nesse período. As condições de circulação envolvem os

aspectos de segurança, economia e conforto que são proporcionados aos utentes.

Para os pavimentos flexíveis e semi-rígidos consideram-se períodos de dimensionamento de 20

anos, para os pavimentos rígidos o período adoptado é de 30 anos.

Para as classes de tráfego T5, T6 e T7, os períodos de dimensionamento podem ser inferiores aos

referidos anteriormente, podendo adoptar-se um valor entre 10 e 15 anos. Além disso, para as

25

mesmas classes de tráfego, poderá ter interesse económico a adopção de uma construção faseada,

ajustada à evolução do tráfego e/ou das condições de serviço, conforme já referido anteriormente.

Taxa média de crescimento anual

A avaliação da taxa de crescimento anual do tráfego pesado deve ser realizada com base em estudo

específico, onde seja, ponderados os diversos aspectos condicionantes da sua evolução ao longo do

período de dimensionamento.

Para as diferentes classes de tráfego, e em situações onde não se disponha de estudo específico,

consideram-se taxas geométricas médias anuais de crescimento, durante o período de

dimensionamento.

Factor de agressividade

Para exprimir o efeito de um dado número acumulado de passagens de veículos pesados com

características muito diversas, faz-se a sua conversão em passagens equivalentes de um eixo

padrão, adoptando-se, para tal, factores de agressividade, cujos valores são definidos no Manual de

Concepção em função do (TMDA)p.

Os factores de agressividade médios resultam da análise de valores obtidos em estações de

pesagem, e tiveram em atenção a ocorrência de eixos sobrecarregados, sobretudo nos itinerários de

maior volume de tráfego pesado.

Em Portugal, tal como em muitos outros países, é utilizado frequentemente, no caso dos pavimentos

flexíveis, o eixo padrão de 80 kN. Outros países (Espanha, França, e também nalgumas situações em

Portugal) usam o eixo padrão de 130 kN, mais próximo das cargas máximas legais dos eixos simples

(Branco et al, 2006).

No Manual de Concepção foi adoptado o eixo padrão de 80 kN para avaliar o tráfego de

dimensionamento de pavimentos flexíveis e o eixo padrão de 130 kN para o de pavimentos semi-

rígidos.

Numero acumulado de eixos padrão

Tendo em conta os valores admitidos para a taxa média de crescimento anual e para o factor de

agressividade, o tráfego acumulado de eixos padrão durante o período de dimensionamento (Ndim),

correspondente às varias classes de tráfego, é dado por:

pCTMDAN p ××××= α)(365dim (2.1)

em que:

C é o factor de crescimento do tráfego, sendo dado por: tp

tC

p

×−+

=1)1(

t é a taxa média de crescimento anual do tráfego pesado

α é o factor de agressividade do tráfego

p é o período de dimensionamento

26

No Quadro 2.8 apresentam-se os elementos relativos às várias classes de tráfego, com a indicação

do número acumulado de eixos padrão de 80 kN, a considerar, respectivamente, no caso de

pavimentos flexíveis.

Quadro 2.8. Elementos relativos ao tráfego (JAE, 1995)

Classe (TMDA)p

Taxa de

crescimento médio

( t )

Pavimentos flexíveis

Factor de agressividade

(α )

dim

80N

(20 anos)

T7 <50 estudo específico

T6 50 – 150 3

2 2x106

T5 150 – 300 3 8x106

T4 300 – 500 4

4 2x107

T3 500 – 800 4,5 4x107

T2 800 – 1200 5

5 7x107

T1 1200 – 2000 5,5 108

T0 >2000 estudo específico

Posteriormente, para fazer a análise estrutural do pavimento há, porem, que definir a geometria das

cargas que sobre ele actuam.

O eixo padrão é um eixo simples, tendo em cada extremo um rodado, usualmente considerado como

tendo duas rodas gémeas, afastadas uma da outra de uma distância “L” (Figura 2.3).

Este rodado é considerado para traduzir a solicitação do tráfego para efeitos de dimensionamento do

pavimento. A área “A” de contacto de cada roda com o pavimento é aproximadamente elíptica, com

os dois eixos pouco diferentes; por simplicidade considera-se como circular de raio “r”. A pressão “p”

de contacto toma-se como sendo igual à pressão de enchimento dos pneus. Conhecida a carga “P”

do eixo padrão, cada roda descarrega a carga P/4 distribuída por uma área dada por P/4p (Branco et

al, 2006).

Figura 2.3. Representação das acções de um eixo padrão sobre o pavimento (Branco et al, 2006)

Dois métodos de dimensionamento empírico-mecanicista de uso comum em Portugal, o Método da

Shell e o Método de Nottingham consideram, para o eixo padrão de 80 kN:

• Shell: L = 105 mm, p = 0,6 MPa e r ≈ 105 mm;

• Notingham: L = 150 mm, p = 0,5 MPa e r = 113 mm.

Para o eixo padrão de 130 kN é frequente adoptar:

27

L = 125 mm, p = 0,662 MPa e r = 125 mm

b) Condições climáticas

Os pavimentos são estruturas muito expostas às acções climáticas. As condições ambientais são,

pois, um factor importante no dimensionamento, condicionando os trabalhos de construção e

conservação dos pavimentos, e também a segurança da circulação rodoviária.

Os factores climáticos que mais influenciam o comportamento dos pavimentos são os factores

térmicos e os factores hídricos.

Factores hídricos

As condições hídricas afectam o estado de humidade das camadas granulares e do solo de

fundação, e condicionam deste modo o seu comportamento mecânico.

O Manual de Concepção admite a existência de um adequado sistema de drenagem (superficial e

interna) que permite considerar, para as camadas granulares e para o solo de fundação, um

comportamento mecânico corrente. Nas camadas granulares, se o sistema de drenagem da estrada

estiver a funcionar convenientemente e se não estiverem fendilhadas as camadas betuminosas do

pavimento, a variação do teor em água nessas camadas é pouco importante.

A variação do teor em água da fundação dos pavimentos é tida em conta ao fixar as suas

características de resistência e deformabilidade, tomando-se em geral as correspondentes às

situações de teor em água, mais desfavoráveis.

Factores térmicos

Nos pavimentos flexíveis, as condições térmicas afectam as propriedades mecânicas das misturas

betuminosas, por isso, considera-se a influência da temperatura nas propriedades das misturas

betuminosas, designadamente o efeito de temperaturas elevadas na evolução das deformações

permanentes resultante da acção do tráfego.

Segundo o Manual de Concepção, o país é dividido em três zonas designadas por temperada, média

e quente, em função das temperaturas máximas que ocorrem no período estival. Em função do tipo

de camada do pavimento (desgaste, regularização e base) e da classe de tráfego, é recomendado

uma determinada classe de betume a empregar.

As classes de betumes indicadas no manual são as recomendadas em face da experiência de uso de

misturas betuminosas empregando betumes tradicionais. Caso se pretenda aplicar betumes

modificados com polímeros ou betumes de penetração mais reduzida, deverão ser estimados os

respectivos módulos de deformabilidade e corrigidas as espessuras indicadas.

Para efeitos de dimensionamento, estabelece-se uma temperatura representativa, designada por

“temperatura de serviço”, cuja determinação é possível por vários métodos, como por exemplo o

Método da Shell.

28

c) Fundação do pavimento

Classes de fundação

Entende-se por fundação de um pavimento o conjunto das camadas onde este está apoiado,

incluindo, para além da camada do leito do pavimento, os terrenos subjacentes.

Para o seu dimensionamento devem analisar-se as características dos terrenos até à profundidade

de um metro.

De acordo com o Manual de Concepção, são consideradas quatro classes de fundação do

pavimento, tal como indicado na Quadro 2.9.

Quadro 2.9. Classes de fundação (JAE, 1995)

Classes de fundação Módulo da fundação (MPa)

Classes de tráfego Gama Valor de cálculo

F1 > 30 a ≤ 50 30 T5, T6

F2 > 50 a ≤ 80 60 T3, T4, T5, T6

F3 > 80 a ≤ 150 100 T1, T2, T3, T4, T5, T6

F4 > 150 150 T1, T2, T3, T4, T5, T6

Cada classe de fundação é definida por um módulo médio, nominal, que assume os valores de 30

MPa (F1), 60 MPa (F2), 100 MPa (F3) e 150 MPa (F4), sendo recomendado o uso destes valores nos

cálculos de dimensionamento dos pavimentos. A sua aplicabilidade às diversas classes de tráfego

define condições mínimas mais exigentes no caso das vias mais solicitadas.

Classes de terrenos

Na espessura que constitui a fundação de um dado pavimento podem existir diversos terrenos (em

escavação ou aterro), que, no caso mais usual, se podem considerar compreendidos em seis classes

de terrenos de fundação (S0, S1, S2, S3, S4, S5).

As classes de terrenos foram estabelecidas tendo em conta os materiais usualmente encontrados, e

expressos em termos do valor de CBR para as condições mais desfavoráveis previsíveis em obra e

após entrada em serviço.

Tendo em vista a larga experiência da utilização da Classificação Unificada de Solos, contida na

especificação American Society of Testing Materials (ASTM) D 2487, é apresentado no Manual de

Concepção a previsível inclusão dos diversos tipos de solo daquela classificação, nas classes de

terrenos, bem como a previsível reutilização dos diversos tipos de terrenos na execução do corpo dos

aterros, no leito do pavimento e em sub-base, tendo em atenção as suas características mais

importantes no domínio da sua aplicabilidade em obras rodoviárias.

As camadas de leito do pavimento podem ser realizados em:

• solos arenosos seleccionados, dos grupos S2, S3 e S4;

• seixo do grupo S4;

• material granular britado com características idênticas às da sub-base granular britada;

• material granular britado 0/5 mm.

29

Em algumas situações poderá ser considerado técnico-economicamente adequado recorrer ao

tratamento in situ de solos, em particular para mitigação de impactes ambientais. Estes solos podem

ser tratados com cimento e/ou cal.

Entre os materiais disponíveis economicamente para uso no leito do pavimento, a escolha do que se

deve usar e a espessura da respectiva camada dependem, naturalmente, da qualidade (tipo) de solo

sobre o qual o leito é construído e da capacidade de suporte que se pretende obter para a fundação.

Pela natureza dos terrenos ocorrentes na maior parte do nosso país, é mais frequente utilizar, no leito

do pavimento, solos seleccionados ou materiais granulares britados (“tout-venant”).

Ainda no Manual de Concepção, partindo da classe de terreno existente, indicam-se as espessuras

de materiais não ligados ou tratados com cal ou ligantes hidráulicos a utilizar no leito do pavimento,

para a obtenção da classe de fundação pretendida.

2.3.2 - Dimensionamento

a) Abordagem na perspectiva dos pavimentos novos

Os métodos de dimensionamento de pavimentos destinam-se a fixar os materiais a empregar e as

espessuras das camadas dos pavimentos tendo em atenção as variáveis de projecto. Estes métodos

podem classificar-se em dois grupos, consoante a forma como foram estabelecidos: os métodos

empíricos, baseados exclusivamente na observação do comportamento de pavimentos de troços

experimentais, e os métodos analíticos, que têm como base a modelação do comportamento dos

pavimentos, relacionando os estados de tensão e de deformação induzidos pelo tráfego e pelas

acções climáticas, com o desenvolvimento de degradações estruturais.

A partir da aplicação de métodos analíticos, algumas Administrações Rodoviárias, designadamente a

Portuguesa (actualmente Estradas de Portugal, EP), têm vindo a estabelecer procedimentos mais

simplificados para a concepção dos pavimentos, recorrendo à elaboração de catálogos de secções

de pavimentos, aos quais está subjacente a aplicação de determinado método de dimensionamento,

e a experiência da própria Administração.

Em Portugal, como referido anteriormente, foi desenvolvido em 1995 um Manual de Concepção de

Pavimentos para a Rede Rodoviária Nacional, que inclui um catálogo de secções de pavimentos.

A utilização desse catálogo de secções de pavimentos tem como vantagem a sistematização de

soluções de referência para as estruturas de pavimentos, tendo em conta a experiência adquirida

pela Administração. Não deve no entanto, ser encarada como uma restrição à liberdade do projectista

para propor a adopção de soluções não contempladas no catálogo, que porventura sejam

consideradas mais adequadas face às variáveis de projecto.

Observa-se que o próprio Manual de Concepção recomenda que na fase de projecto de execução se

proceda ao dimensionamento dos pavimentos pela metodologia da análise estrutural.

O dimensionamento de pavimentos rodoviários consiste, genericamente, nos seguintes passos:

30

1. Estabelecimento da espessura das camadas e composição dos materiais que as constituem.

As estruturas novas mais comuns na pavimentação rodoviária portuguesa são constituídas por:

• camada de desgaste em betão betuminoso (geralmente com 5cm de espessura, embora

possa ter 4cm para tráfego leve, classes T5 e T6 ou inferiores, ou 6cm para tráfego intenso,

classes T2 e T1 ou superiores);

• camada de regularização ou de base (depende da espessura) em mistura betuminosa densa

ou macadame betuminoso;

• camada de sub-base constituída por uma ou duas camadas granulares de agregado britado

de granulometria extensa, geralmente com espessura de 15 ou 20cm (total de 30 ou 40cm no

caso da existência de duas camadas);

• essa estrutura assenta no solo de fundação, que em caso de necessidade pode ter

características melhoradas no topo, executando-se um leito de pavimento.

2. Definição do número de eixos padrão, Np, que vai solicitar o pavimento durante a vida útil

considerada (geralmente 20 anos para pavimentos flexíveis novos) e a temperatura de serviço,

para o local de dimensionamento.

3. Cálculo da rigidez do betume.

4. Cálculo do módulo de deformabilidade, (Em), das misturas betuminosas.

5. Fixação do módulo de deformabilidade da fundação.

6. Estimativa do módulo de deformabilidade da sub-base.

7. Com as camadas completamente caracterizadas mecanicamente e conhecendo as suas

espessuras de partida, efectua-se o cálculo do estado de tensão-deformação, usando um dos

programas de cálculo automático à disposição (por exemplo o BISAR). Obtém-se com este

cálculo as extensões relevantes: extensão de tracção na base das camadas betuminosas, no

sentido da progressão do tráfego (critério da fadiga); extensão vertical de compressão, no topo da

fundação (critério de deformação permanente).

8. Com as extensões determinadas no passo anterior, segue-se o cálculo do número de eixos

padrão que o pavimento suporta (eixos padrão admissíveis, Na) para o critério da fadiga e para o

critério de deformação permanente.

9. Conhecendo o número de eixos padrão Np, que previsivelmente solicita a estrutura (passo 2) e o

número de eixos padrão admissíveis, Na, pode obter-se a percentagem de resistência que se

gasta, ou seja, o dano D:

100×=Na

NpD (%) (2.2)

Se D> 100% haverá subdimensionamento e se D <80% haverá sobredimensionamento.

Geralmente, intervém-se na espessura da camada que se dimensiona, camada de regularização

ou camada de base, já que a espessura das outras é habitualmente fixa. Com isto altera-se a

temperatura de serviço nas misturas betuminosas, que é diferente para diferentes profundidades.

31

Com este novo valor, repetem-se o 3º passo e seguintes até chegar a um dimensionamento

conveniente.

Os seis primeiros passos constituem o pré-dimensionamento, os restantes passos referem-se à

análise estrutural.

O processo descrito está resumidamente caracterizado no Anexo 1.

b) Abordagem na perspectiva da reabilitação

Quando, por outro lado, estamos perante um pavimento já existente, torna-se por vezes necessário

proceder à sua reabilitação. Esta reabilitação surge quando o pavimento deixa de oferecer a

qualidade de serviço esperada, estando na iminência de iniciar um estado de ruína, e consiste no

aumento da capacidade resistente do pavimento através do dimensionamento da espessura de

camadas de reforço.

Existem dois métodos que permitem dimensionar, no âmbito duma acção de reabilitação, a

espessura de camadas betuminosas de reforço dum pavimento flexível. O primeiro que se vai

designar por “procedimento baseado nas deflexões reversíveis”, é uma metodologia desenvolvida e

aplicada pelo LNEC nos finais dos anos 60, tendo entretanto conhecido sucessivas transformações.

O outro, de estrutura bastante mais simples, foi desenvolvido pelo Asphalt Institute (AI, 1983) e

designa-se por “procedimento baseado nas espessuras efectivas”.

Este último não será objecto da dissertação, pois não é utilizado correntemente em Portugal.

Para fazer a análise no procedimento baseado nas deflexões reversíveis que permitirá definir a

espessura da camada de reforço, é necessário conduzir, primeiramente, uma campanha de ensaios

de carga que permitam a avaliação da capacidade de carga do pavimento a reforçar, e em seguida

efectuar a estimativa do tráfego que solicitará o pavimento até à saída de serviço.

Estes ensaios podem ser efectuados por alguns equipamentos, no entanto o Deflectómetro de

Impacto é o equipamento que mais se utiliza para a observação da capacidade de suporte ao nível de

projecto.

Realizados os ensaios de carga e recolhida a informação descrita, é necessário fazer o tratamento

dos dados obtidos, no sentido de estabelecer os trechos do pavimento uniforme do ponto de vista da

capacidade de carga e, dentro de cada um, o local ou locais mais representativos. Para cada local

seleccionado é preciso conhecer a estrutura de pavimento ensaiada, e isso consegue-se por meio de

carotes colhidas e por poços abertos no bordo do pavimento.

Conhecendo-se o tipo e valor da carga que provocou um determinado deflectograma, num pavimento

com espessura e composição das camadas conhecida, e admitindo certas características mecânicas

para as camadas, é possível estabelecer uma deformada do pavimento semelhante ao deflectograma

seleccionado, recorrendo a um programa de cálculo do estado de tensão-deformação (como o

BISAR), geralmente considerando comportamentos elástico-lineares. As características mecânicas

das camadas de pavimento podem, numa primeira aproximação, ser estimadas da mesma forma

32

como o dimensionamento de estruturas de pavimento novas ou com base nos ensaios dos materiais

recolhidos nos poços.

Quando os deflectogramas medido e calculado são semelhantes, pode admitir-se que as

características mecânicas do pavimento que deram origem ao deflectograma calculado são muito

próximas das características mecânicas que o pavimento apresentava na altura da realização do

ensaio de carga. Pode dizer-se que a característica mecânica determinante é o módulo de

deformabilidade, pois é o parâmetro que caracteriza o comportamento estrutural do trecho de

pavimento em análise.

Assim sendo, para estabelecer a espessura duma camada de reforço, conhecendo o comportamento

previsível da estrutura existente, pode recorrer-se a um processo semelhante ao do dimensionamento

analítico dum pavimento novo.

A camada de reforço deve possuir uma espessura e características suficientes para diminuir a

extensão de tracção induzida pelo tráfego na base das camadas betuminosas do pavimento original,

controlando desse modo a ruína por fadiga das camadas betuminosas existentes, bem como diminuir

a extensão de compressão no topo do solo de fundação, diminuindo a possibilidade de assentamento

à superfície, controlando deste modo a ruína por deformação permanente.

A principal dificuldade deste procedimento é a representatividade dos deflectogramas dos locais

escolhidos para traduzir o comportamento do pavimento. Esta dificuldade está relacionada com as

condições termo-higrométricas existentes na altura da obtenção da capacidade de carga, já que a

temperatura das camadas betuminosas condiciona o seu comportamento, tal como o teor em água no

caso das camadas granulares e solo de fundação. Deve portanto haver uma interpretação cuidada da

caracterização que é possível efectuar, ponderando essa interpretação com a experiência de

realização de reabilitação em pavimentos flexíveis.

2.4 - Conservação e reabilitação de pavimentos

2.4.1 – Patologia dos pavimentos flexíveis

Após a sua construção e entrada em serviço, o estado dos pavimentos vai evoluindo, quer devido à

acção da passagem do tráfego, quer por acção dos agentes atmosféricos (Antunes, 2005).

A degradação pode ser do tipo estrutural ou funcional, sendo um fenómeno inerente a qualquer

pavimento.

A degradação do tipo estrutural está relacionada com o colapso da estrutura do pavimento ou com a

fadiga de um ou mais componentes de tal ordem que o pavimento se torna incapaz de suportar as

cargas impostas. A degradação do tipo funcional acontece quando o pavimento perde a capacidade

de proporcionar uma circulação suficientemente segura e cómoda, associada à degradação das

características superficiais, mais especificamente, da camada de desgaste.

33

O processo de evolução das degradações de um pavimento apoia-se no “princípio da cadeia das

consequências”, em que uma degradação não evolui isoladamente no tempo, dando origem a outras

degradações, ou seja, inicia-se uma actividade em ciclo, onde as diferentes degradações interferem

mutuamente (Pereira e Miranda, 1999).

As principais causa das degradações dos pavimentos flexíveis estão relacionadas com factores como

a intensidade do tráfego, as acções climáticas, as deficiências dos materiais, deficiências de projecto

ou da qualidade de execução.

As patologias referentes aos pavimentos flexíveis podem ser agrupadas em quatro grandes grupos:

deformações; fendilhamento; desagregação e polimento da camada de desgaste; e movimento

de materiais.

De acordo com o novo “Catálogo de Degradações elaborado pelas Estradas de Portugal” (EP, 2006)

as reparações observáveis na camada de desgaste também são consideradas patologias, por

melhor que estejam executadas, criam descontinuidades e tornam-se locais susceptíveis ao

surgimento de novas patologias.

A seguir, para cada grupo de degradações, são caracterizados os diferentes tipos de patologias.

a) Deformações

As deformações podem ser divididas em abatimento, ondulação, deformações localizadas e rodeiras,

e devem-se na sua maioria a factores de degradação como as condições de drenagem, a capacidade

de suporte da fundação e a camadas estruturais de reduzida compacidade (Branco et al, 2006), tal

como se apresenta no Quadro 2.10.

Quadro 2.10. Tipos de deformações associadas a pavimentos flexíveis (Branco et al, 2006)

Abatimento

Longitudinal – pode localizar-se ao longo do pavimento junto à berma ou ao longo do eixo da faixa de rodagem.

Berma – pode resultar de uma redução da capacidade de suporte das camadas granulares e do solo de fundação, relacionada com a entrada de água através da berma ou da interface berma-pavimento.

Eixo – ocorre quando existe um fendilhamento ao longo do eixo, resultando uma redução da capacidade de suporte por infiltração de água até às camadas inferiores granulares e ao solo de fundação, ou problemas de construção da camada superficial de desgaste.

Transversal – tem uma localização dependente da ocorrência de situações patológicas ao nível das camadas inferiores, em particular no solo de fundação e camadas granulares.

Deformações localizadas – alterações de nível do pavimento, formando depressões ou alteamentos, podendo surgir isoladamente em diferentes pontos do pavimento; podem resultar da falta de capacidade do solo de fundação, contaminação localizada das camadas granulares, capacidade deficiente em zonas pontuais do pavimento, em particular das camadas granulares, e à rotura de canalização.

Ondulação – deformação transversal que se repete com uma determinada frequência ao longo do pavimento; pode ocorrer nas camadas de desgaste constituídas por revestimento superficial, devido a deficiências na distribuição do ligante; pode verificar-se também em camadas de betão betuminoso onde ocorra o arrastamento da mistura por excessiva deformação plástica, devido à acção do tráfego; pode também ter como causa a deformação da fundação.

Rodeiras – deformações transversais localizadas ao longo da zona de passagem dos rodados dos veículos, podendo ser de grande ou de pequeno raio; podem ter como causas a compactação insuficiente das camadas em geral, a capacidade deficiente das camadas granulares e da fundação, com ocorrência de deformações

34

permanentes (rodeiras de grande raio) ou mesmo a presença de misturas betuminosas com reduzida resistência à deformação plástica (rodeiras de pequeno raio).

b) Fendilhamento

O fendilhamento apenas ocorre nas camadas constituídas por misturas betuminosas, sendo o tipo de

degradação mais frequente neste tipo de pavimentos. O quadro 2.11 descreve os tipos de

fendilhamento associados a pavimentos flexíveis.

Quadro 2.11. Tipos de fendilhamento associados a pavimentos flexíveis (Branco et al, 2006)

Fendas

Fadiga – fendas irregulares localizadas na zona de passagem dos rodados dos veículos, geralmente iniciadas na direcção longitudinal, progredindo na direcção transversal e noutras direcções irregulares; podem ser isoladas e ramificadas, consoante a menor ou maior fase de desenvolvimento respectivamente; as causas possíveis são a fadiga das camadas betuminosas, a falta de capacidade de suporte das camadas granulares e do solo de fundação, camada de superfície com qualidade deficiente dos materiais.

Longitudinais – fendas paralelas ao eixo da estrada, localizadas geralmente ao longo da zona de passagem dos veículos e por vezes junto ao eixo; as causas possíveis são a deficiência da junta longitudinal de construção, a drenagem deficiente, originando diferencial de capacidade de suporte junto à berma e/ou misturas betuminosas muito rígidas originando abertura de fendas por retracção.

Transversais – fendas sensivelmente perpendiculares ao eixo da estrada, isoladas ou com um espaçamento variável, abrangendo parte ou toda a largura da faixa de rodagem; podem ser resultantes de uma deficiência da junta transversal de construção, da retracção térmica da camada de desgaste ou mesmo da capacidade de suporte diferencial da fundação.

Pele de crocodilo – fendas que formam entre si uma malha de dimensão variável, localizada inicialmente na zona de passagem dos rodados dos veículos abrangendo progressivamente toda a largura da via de tráfego; resultante da evolução das fendas ramificadas; as causas podem ser as mesmas que foram anteriormente descritas para as fendas de fadiga.

Outro tipo de fendilhamento que nos últimos anos tem vindo a ser observado nos pavimentos de

elevada espessuras das camadas betuminosas é o “fendilhamento com origem à superfície”, o qual

se inicia na superfície do pavimento e progride em profundidade, sem, no entanto, atingir a base das

camadas betuminosas. Para a sua origem podem ser indicadas diversas causas, como as

deficiências do processo construtivo (deficiente compactação e segregação das misturas

betuminosas) e a agressividade do tráfego pesado (pneus de base larga e elevada pressão de

enchimento) traduzida por elevadas tensões de tracção na superfície (Freitas, 2004).

c) Desagregação e polimento da camada de desgaste

A desagregação da camada de desgaste traduz-se na perda de qualidade superficial. Esta

degradação resulta fundamentalmente da deficiente ligação entre os diferentes componentes de uma

mistura betuminosa, da falta de estabilidade dessa ligação, de deficiências na execução da camada

de desgaste, da segregação dos inertes em central durante o transporte ou na sua colocação, de

betume deficiente, da presença de água (insuficiente secagem dos inertes) além de condições de

temperatura desfavoráveis na fase de execução (temperaturas muito reduzidas) que afectam a

compacidade da camada (Quadro 2.12).

35

Quadro 2.12. Tipos de desagregação da camada de desgaste em pavimentos flexíveis (Branco et al, 2006)

Desagregação superficial – arranque de uma das fracções do agregado, geralmente a mais grossa ou perda do mastique (finos, filer e ligante betuminoso).

Pelada (descamação) – desprendimento em forma de placa, da camada de desgaste, relativamente à camada inferior; as causas mais influentes podem ser a espessura reduzida da camada de desgaste, uma deficiente ligação entre esta e a camada betuminosa seguinte ou até a falta de estabilidade da camada de desgaste.

Ninhos (covas) – cavidades de forma arredondada localizadas na camada de desgaste, podendo progredir para as camadas inferiores; as causas possíveis são a evolução de outras degradações, em particular do fendilhamento, a deficiente qualidade dos materiais da camada de desgaste e/ou uma zona localizada com deficiente capacidade de suporte.

Polimento dos agregados – desgaste por abrasão, geralmente da fracção grossa do agregado, conferindo à superfície do pavimento um aspecto polido e brilhante.

d) Movimento de materiais

O movimento de materiais resulta da movimentação de materiais constituintes das camadas

betuminosas ou granulares, ou da fundação através das camadas do pavimento. Os tipos de

movimento de materiais associados a pavimentos flexíveis são apresentados no Quadro 2.13.

Quadro 2.13. Tipos de movimento de materiais associados a pavimentos flexíveis (Branco et al, 2006)

Exsudação – migração à superfície do ligante betuminoso na camada de desgaste, em particular na zona de passagem dos rodados dos veículos, conferindo-lhe um aspecto negro e brilhante; pode resultar de um excesso de ligante (consequente envolvimento dos agregados grossos e redução da macrotextura), de contaminação por rega de colagem excessiva, por ligante de reduzida viscosidade e/ou mistura betuminosa de reduzida estabilidade submetida a tráfego intenso e temperaturas elevadas.

Subida (ou bombagem) de finos – manchas de cor esbranquiçada, devidas à presença de finos, provenientes das camadas granulares e do solo de fundação, inicialmente junto às fendas, evoluindo para toda a superfície da camada de desgaste; a causa possível é a drenagem deficiente do pavimento, que promove a ascensão da água desde do solo de fundação, passando pelas camadas granulares e pelas camadas betuminosas fendilhadas, até à superfície do pavimento, arrastando consigo os finos, à passagem dos veículos.

2.4.2 – Observação de pavimentos

a) Características alvo de avaliação

A informação sobre o estado da superfície e da estrutura dos pavimentos constitui um requisito

essencial à eficaz gestão de uma rede rodoviária, constituindo, a observação de pavimentos, a

actividade essencial à manutenção de qualquer base de dados rodoviária.

As características alvo de avaliação, também denominadas parâmetros de estado, têm a função de

caracterizar o estado funcional (superficial) e estrutural de determinado pavimento num dado instante

de tempo.

A avaliação do estado estrutural de um pavimento está relacionada com a determinação do seu nível

de desempenho mecânico (capacidade de suportar as cargas para que foi projectado), tendo em

conta factores como o tráfego e as condições climáticas (Freitas e Pereira, 2001).

A avaliação do estado funcional do pavimento tem por objectivo definir se este apresenta um nível de

serviço adequado às exigências dos utentes, permitindo que a circulação se faça, nomeadamente,

em condições de segurança, conforto, economia e qualidade ambiental (Freitas e Pereira, 2001).

36

Frequentemente, verifica-se que os pavimentos apresentam uma degradação prematura da sua

qualidade, quer estrutural, quer funcional (Freitas e Pereira, 2001).

As características que devem ser avaliadas e que permitem a determinação do desempenho de um

pavimento são as seguintes: degradações superficiais, deflexão; irregularidade longitudinal e

transversal; atrito transversal e longitudinal; textura superficial; drenagem e ruído.

Degradações superficiais

O estado superficial é avaliado consoante as degradações observáveis à superfície, que são

fundamentais para a análise da qualidade do estado não só funcional como estrutural do pavimento.

A identificação das patologias, observáveis na superfície dos pavimentos, permite determinar as

causas que estão na origem do seu aparecimento e associar a sua existência à influência que terão

sobre outros parâmetros de avaliação.

Capacidade estrutural

A capacidade estrutural pode ser avaliada consoante as deflexões registadas (assentamentos

observáveis à superfície do pavimento) quando o pavimento é submetido a um determinado

carregamento (ensaios de carga).

Os resultados dos ensaios de carga (valores de deflexões) permitem determinar a capacidade

estrutural do conjunto do pavimento e da fundação, ao mesmo tempo que permitem avaliar a

contribuição de cada camada para o comportamento estrutural tendo em conta as deflexões medidas

a várias distâncias do ponto de aplicação da carga das várias camadas constituintes.

Textura superficial

A textura da superfície da camada de desgaste de um pavimento desempenha um papel

determinante para a sua qualidade funcional, principalmente no que está relacionado com os

seguintes aspectos:

• desenvolvimento das forças de atrito no contacto pneu/pavimento em condições

desfavoráveis – piso húmido ou molhado;

• resistência ao movimento (consumo de combustível);

• desgaste dos pneus por micro-deslizamento da borracha no contacto pneu/pavimento;

• ruído de baixa frequência, no interior e no exterior dos veículos;

• vibrações transmitidas pela coluna de direcção ao volante e ao interior dos veículos (Branco

et al, 2006).

A textura tem, desta forma, influência no que respeita à segurança, ao custo de operação dos

veículos, ao conforto, e ao ambiente, o que torna esta característica de avaliação muito importante.

A textura de um pavimento é determinada pelas suas irregularidades superficiais, que vão desde os

mais finos detalhes da microtextura, passando pelas particularidades da macrotextura, até às maiores

37

ondulações da megatextura (Pinto, 2003). A distinção entre os vários tipos de domínios ou escalas de

texturas é função do comprimento de onda considerado.

Irregularidade longitudinal e transversal

A irregularidade corresponde a uma gama de comprimentos de onda superiores a 0,5 m, e está

relacionada com defeitos geométricos da camada de desgaste. Pode ser observada tanto

longitudinalmente como transversalmente (Fontul, 2006).

A irregularidade do perfil longitudinal pode ser devida a desnivelamentos da superfície do pavimento

em relação ao seu perfil longitudinal teórico ou a defeitos da superfície do pavimento, que como

consequência podem afectar a segurança, o conforto e os custos de circulação dos veículos

(FORMAT, 2004). Ao longo de um trecho de pavimento podem ser identificados diferentes tipos de

irregularidade longitudinal.

A irregularidade do perfil transversal é uma característica importante a avaliar, visto ser fundamental

para assegurar um bom desempenho da estrada, e para além de poder afectar as condições de

conforto, é factor de degradação da segurança quando a superfície do pavimento se encontra

molhada. Este parâmetro é, geralmente, um bom indicador da degradação superficial do pavimento,

nomeadamente quando se verifica a existência de rodeiras (FORMAT, 2004).

O principal objectivo para avaliar esta característica consiste em determinar a profundidade máxima

das rodeiras, a partir da análise do perfil transversal.

Considera-se que a irregularidade é a característica que mais influência a opinião do utente em

relação ao nível de qualidade do pavimento (Yoder & Witczak, 1975).

Atrito

O atrito entre os pneumáticos e a superfície do pavimento representa um parâmetro importante, uma

vez que está associado, fundamentalmente, à segurança de circulação dos veículos.

Este parâmetro é de carácter evolutivo no tempo e depende de vários factores. Alguns estão

inerentes ao tipo e ao estado do pavimento, outros são da responsabilidade do condutor (tipo e

estado dos pneus relacionado com o grau de desgaste, a pressão de enchimento, a carga por roda e

velocidade de circulação) e ainda depende das condições climáticas (chuva, neve, gelo) e da época

do ano (temperatura e pluviosidade) (Pinto, 2003; Santos, 2007).

O atrito de um pavimento pode ser avaliado a partir do coeficiente de atrito longitudinal que está

relacionado com a distância de paragem, e do coeficiente de atrito transversal que avalia a segurança

de circulação em zona de curva (Branco et al, 2006). O coeficiente de atrito é uma característica que

apresenta evolução a curto prazo (ocorrência de precipitação) e a longo prazo (devido ao número

acumulado de passagens de veículos).

Drenagem

38

A drenagem da superfície de um pavimento é um factor essencial para a manutenção de um nível de

serviço desejado e da segurança de circulação. Uma superfície com fracas características de

drenagem contribui para a ocorrência de acidentes resultantes do fenómeno de hidroplanagem, perda

de visibilidade e aparecimento de inúmeras patologias (Mahboub et al, 2003).

No entanto, também é importante garantir que a drenagem das camadas subjacentes seja adequada,

já que a acumulação de água a longo prazo no interior do pavimento reduz a capacidade de suporte

das camadas granulares e do solo de fundação, promovendo ainda a bombagem de finos com a

consequente deterioração rápida do pavimento.

Para a obtenção de uma drenagem do pavimento adequada, são implementadas algumas técnicas

de projecto como a inclinação transversal e a construção de camadas de desgaste

porosas/drenantes. O objectivo destas camadas de desgaste é proporcionar uma rápida drenagem

das águas superficiais de modo a diminuir o risco de ocorrência do fenómeno de hidroplanagem e de

perda de visibilidade na presença de precipitação.

No entanto, as camadas betuminosas devem possuir as características de impermeabilidade

adequadas para que não se verifiquem problemas de infiltração e saturação ao nível das camadas de

base e de sub-base.

Ruído

Os mecanismos de geração de ruído são influenciados pelo comportamento dos condutores (através

do controlo da velocidade e da pressão dos pneus), pelas características dos pneus (estrutura,

dimensão, rigidez da borracha, relevo, desgaste e idade), pelas características da superfície do

pavimento (macrotextura e megatextura, cor, irregularidade, porosidade, rigidez, idade, desgaste e

presença de água) e pelo clima (temperatura e vento) (Freitas et al, 2006).

As consequências da exposição ao ruído produzido pelo tráfego rodoviário são notórias ao nível da

saúde e qualidade de vida da população, como por exemplo, perturbações no sono, interferências na

comunicação e no desempenho intelectual, assim como, incómodo, especialmente se for uma

exposição continuada a níveis sonoros de intensidades superiores a 65 dB(A) (Freitas et al, 2006),

(AEA, 2004).

O Regulamento Geral sobre o Ruído (RGR) (Decreto-Lei nº 292-2000) define limites de nível sonoro

contínuo, para zonas consideradas sensíveis ou mistas. As zonas sensíveis são áreas definidas

como vocacionadas para usos habitacionais, escolas, hospitais, espaços de recreio e lazer e outros

equipamentos colectivos, prioritariamente utilizados pelas populações como locais de recolhimento.

Por sua vez, as zonas mistas são áreas com ocupação semelhante às zonas sensíveis, no entanto,

também afectas a actividades de comércio e serviços.

As entidades, responsáveis pelo planeamento ou pelo projecto das novas infra-estruturas de

transporte rodoviárias, devem adoptar as medidas necessárias para que a exposição da população

ao ruído no exterior não ultrapasse os níveis sonoros regulamentares.

39

Os métodos correntes para a limitação do ruído rodoviário incluem a construção de barreiras

acústicas, o controlo do tráfego (com a limitação da velocidade), a alteração do traçado vertical e

horizontal, e a definição de zonas protegidas (Freitas et al, 2006). A construção de pavimentos com

camadas de desgaste porosas/drenantes ou com betumes modificados com borracha, tem-se

relevado uma medida eficaz para a redução do ruído de tráfego, em relação aos pavimentos

tradicionais, 3/5 dB(A) e 5/6 dB(A), respectivamente (RECIPAV, 2007).

b) Modos de avaliação das características

A caracterização do estado do pavimento pode ser feita utilizando equipamentos de auscultação,

efectuando ensaios, ou mesmo recorrendo à observação visual, conforme se indica no Quadro 2.14.

Quadro 2.14. Alguns equipamentos/ensaios utilizados para a avaliação das características dos pavimentos

(Alves, 2007)

Características alvo

de avaliação

Tipos de parâmetro de

estado Equipamentos/ensaios

Deflexão Estrutural Deflectómetro de impacto; Viga Benkelman; Curviâmetro; Deflectógrafo

de pavimentos LNEC; High Speed Deflectometer

Degradações

superficiais Estrutural/Funcional

VIZIROAD (sistema informático); GERPHO (“Group d´Examen par

Photographie”); Equipamento de vídeo

Irregularidades Estrutural/Funcional Perfilómetro Laser; Perfilómetro Inercial; Régua

Atrito e textura

superficial Funcional

Técnica Volumétrica da Mancha; RUGO (equipamento com tecnologia

laser; CTmeter (Circular Texture Meter); DFtester (Dynamic Friction

Tester); Pêndulo Britânico; Grip-Tester; SCRIM (Sideway Coefficient

Routine Inspection Machine); Perfilómetro Laser

Ruído Funcional Método SPB; Método CPX

Drenagem Estrutural/Funcional Outflow meter (medidor de escoamento); Permeâmetro

Constituição dos

pavimentos Estrutural Sondagens; Radar de Prospecção

A avaliação estrutural pode ser feita por processos destrutivos (sondagens e ensaios laboratoriais,

recorrendo à recolha de amostras) ou por processos não destrutivos. É preferível recorrer a

processos não destrutivos para avaliar o estado do pavimento, de modo a não danificar o mesmo,

embora a avaliação dos seus resultados possa torna-se mais complexa.

A observação de pavimentos deve ser realizada segundo um plano bem definido (metodologia de

observação), tendo em conta, entre outros factores, dois fundamentais: os objectivos da observação

e os meios humanos e materiais disponíveis.

Os principais aspectos a analisar na de observação são: a selecção dos trechos a observar e a

frequência das observações.

Para a análise objectiva dos resultados de observação dos pavimentos há um conjunto de dados

complementares que deve incluir: as características geométricas (traçado em planta e em perfil); o

tráfego; os acidentes; as características de todos os trabalhos realizados e as condições climáticas.

40

2.4.3 - Técnicas de conservação e de reabilitação de pavimentos

a) Técnicas de reabilitação das características superficiais

As técnicas de reabilitação das características superficiais dos pavimentos rodoviários flexíveis

aplicam-se ao nível da camada de desgaste, de modo a recuperar as características funcionais

iniciais do pavimento. Estas técnicas devem ser aplicadas em pavimentos com boas condições

estruturais.

Como princípio geral, deve estudar-se o estado do pavimento a reabilitar e, em seguida, escolher a

técnica que melhor se adapte às condições do pavimento e à estratégia de conservação adoptada.

A técnica de reabilitação das características superficiais aplicada no caso de estudo é:

• a fresagem correspondente a uma operação de remoção do material de pavimentação até à

espessura considerada, através da sua destruição;

• seguida de uma reposição de camadas constituídas por macadame betuminoso, betão

betuminoso e/ou microbetão betuminoso rugoso.

b) Técnicas de reabilitação das características estruturais

A reabilitação estrutural dos pavimentos compreende a execução de uma ou mais camadas,

acompanhadas ou não de outros trabalhos complementares (melhoria do sistema de drenagem, por

exemplo). Essas camadas podem ser a camada de desgaste, a camada de regularização e a camada

de base. Neste domínio, refere-se em geral o termo “reforço do pavimento”, significando a acção ou o

conjunto de acções capazes de aumentar a capacidade estrutural do pavimento existente (pavimento

degradado).

As camadas de reforço propriamente ditas dependem do que o dimensionamento respectivo

determinar, podendo ser apenas uma camada de betão betuminoso, que funciona como camada de

desgaste, ou serem duas ou mais, havendo então, camada de base, de regularização e desgaste.

No caso dos pavimentos estudados, procedeu-se à fresagem das camadas mais degradadas, à

reparação da camada remanescente após a fresagem e à construção das novas camadas de reforço.

Os materiais utilizados na construção destas novas camadas são iguais aos utilizados aquando da

aplicação das técnicas de reabilitação superficial.

Nas operações de reforço deve dar-se atenção à melhoria das condições de drenagem do pavimento,

cujas deficiências são muitas vezes causadoras da ruína dos pavimentos, por afectarem a resistência

da fundação, das camadas granulares e, por vezes, até das camadas betuminosas. Esta melhoria

pode consistir na reparação de valetas e caleiras, no revestimento de valetas não revestidas, na

41

reparação de drenos longitudinais (frequentemente instalados sob valetas laterais e no separador

central) e, no caso de não existirem, na construção destes drenos.

A técnica da reciclagem de pavimentos, em geral, promove a melhoria da capacidade estrutural de

um pavimento existente degradado, devendo por esta razão, ser considerada uma técnica de

reabilitação estrutural.

c) Técnicas de reciclagem de pavimentos

A reciclagem de pavimentos rodoviários flexíveis consiste em obter novas misturas betuminosas com

a utilização de material fresado dos pavimentos antigos a reabilitar, adicionando novos materiais

(agregado e ligante). É uma técnica que pode ter como objectivo apenas a reabilitação das

características superficiais, ou também, como é mais frequente, pode visar a reabilitação das

características estruturais.

A solução de reciclagem ideal, do ponto de vista técnico, económico e ambiental deveria responder

aos seguintes objectivos:

• Reabilitar as características, estruturais e funcionais, do pavimento degradado

• Minimizar a rejeição de material, conduzido a vazadouro

• Minimizar a utilização de novos ligantes, em particular os betuminosos

• Utilizar resíduos industriais, quer como agregado, quer como ligante.

Através de uma melhoria dos equipamentos e da tecnologia de construção, será possível tornar estas

técnicas mais económicas, aumentando o interesse pela sua utilização. Entretanto, com as restrições

de âmbito ambiental a que, cada vez mais, estarão sujeitas as indústrias, estas técnicas assumirão

cada vez uma maior importância.

Os processos de reciclagem dos pavimentos flexíveis são muito variados, tendo em atenção o

elevado número de variáveis a considerar. Face a condicionantes particulares de cada tipo e estado

de pavimento, nem todas as alternativas apresentam as mesmas potencialidades.

Considerando as seguintes variáveis: o local de execução; a temperatura da produção; os ligantes ou

aditivos; podem definir-se os seguintes processos de reciclagem (Martinho, 2005):

• Reciclagem in situ, a frio, com cimento

• Reciclagem in situ, a frio, com emulsão betuminosa

• Reciclagem in situ, a frio, com betume espuma

• Reciclagem in situ, a quente, com betume/rejuvenescedor

• Reciclagem em central, a frio, com emulsão betuminosa

• Reciclagem em central, a frio, com betume espuma

• Reciclagem em central, semi-quente, com emulsão betuminosa

• Reciclagem em central, a quente, com betume.

A seguir descreve-se apenas o processo de reciclagem utilizado neste trabalho, que corresponde a

um dos mais utilizados e com maior potencialidade de utilização.

42

Reciclagem in situ, a frio, com cimento

Quando se está perante pavimentos de forte espessura de material granular e com degradações que

denunciam deficiente capacidade de carga, a reciclagem in situ, a frio, com cimento poderá constituir

o processo mais económico e um dos mais adequados.

Da mistura do material fresado com o ligante resulta uma nova camada granular tratada com cimento,

do tipo “agregado de granulometria extensa tratado com cimento” (AGEC), a qual apresentará uma

resistência bastante mais elevada do que qualquer uma das anteriormente existentes no pavimento

antigo.

O pavimento, anteriormente do tipo flexível, passa a ser do tipo semi-rígido, onde a nova camada

apresentará a natural propensão ao fenómeno de retracção.

A sequência construtiva adoptada é a geralmente a representada pelo esquema apresentado na

Figura 2.4.

Figura 2.4. Fases da reciclagem in situ a frio com cimento em calda (Martinho, 2005)

O espalhamento do cimento poderá ser efectuado por duas formas: a seco através de cisterna com

controlo electrónico da saída do ligante; por via húmida, onde se utiliza um equipamento destinado à

produção de calda de cimento de acordo com as especificações do respectivo estudo.

Esta solução de reciclagem conduzirá potencialmente a um elevado aumento da vida residual do

pavimento, mas apresenta as seguintes condicionantes:

• A camada de AGEC não constitui uma adequada camada de desgaste, apresentando a

natural propensão para a formação de fendas de retracção

• A camada de desgaste, deverá, possuir capacidade adequada para resistir aos esforços

resultantes da actividade das fendas de retracção da camada subjacente de AGEC.

Assim, torna-se necessário considerar a utilização de camadas de reforço com capacidade para

resistir a esforços de corte resultantes do fendilhamento produzido. Actualmente, entre outras

soluções, as camadas de misturas betuminosas a quente com betume modificado com borracha de

pneus usados, constituem uma das melhores soluções para camadas de reforço com esta

capacidade.

43

2.5 – Síntese

A função essencial de um pavimento rodoviário é assegurar uma superfície de rolamento que permita

a circulação dos veículos com comodidade e segurança, durante a vida do pavimento, sob acção do

tráfego e das condições climáticas que ocorram.

Existem três tipos de pavimentos: os Flexíveis, os Semi-rígidos e os Rígidos, todos eles constituídos

por camadas sucessivas diferindo, entre si, pelo tipo de materiais empregues na sua constituição.

No caso dos flexíveis, é importante referir que as camadas betuminosas devem encontrar-se ligadas

mediante a aplicação de regas de colagem com ligantes betuminosos entre camadas, procurando

que estas fiquem coladas umas às outras, funcionando portanto como uma só camada. Quando as

camadas betuminosas se encontram “descoladas”, para cada uma delas ocorrem tensões máximas

de compressão na face superior e tensões máximas de tracção na face inferior, situação que

corresponde a um estado de tensão, muito mais severo que o verificado com as interfaces “coladas”,

o que contribuem para a evolução acelerada das degradações do pavimento.

Em Portugal é prática comum recorrer ao MACOPV para o pré-dimensionamento de pavimentos

seguindo de uma análise estrutural que inclui o critério da fadiga e o critério das deformações

permanentes. Ainda no que se refere ao MACOPAV este aborda questões como o tráfego, condições

climáticas e condições de fundação.

No entanto, este método de dimensionamento tem procedimentos que não constituem a forma mais

fiável de abordagem. Numa situação porque não modelam bem o comportamento dos materiais,

noutras porque o funcionamento do próprio pavimento não é adequadamente tido em conta. Pode

afirmar-se, que ainda há alguns passos a dar até que se possam utilizar procedimentos mais

apropriados. De qualquer modo, pode-se afirmar que a larga experiência acumulada por largo

número de utilizadores em todo o mundo, faz destes métodos instrumentos, que sendo usados com

bom senso, conhecendo as limitações e conhecendo bem o risco, proporcionam indicações

suficientemente fiáveis para que possam continuar a determinar o dimensionamento de pavimentos

flexíveis.

Após a sua construção e entrada em serviço, o estado dos pavimentos vai-se degradando, quer

devido à acção da passagem do tráfego, quer por acção dos agentes atmosféricos.

A degradação pode ser do tipo estrutural ou funcional, sendo um fenómeno inerente a qualquer

pavimento. Consoante a degradação seja de um tipo ou de outro serão aplicadas técnicas de

conservação e reabilitação, que melhor se adaptem, com o objectivo de restabelecer tanto a

qualidade estrutural como funcional.

Uma das técnicas estruturais que tem vindo a ganhar mais importância é a reciclagem de pavimentos

rodoviários flexíveis, que consiste em obter novas misturas betuminosas com a utilização de material

fresado dos pavimentos antigos, a reabilitar, adicionando novos materiais (agregado e ligante).

44

Capítulo 3 – Metodologias de análise de custos de ciclo de vida

3.1 – Generalidades

A aplicação de princípios economicistas ao projecto de transportes, incluindo pavimentos rodoviários,

ocorre basicamente a dois níveis: no primeiro nível, encontram-se as decisões da gestão requeridas

para determinar a possibilidade e a viabilidade de uma alternativa; no segundo nível, escolhe-se

economicamente a melhor alternativa para o projecto. A maior diferença na avaliação económica

entre estes dois níveis de gestão de pavimentos consiste na importância do detalhe ou na informação

requerida. Os princípios básicos envolvidos nos dois níveis são os mesmos (Haas et al, 1994).

O objectivo da avaliação económica de pavimentos é o de apoiar a decisão quanto à escolha das

alternativas de construção, e conservação, mais rentáveis, quanto ao custo e benefício, face a

determinadas condições técnicas e económicas.

Inicialmente os métodos de avaliação económica de pavimentos apenas consideravam os custos

iniciais de construção do pavimento. Actualmente, dado que os investimentos nos pavimentos são

realizados para um longo prazo, a avaliação económica deve considerar todo o ciclo de vida do

pavimento e respectivos custos e benefícios.

Assim, é necessário integrar na análise todos os factores influentes na evolução do pavimento,

determinando, para uma dada qualidade exigida, o menor custo total. Deste modo, é necessário

avaliar a história económica previsível para um dado pavimento, a qual compreende uma sucessão

de custos e benefícios, determinados ou previstos, para cada período de tempo considerado.

De um modo geral, um estudo de análise económica consiste nas seguintes fases:

• identificação e definição das diferentes alternativas capazes de responder ao problema

diagnosticado, incluindo também alternativas intermédias e a alternativa nula (não fazer

nada), avaliando as respectivas consequências;

• identificação e definição dos vários factores que podem contribuir para a diferenciação do

custo e benefício das diversas alternativas e factores de custo;

• conversão de todas as alternativas à mesma base de comparação, por exemplo o “custo

actual”, de modo a seleccionar a mais rendável.

Assim, é necessário definir índices de conversão de custo e benefícios. Estes índices obtêm-se a

partir da aplicação de diferentes métodos de avaliação económica, a seguir indicados:

• Método do valor actual.

• Método do custo equivalente anual uniforme.

• Método da taxa de rendabilidade.

• Método da razão benefício-custo.

Destes métodos os mais utilizados em engenharia são o método do valor actual e o método do custo

anual uniforme equivalente.

45

Os princípios básicos e métodos de avaliação económica, aplicáveis à análise dos pavimentos,

podem ser resumidos do seguinte modo:

• o nível de gestão ao qual a avaliação é realizada deve ser claramente identificado; este pode

variar desde o nível de planeamento ou programação (nível de rede), até ao nível de projecto,

onde um elemento, com um tipo de revestimento, é considerado dentro de cada projecto;

• a análise económica fornece a base para tomar decisões, mas não inclui a decisão;

• critérios, regras ou guias de escolhas, devem ser formulados separadamente e antes de

aplicar os resultados da avaliação económica, a não ser que os critérios sejam simples e de

fácil compreensão;

• a avaliação económica não tem relacionamento com o método ou fonte de financiamento do

projecto. Este financiamento pode limitar o número de projectos possíveis (num nível de rede

de planeamento básico) ou limitar a importância disponível para um projecto particular. Eles

não afectam a metodologia, nem os princípios de controlo de uma avaliação económica por si

só;

• uma análise económica deve considerar várias alternativas possíveis, dentro das restrições

de recursos de tempo e de dinheiro;

• as alternativas devem ser comparadas através do mesmo período de tempo, de modo a que

a maioria dos factores envolvidos na comparação possam ser definidos com a mesma

fiabilidade;

• a avaliação económica deve incluir custos de administração, custos dos utentes e benefícios

se possível. (Haas et al, 1994)

Este último princípio é normalmente adoptado no sector dos projectos de transportes. No domínio dos

pavimentos, muitas vezes consideram-se apenas os custos de construção e de conservação,

assumindo que os custos dos utentes não variam ao longo do tempo. No entanto, estes custos

variam em função da qualidade funcional dos pavimentos, sendo os benefícios considerados como

redução desses custos.

3.2 – Custos de ciclo de vida

Na avaliação económica é essencial incluir todos os custos ocorridos durante a vida de um

determinado projecto. Por esse motivo, no domínio dos pavimentos, a partir de 1970 começou a ser

utilizada a noção de “custo de ciclo de vida” (life-cycle costs). Actualmente esta abordagem é

considerada já a nível de conferências específicas, dedicadas a diversos tipos de infra-estruturas,

com o objectivo de analisar o custo de todo o ciclo de vida (Life-cycle Costs Analysis – LCCA).

Os custos de ciclo de vida referem-se a todos os custos (incluindo os benefícios), envolvidos na

construção, manutenção e reabilitação de um pavimento durante o seu ciclo de vida completo. E

como os diversos custos não ocorrem ao mesmo tempo, torna-se útil determinar a soma do dinheiro

que deve ser investida em certa data (normalmente no princípio) e a valorização do mesmo. Assim,

considera-se uma determinada taxa de juro de modo a permitir os pagamentos desses custos quando

46

os mesmos ocorrem, concluindo-se, deste modo, que é importante a consideração nos cálculos de

uma taxa de juro ou do valor do dinheiro ao longo do tempo.

Relativamente aos custos associados à gestão de pavimentos, estes podem ser divididos em dois

grupos principais: os custos da administração e os custos dos utentes (Branco et al, 2006). Cada um

destes grupos engloba um determinado conjunto de componentes de custos a seguir definidos.

a) Custos para a administração rodoviária

• Custos de projecto

Os custos de projecto envolvem todos os custos com estes relacionados, incluindo custos de

obtenção de dados, tais como os referentes à caracterização do tráfego actual e futuro e

caracterização do pavimento existente. Trata-se no entanto de uma componente relativamente

pequena no conjunto dos custos considerados.

• Custos de construção (custos iniciais)

Estes custos referem-se ao investimento inicial com a construção do pavimento novo. Na análise de

estratégias alternativas de conservação de pavimentos, em princípio, não é necessário considerar

esta componente de custos.

• Custos de conservação

Estes custos referem-se a todas as acções implementadas ao longo da vida do pavimento, com o

objectivo de manter o pavimento acima de um determinado nível de qualidade, ou manter a qualidade

do pavimento com um determinado nível limite de degradação.

Como o referido no capítulo anterior, podem considerar-se dois grupos de acções de conservação: a

conservação corrente e a conservação periódica.

A conservação corrente é de aplicação mais frequente e de planificação difícil, logo com custos mais

difíceis de estimar, sendo por vezes avaliados, ou estimados, em termos médios.

A conservação periódica é aplicada ao longo da vida do pavimento com uma frequência reduzida,

podendo ser planificada, com custos para a administração de cálculo relativamente fácil.

• Valor residual (custo negativo)

Corresponde ao valor do ponto de vista funcional e estrutural, que um pavimento apresenta quando

chega ao fim do seu período de dimensionamento. Poder-se-á determinar este valor considerando o

custo do pavimento inicial e o custo da reabilitação do pavimento existente de modo que apresente

características idênticas às iniciais. A diferença entre estes dois valores será o valor residual,

apresentado como custo negativo.

b) Custos para o utente da estrada

• Custo de operação dos veículos

47

Este custo é função dos seguintes factores: tipo e estado de conservação do veículo, tipo de camada

de desgaste, velocidade de circulação, irregularidade da camada de desgaste, e características

geométricas da estrada. A consideração desta componente de custo é necessária, particularmente

quando a utilização de uma camada de desgaste granular é considerada nas alternativas. No caso de

camadas de desgaste do tipo mistura betuminosa (betão betuminoso), ou mistura hidráulica (betão de

cimento), o custo de operação dos diferentes veículos apresenta uma variação muito reduzida, não

sendo fundamental a sua consideração na análise económica.

• Custo do tempo de percurso

O tempo de percurso é função essencialmente da velocidade, a qual por sua vez é função das

características geométricas da estrada, do tipo de veículo e do estado do pavimento. Trata-se de uma

componente dos custos dos utentes que pode assumir um peso muito elevado na comparação de

diferentes estratégias, em particular quando se trata de estradas de tráfego intenso. Além disso, esta

componente deve incluir uma outra, relacionada com o tempo adicional devido aos trabalhos de

conservação. Estes custos podem ser muito elevados, função da estratégia de conservação proposta,

podendo, em certos casos, determinar a diferença nos custos globais para o utente.

• Custo dos acidentes

Este custo inclui os custos dos acidentes pessoais (mortais ou não mortais) e dos danos materiais.

Para que estes custos possam entrar na avaliação económica de alternativas é necessário identificar

os parâmetros influentes no nível de acidentes.

• Custos do desconforto

É um custo de difícil determinação e por isso na maioria dos casos não é considerado. No entanto, é

através da avaliação do conforto de circulação que a maioria dos utentes estabelece a sua

classificação do estado da estrada.

A Figura 3.1 apresenta algumas tendências da evolução das diversas componentes dos custos dos

utentes, em função da irregularidade longitudinal e da velocidade.

Figura 3.1. Variação dos custos para os utentes, em função da velocidade e da irregularidade (Pereira e

Miranda, 1999)

48

De referir ainda que os custos associados à gestão de pavimentos, segundo outros autores (Haas et

al, 1994) podem ainda incluir um terceiro grupo apelidado de “Nonuser costs”, que engloba os

seguintes custos: poluição do ar, poluição sonora entre outros.

3.3 – Aspectos metodológicos

3.3.1 – Período de análise

O período de análise é o período durante o qual todos os custos são comparados. Este período deve

ser suficientemente longo para reflectir a longo prazo os custos associados às diferentes estratégias

e geralmente deve ser sempre maior que o período de vida do pavimento, excepto no caso de muito

longa duração do pavimento. Em regra, o período de análise deve ser longo o suficiente para

incorporar, pelo menos, uma actividade de reabilitação (Walls, J.; Smith, M., 1998).

“The FHWA’s (Federal Highway Administration) September 1996 Final LCCA Policy statement”,

recomenda um período de análise de, pelo menos, 35 anos para todos os projectos de pavimentos,

ao passo que segundo (ACPA, 2002) os valores típicos para o período de análise são de 30 a 40

anos para rodovias/auto-estradas, 20 a 30 anos para ruas, e 30 anos para os aeroportos.

Por vezes, uma análise com períodos mais curtos pode ser adequada, em especial quando as

diversas alternativas de pavimento são desenvolvidas para ganhar tempo (digamos 10 anos) até à

total reconstrução. Poderá ser oportuno desviar o mínimo recomendado de 35 anos para o período de

análise, quando períodos mais curtos possam simplificar valores computacionais. Por exemplo, se

todas as estratégias alternativas terminassem as suas intervenções de manutenção no ano 32, então

a análise a 32 anos seria bastante apropriado (Walls e Smith, 1998).

Independentemente do período de análise seleccionado, este deve ser o mesmo para todas as

alternativas. A Figura 3.2 mostra um típico período de análise para um determinado pavimento

alternativo.

Figura 3.2. Período de análise para um pavimento alternativo (Walls e Smith, 1998)

Caso seja feita uma análise de custo de ciclo de vida com períodos de análise diferentes para as

alternativas, esta deve ser realizada com o custo anual uniforme equivalente. Todavia, ao fazê-lo, o

49

analista tem de perceber que este procedimento pressupõe que todas as actividades alternativas

serão repetidas indefinidamente (ACPA, 2002).

3.3.2 – Taxa de actualização

Um dos principais factores que afecta a análise económica é a taxa de actualização associada ao

investimento a realizar. É um dos mais contestados e altamente debatidos aspectos da análise de

custo de ciclo de vida. A taxa de actualização deve ser enfatizada, pois é um factor bastante

significativo e pode ter uma grande influência sobre os resultados de uma análise económica.

A taxa de actualização é utilizada para reduzir custos ou benefícios futuros esperados hoje em dia, e

a sua determinação, adequada, face à análise da evolução económica previsível durante o período

de análise, é fundamentalmente uma questão política.

Em geral, nos métodos de avaliação económica é utilizada uma taxa de actualização, englobando o

valor da inflação. Esta taxa fornece os meios para comparar utilizações alternativas de verbas, mas

não deve ser confundida com a taxa de juro. Além disso, a taxa de actualização poderia variar de

acordo com as alternativas avaliadas, no entanto a maioria das administrações, utiliza uma taxa única

para todas as análises.

No que concerne aos pavimentos e segundo (Haas et al, 1994), taxas de actualização entre 4% e

10%, têm sido frequentemente utilizadas. Já (Branco et al, 2006) ao fazer a análise de sensibilidade

da taxa de actualização, assume valores entre os 6% e 20%.

A taxa de actualização tem em conta a variação das taxas de inflação e de juro para mostrar o actual

ou a taxa real de aumento no valor do dinheiro ao longo do tempo. A equação 3.1 calcula a taxa de

actualização.

DR = (INT – IFL) / (1 + IFL) (3.1)

com DR – taxa de actualização; INT – taxa de juro; IFL – taxa de inflação.

A taxa de actualização tem duas vantagens associadas à sua utilização:

• Primeiro, não é o valor absoluto das taxas de juro e de inflação que importa, mas sim a sua

diferença. Historicamente, esta diferença tem-se mantido relativamente constante em cerca

de 3% durante o último século. Ao longo dos últimos dois séculos, foi em média de 1,5%.

• Em segundo lugar, a taxa de actualização tem em conta as forças competitivas dos juros e da

inflação.

Quando se usa a taxa de actualização, a análise deve compreender que os resultados são valores

artificiais sobre os custos totais. Como tal, a análise de custos de ciclo de vida só pode ser utilizada

para comparar alternativas, e não determinar com precisão quanto vai custar a mais um pavimento

durante a sua vida total.

A escolha de uma taxa de actualização centra-se em torno da escolha das taxas de inflação e de juro.

Como tal, a fim de evitar resultados parciais, os projectistas devem escolher as respectivas taxas

para que estas reflictam o custo dos fundos para o organismo ou proprietário do pavimento.

50

a) Taxa de Juro

A taxa de juro deve reflectir o custo dos empréstimos para a administração da construção do

pavimento. Os factores que devem ser considerados são:

• se o projecto está a ser financiado por uma entidade pública ou privada;

• se o projecto está a ser financiado pelo dinheiro emprestado ou capital fixo;

• a taxa de retorno para a indústria ou projecto.

Ao seleccionar o valor da taxa de juro, é importante não confundir a selecção das taxas com o custo

de oportunidade de mercado ou sociais.

b) Taxa de inflação

Um bom indicador global da taxa de inflação adequado é o “Producers Price Index (PPI)”. Este indica

o preço de mudança para materiais (produtos e mercadorias) vendidos directamente aos fabricantes

em níveis intermédios da transformação, reflectindo os custos dos materiais vendidos ao empreiteiro.

Os preços estão disponíveis para uma grande variedade de produtos, incluindo produtos de

pavimentação. (ACPA, 2002)

3.3.3 – Valor residual

O valor residual corresponde ao valor do ponto de vista funcional e estrutural, que um pavimento

apresenta quando chega ao fim do seu período de dimensionamento. Poder-se-á determinar este

valor considerando o custo do pavimento inicial e o custo da reabilitação do pavimento existente de

modo que apresente características idênticas às iniciais. A diferença entre estes dois valores será o

valor residual, apresentado como custo negativo (Branco et al, 2006) e (Pereira e Miranda, 1999).

O valor residual é utilizado por algumas administrações na análise económica de pavimentos

rodoviários, uma vez que envolve o valor dos materiais reutilizáveis no final do período de análise.

Com o esgotamento de recursos, tais materiais podem tornar-se cada vez mais importante no futuro,

especialmente quando usados num pavimento reciclado. (Haas et al, 1994)

Assim sendo, e segundo (Walls e Smith, 1998), o valor residual refere-se ao valor líquido da

reciclagem do pavimento.

O valor residual de um material depende de vários factores, tais como, volume e posição do material,

contaminação, idade ou durabilidade, entre outros (Haas et al, 1994).

O diferencial do valor residual entre as diferentes estratégias de pavimento, geralmente não é muito

grande, e, quando descontado mais de 35 anos, tende a ter pouco efeito nos resultados da análise do

custo do ciclo de vida (Walls e Smith, 1998).

3.4 – Metodologias de cálculo

A seguir, serão apresentados dois dos métodos mais utilizados no domínio da engenharia: o Método

do Valor Actual e o Método do Custo Equivalente Anual Uniforme.

51

3.4.1 - Método do Valor Actual

O método do valor actual pode ser aplicado separadamente aos custos, aos benefícios, ou às duas

componentes em conjunto. Neste último caso, em geral, subtrai-se aos benefícios os custos,

passando a designar-se por “Método do valor actual líquido”. O objectivo deste método é o de

“transformar” todos os custos e benefícios acumulados ao longo do período de análise (n) nos custos

actuais (ano 0).

Assim, o valor actual é o custo que seria necessário investir actualmente a uma determinada taxa de

juro (igual à taxa de actualização), de modo a fazer face a todos os custos ao longo do período em

análise. Deste modo, para aplicar este método é necessário:

• Determinar todos os custos e benefícios previsíveis no período n incluindo o valor residual;

• Determinar a taxa de actualização, t, a utilizar;

• Avaliar o período de vida para as diferentes alternativas.

Inicialmente, determina-se o factor do valor actual:

( )nntt

pwf+

=1

1, (3.2)

onde:

ntpwf , = factor do valor actual, para um dado t e n;

t = taxa de actualização; n = número de anos do período em análise.

O método do valor actual, aplicado aos custos pode assumir a seguinte expressão:

( ) ( ) ( ) ( )[ ] ( ) ntnx

n

i

ixixixntxnx pwfSVUCMOCCpwfICCTPWC ,,

0

,,,,, 111111×−+++= ∑

=

(3.3)

onde:

nxTPWC ,1 = valor total actual dos custos para a alternativa x1, para um período de análise de

n anos;

( )1x

ICC = custo inicial de construção para a alternativa x1;

( ) ixCC ,1 = custo da construção para a alternativa x1, no ano i, quando i é menor que n;

( ) ixMO ,1 = custo de conservação para a alternativa x1, no ano i;

( ) ixUC ,1 = custos para o utente (incluindo, custos de operação dos veículos, custo do tempo

de percurso, custo de acidentes, e desconforto) para a alternativa x1, no ano i;

( ) nxSV ,1 = valor residual para a alternativa x1, no fim do período de análise, n anos.

Tratando-se da análise de estratégias alternativas onde existe um investimento anual constante AIi,

em cada período ni, com a taxa de actualização ti para cada período, o valor actual será:

52

( )( )∑

= +

−+×=

n

in

ii

n

i

inxi

i

tt

tAITPWC

0

,1

111

(3.4)

Esta expressão pode ter aplicação no domínio da conservação corrente onde é necessário um

investimento anual que pode ser constante durante certos períodos.

O valor actual dos benefícios pode ser calculado da mesma forma que para os custos, através da

equação 3.5:

( ) ( ) ( )[ ]∑=

++=n

i

ixixixitnx NUBIUBDUBpwfTPWB0

,,,,, 1111 (3.5)

onde:

nxTPWB ,1 = valor total actual dos benefícios para a alternativa x1, para um período de análise

de n anos;

( ) ixDUB ,1 = benefícios directos para o utente resultantes da alternativa x1 no ano i;

( ) ixIUB ,1 = benefícios indirectos para o utente resultantes da alternativa no ano i;

( ) ixNUB ,1 = benefícios do não utente obtidos da alternativa x1, ano i.

Na maioria dos casos consideram-se apenas os benefícios directos dos utentes, dado que ainda é

difícil avaliar adequadamente os benefícios indirectos do utente, assim como os benefícios do não

utente.

O “método do valor actual líquido” considera a diferença entre o valor actual dos benefícios e o valor

actual dos custos. Evidentemente que os benefícios excederão os custos se um determinado projecto

tem justificação em termos económicos.

O valor actual líquido é calculado através da equação:

nxnxx TPWCTPWBNPU ,, 111−= (3.6)

onde:

1xNPU = valor actual líquido da alternativa x1.

Na maioria dos casos apenas é utilizado o método do valor actual aplicado aos custos. Nessa

equação (3.3) inclui-se o termo UC, representando os custos do utente no ano i, resultantes da

aplicação da alternativa x1. Uma redução em qualquer custo do utente pode ser considerada como

um benefício para o utente. Consequentemente, em certa medida, a utilização dessa mesma

equação (3.3) com a consideração dos custos para o utente, resultantes da aplicação das diferentes

alternativas conduz a um valor líquido actual, dado que contempla a variação dos custos dos utentes.

Noutros casos, as administrações de estradas, por não disporem de adequada informação relativa

aos custos dos utentes, utilizam a mesma equação (3.3) sem o termo ( ) ixUC ,1. A comparação entre

alternativas é feita neste caso com base no mínimo valor actual dos custos da administração.

53

Existem várias vantagens inerentes ao método do valor actual líquido que o tornam talvez o mais

viável para o campo da rodovia, em comparação com o método do custo anual e o método da razão

benefício-custo. Essas vantagens incluem o seguinte:

1. Os benefícios e custos de um projecto estão relacionados e expressos como um único valor.

2. Projectos de diferentes vidas de serviço, e com fase desenvolvimento, são directamente e

facilmente comparáveis.

3. Todos os custos e benefícios monetários são expressos em termos de hoje.

4. Custos podem ser subjectivamente avaliados e manipulados com uma avaliação custo-

eficiência.

5. A resposta é dada como um retorno total para o projecto.

6. O método é computacionalmente simples e claro.

Existem várias desvantagens para o método do valor actual líquido, incluindo os seguintes:

1. O método não pode ser aplicado a alternativas únicas, pois os benefícios dessas alternativas

não podem ser estimados. Nesses casos, cada alternativa deve ser considerada em

comparação com as outras alternativas, incluindo a alternativa standard ou base.

2. Os resultados, em termos de um montante fixo, não podem ser tão facilmente compreensível

para algumas pessoas como uma taxa de retorno ou custo anual. De fato, o somatório dos

custos neste formulário pode tender a ter um efeito dissuasivo para os investimentos em

alguns casos.

Wohl tem amplamente considerado estas vantagens e desvantagens, não só para o método do valor

líquido actual, mas também para outros métodos de análise económica (Wohl, 1967). Eles concluem

que o método do valor actual líquido é o único que vai sempre dar a resposta correcta. Os outros

métodos podem, em certas situações, dar respostas incorrectas ou ambíguas.

3.4.2 - Método do custo anual uniforme equivalente

O método do custo anual uniforme equivalente (simplificadamente designado por método do custo

anual) procede à conversão de todos os custos ocorridos durante o período de análise, num custo

anual uniforme equivalente.

Este método pode ser expresso pela equação:

( ) ( ) ( ) ( ) nxntxxxntnx SVcrfAAUCAAMOICCcrfAC ,

´

,,, 11111−++= (3.7)

onde:

nxAC ,1 = custo anual uniforme equivalente para a alternativa x1, para um período de vida

ou período de análise de n anos;

ntcrf , = factor de conversão do capital inicial (ICC), para taxa de actualização t e período

54

n anos;

( )( ) 11

1,

−+

+=

n

n

ntt

ttcrf

´

,ntcrf = factor de conversão do valor residual (SV), ou outro custo intermédio, para uma

taxa t e um periodo n´, menor que n;

( )1

1´

´

, −+

=nntt

tcrf

( )1x

ICC = custo de construção, para uma alternativa x1;

( )1x

AAMO = custo médio anual de conservação para a alternativa x1;

( )1x

AAUC = custo médio anual para os utentes, para a alternativa x1;

( ) nxSV ,1 = valor residual para a alternativa x1, no final do período de análise.

A equação 3.7 considera que os custos de conservação e os custos dos utentes são uniformes. No

caso, provável, destes custos serem diferentes ao longo de cada ano do período de análise é

necessário proceder à sua actualização através da utilização de uma taxa de actualização adequada.

Outra formulação deste método, equivalente à da equação 3.7, consiste em calcular os custos

acumulados até ao fim do período de análise, n, tendo em atenção a taxa de actualização a partir de

cada período intermédio, convertendo esse custo acumulado num custo anual uniforme equivalente,

através da equação:

( ) 11,, 11 −+×=

nnxnxt

tTCAAC (3.8)

onde:

nxAC ,1 = custo anual uniforme equivalente para a alternativa x1, para um período n;

nxTCA ,1 = custo total acumulado (custo de construção, conservação e do utente) para a

alternativa x1, ao longo do período n.

O recurso básico ao método do custo anual uniforme equivalente deve-se à sua simplicidade e

compreensão. Contudo, não se pode utilizar, excepto intuitivamente, para determinar se é ou não um

projecto economicamente justificável, uma vez que não inclui os benefícios na avaliação. Por

conseguinte, as comparações entre as alternativas devem estar na base de custos por si só, com o

pressuposto inerente de que eles têm iguais benefícios. Contudo, especialmente quando os

diferentes custos operacionais dos veículos estão envolvidos entre tais alternativas, esta suposição é

questionável.

O método do valor actual dos custos é directamente comparável com o método do custo anual

uniforme equivalente.

55

3.5 – Síntese

3.5.1 - Limitações da análise económica

Uma avaliação económica fornece uma base para a tomada de decisão, para seleccionar a melhor

estratégia. No entanto, factores para além dos económicos podem ser usados para fazer este

julgamento. Por exemplo, não só a estratégia economicamente óptima, mas também as diversas

estratégias óptimas próximas, deverão ser identificadas. Estas podem diferir tão pouco em termos

económicos, que a decisão pode ser feita com base em experiências anteriores com uma

determinada alternativa, preferência de um tipo de material para outro, esperando disponibilidade de

fundos de capital inicial e de fundos futuros para a sobreposição, e assim por diante.

3.5.2 - Riscos e incertezas na avaliação económica de pavimentos

Quanto aos riscos, em geral conhece-se a probabilidade da ocorrência da alteração de certos

factores face ao inicialmente previsto para cada situação (alternativa de conservação, por exemplo).

Por outro lado as incertezas são parcialmente ou totalmente desconhecidas.

Os riscos podem ser considerados numa análise, avaliando-se os respectivos efeitos nos custos e

benefícios calculados. Já as incertezas, por exemplo em relação à evolução do tráfego ou em relação

ao comportamento de certos materiais menos conhecidos, não são possíveis de eliminar à partida.

A avaliação económica é, por necessidade, baseada em acontecimentos incertos, e em previsões de

comportamento, frequentemente não conhecidas com suficiente rigor.

Consequentemente, a avaliação económica de todos os custos e benefícios inclui análises

probabilísticas.

Por exemplo, os custos de construção representam uma variação mais controlada, enquanto que os

custos de conservação são menos fiáveis, face à fiabilidade dos factores económicos envolvidos na

sua determinação. Quanto aos custos de conservação podem identificar-se incertezas nos seguintes

factores: (i) evolução do comportamento dos materiais utilizados do pavimento, (ii) evolução do

tráfego e (iii) evolução dos factores económicos (estabilidade económica, inflação, taxa de

actualização). Este conjunto de incertezas conduz a um certo grau de incerteza, por vezes elevado,

quanto ao intervalo de tempo entre duas intervenções.

Vários autores adoptaram a associação de probabilidades à evolução dos diversos factores técnicos

e económicos envolvidos na avaliação económica de pavimentos. Kulkarni (Paterson, 1987) associa

diferentes probabilidades para a evolução de diferentes parâmetros como a irregularidade e o

fendilhamento por fadiga, com base para a estimação dos custos de conservação com eles

relacionados. Também no desenvolvimento do sistema de gestão do Estado do Arizona (Paterson,

1987), foi aplicado o processo de decisão de Markov, o qual estabelece diferentes probabilidades do

pavimento se encontrar num determinado estado, após a aplicação de determinadas acções de

conservação.

56

Trata-se de um processo adequado para decisões de gestão de pavimentos, considerando um

elevado número de acções de conservação alternativas e ainda muitas incertezas, por exemplo

resultantes da falta de dados relativos à história dos pavimentos. De facto as acções de conservação

devem ser sempre consideradas com alguma incerteza, devendo, por consequência, as decisões ser

tomadas numa base probabilística.

Relativamente à avaliação económica de pavimentos, como conclusão, de referir ainda que os custos

dos utentes constituem um elemento fundamental na determinação dos custos de ciclo de vida de um

pavimento. A sua exclusão da análise económica conduzirá a soluções não optimizadas.

57

Capítulo 4 – Apresentação dos casos de estudo

4.1 – Metodologia e objectivos

Os elevados custos relativos à construção, conservação e reabilitação de infra-estruturas rodoviárias,

associados às preocupações com a sustentabilidade das soluções adoptadas e com a minimização

dos impactes ambientais do transporte rodoviário, justificam a necessidade de optimizar as verbas

despendidas com estas infra-estruturas e racionalizar o emprego de recursos naturais. Para tal, é

essencial a utilização de metodologias adequadas para a selecção das soluções a adoptar em cada

caso, de forma a minimizar os custos ao longo do ciclo de vida da infra-estrutura, sem comprometer a

qualidade do serviço.

As estruturas de pavimento flexível novo foram seleccionadas a partir das estruturas tipo propostas

no Manual de Concepção de Pavimentos para a Rede Rodoviária Nacional da JAE, tendo em

consideração combinações de dois cenários de tráfego e de dois tipos de condições de fundação. O

número total de estruturas de pavimento seleccionadas para análise é de 15. Para os pavimentos

correspondentes a classes de tráfego superiores, foram consideradas duas hipóteses relativamente à

camada de desgaste (Betão betuminoso e Micro-betão betuminoso rugoso), com objectivo de ter em

conta a prática corrente em pavimentos de elevado tráfego.

Efectuou-se ainda a verificação da vida útil de cada uma das estruturas de pavimento anteriormente

referidas, expressa em termos de número admissível de passagens de eixos padrão de 130 kN,

recorrendo aos métodos de dimensionamento de pavimentos habitualmente utilizados em Portugal e

noutros países.

A programação das acções de conservação e reabilitação a realizar nas estruturas consideradas foi

realizada com base no conhecimento do seu período de dimensionamento, do ponto de vista

estrutural, a par da aplicação de modelos de evolução de degradações que não são consideradas

explicitamente nos métodos de dimensionamento considerados, utilizando limiares de intervenção

considerados adequados aos pavimentos em estudo. As estratégias de conservação e reabilitação

adoptadas inserem-se na prática corrente, quer na rede a cargo da EP, quer em redes

concessionadas.

4.2 – Solução inicial

4.2.1 – Cenários de tráfego e condições de fundação

A selecção das estruturas de pavimento novo a estudar foi realizada tendo em consideração diversos

cenários do ponto de vista da classe de tráfego a que se destinam os pavimentos e das respectivas

58

condições de fundação. Estes cenários foram estabelecidos com base na gama de classes de tráfego

e de classes de fundação apresentadas no Manual de Concepção. (LNEC, 2008)

a) Tráfego

Relativamente ao tráfego, considerou-se a existência de duas classes de tráfego pesado

correspondentes a situações distintas do Tráfego Médio Diário Anual, definido para o ano de abertura

ao tráfego, por sentido e na via mais solicitada (TMDAp):

• Classe T5 correspondente ao cenário de reduzido tráfego pesado, caracterizada por valores

de TMDAp compreendidos entre 150 e 300.

• Classe T1 correspondente ao cenário de elevado tráfego pesado, caracterizada por valores

de TMDAp compreendidos entre 1200 e 2000.

b) Fundação

Do ponto de vista da fundação, admitiram-se as duas classes de ocorrência mais frequente,

caracterizadas do ponto de vista do comportamento mecânico através do módulo de deformabilidade

(Ef) resultante, predominantemente, das características dos solos da parte superior das

terraplenagens (até cerca de 1 m) e do leito de pavimento:

• Classe F2 caracterizada por valores de Ef compreendidos entre 50 e 80 MPa.

• Classe F3, de melhores características, caracterizada por valores de Ef compreendidos entre

80 e 150 MPa.

Admite-se que nestas classes de fundação o leito de pavimento pode ser constituído quer por solos

naturais quer por solos tratados in situ com cal ou com cimento (eventualmente com tratamento

prévio com cal).

Na selecção das estruturas tipo, considerou-se que para a classe de tráfego T1 apenas seria

admissível uma classe de fundação F3. Para a classe de tráfego T5, ambas as classes de fundação.

4.2.2 – Selecção das estruturas de pavimento novo

Através de várias combinações possíveis de classes de tráfego e de fundação seleccionadas, foram

estabelecidas as estruturas de pavimento novo, com base em indicações preconizadas pelo catálogo

do Manual de Concepção. A definição das espessuras das camadas baseou-se nas recomendações

da prática, também reflectidas nas boas práticas construtivas indicadas naquele Manual e no

Caderno de Encargos Tipo da EP (EP, 1998). Para todos os materiais, considera-se que são

cumpridos os requisitos técnicos preconizados neste Caderno de Encargos. (LNEC, 2008)

Admite-se que cada estrutura de pavimento será construída com um sistema de drenagem superficial

e profunda adequado, que garanta um comportamento mecânico normal para as camadas de

fundação e do pavimento em solos e materiais granulares. Igualmente, considera-se que os materiais

59

de pavimentação serão formulados de forma a permitir considerar um comportamento adequado face

às acções do tráfego e a outro tipo de acções, nomeadamente dos agentes atmosféricos.

O Quadro 4.1 indica a simbologia adoptada para definir a camada e o seu material constituinte,

associando-se a cada símbolo a espessura das camadas correspondentes, expressa em centímetros.

Quadro 4.1. Simbologia e espessuras adoptadas

Camadas Materiais Símbolo Espessuras (cm)

Desgaste Betão Betuminoso BD 5

Micro-Betão Betuminoso Rugoso BDRug 3

Regularização Macadame Betuminoso (1) MB 6, 7, 9, 11

Base Macadame Betuminoso (2) MB

7, 8, 10, 12, 14 (7+7), 16 (8+8),

18 (9+9)

Agregado Britado de Granulometria Extensa BG 20

Sub-base Agregado Britado de Granulometria Extensa SbG 20

Solo-Cimento SC 20

(1) Macadame Betuminoso com características de regularização de acordo com o Caderno de Encargos Tipo da EP

(2) Macadame betuminoso com características de base de acordo com o Caderno de Encargos Tipo da EP

No Quadro 4.2 são apresentadas as estruturas de pavimentos novos seleccionadas para análise,

indicando-se ainda as classes de fundação e de tráfego que lhes estão associadas. No caso

particular da camada de base em macadame betuminoso, para as espessuras mais elevadas

adoptou-se um faseamento construtivo em duas fases (Camadas 1 e 2) (LNEC, 2008).

Quadro 4.2. Estruturas de pavimento flexíveis

FL1 FL1a FL2 FL3

T5 T5 T5 T5

Desgaste BD-5 BD-5 BD-5 BD-5

Regularização MB-7 MB-7 MB-6 MB-11

Base - Camada 2 MB-10 MB-8 MB-7

Base - Camada 1

BG-20

SbG-20 SbG-20 SbG-20 SC-20

Camadas betuminosas

Classe de Fundação F2

Designação

Classe de Tráfego

Camada de base

Camada de sub-base

FL4.1 FL4.2 FL5 FL6.1 FL6.1a FL6.2 FL7 FL7a FL8.1 FL8.2 FL9

T1 T1 T5 T1 T1 T1 T5 T5 T1 T1 T5

Desgaste BDRug-3 BD-5 BD-5 BDRug-3 BDRug-3 BD-5 BD-5 BD-5 BDRug-3 BD-5 BD-5

Regularização MB-7 MB-7 MB-6 MB-7 MB-6 MB-7 MB-11 MB-9 MB-7 MB-7 MB-7

Base - Camada 2 MB-9 MB-8 MB-7 MB-8 MB-7 MB-7 MB-7 MB-12

Base - Camada 1 MB-9 MB-8 MB-8 MB-7 MB-7 MB-7

BG-20 BG-20 BG-20 BG-20 BG-20

SbG-20 SbG-20 SbG-20 SbG-20 SbG-20 SbG-20 SbG-20 SbG-20 SC-20 SC-20 SC-20

F3

Camadas betuminosas

Classe de Fundação

Designação

Classe de Tráfego

Camada de base

Camada de sub-base

Os pavimentos que na sua designação consta a letra “a”, significa que face ao pavimento que se

encontra imediatamente antes sofreu uma optimização, que corresponde à diminuição das

60

espessuras, não deixando de respeitar o período de dimensionamento para pavimentos flexíveis de

20 anos.

4.2.3 – Verificação da vida útil das estruturas de pavimento novo

Tendo em vista obter elementos adicionais relativos à capacidade de carga das estruturas de

pavimento seleccionadas para análise, foi efectuado o cálculo da sua vida útil, utilizando

metodologias de dimensionamento de pavimentos baseadas na análise estrutural complementada

com resultados da observação do comportamento de pavimentos. As metodologias utilizadas para o

efeito reflectem a prática actualmente seguida na fase de projecto de execução de infra-estruturas

rodoviárias, adoptando-se critérios de dimensionamento adequados a este tipo de pavimento em

análise, tendo em atenção as características dos materiais geralmente empregues em pavimentação

no nosso país.

O método adoptado para o cálculo da vida útil dos pavimentos flexíveis assenta na determinação da

resposta da estrutura do pavimento à acção dos rodados dos veículos (neste caso o eixo padrão de

130 kN), e na determinação do número de aplicações de carga que conduz à ruína (deformação

permanente ou fendilhamento por fadiga), em função das tensões e/ou extensões calculadas em

determinados pontos críticos da estrutura (LNEC, 2008).

O cálculo dos estados de tensão e de deformação induzidos pelos veículos foi realizado admitindo

que o pavimento é constituído por um conjunto de camadas horizontais e homogéneas. O pavimento

foi modelado através de um conjunto de camadas sobrepostas e compostas por materiais isotrópicos

assentes sobre um meio semi-infinito (a fundação) tendo-se admitido que existia aderência perfeita

entre duas camadas consecutivas. Considerou-se que os materiais constituintes das camadas do

pavimento e respectiva fundação possuem comportamento elástico-linear e isotrópico. Na modelação

do comportamento estrutural do pavimento recorreu-se ao programa de cálculo automático BISAR,

baseado no sistema “multi-camadas”.

Os critérios de dimensionamento usualmente adoptados para pavimentos flexíveis referem-se a dois

tipos de mecanismos de ruína: o fendilhamento por fadiga das camadas de misturas betuminosas e a

ocorrência de deformações excessivas à superfície na zona das rodeiras. Foram adoptados os

seguintes critérios preconizados pela Shell (Shell, 1978):

• Limitação do fendilhamento por fadiga das camadas betuminosas:

( ) 2,036,008,1856,0 −− ⋅+⋅= NEVbtε (4.1)

61

Sendo bV a percentagem volumétrica de betume e E o módulo de deformabilidade da mistura

betuminosa, em Pa; tε e N representam, respectivamente, a extensão máxima de tracção induzida

na camada e o correspondente número admissível de aplicações de carga que a induz.

• Limitação da contribuição da fundação para a formação de deformações permanentes

excessivas:

25,02108,1 −− ××= Ncε (4.2)

Onde cε representa a extensão vertical máxima de compressão no topo do solo de fundação para

uma fiabilidade de 95% e N corresponde ao numero de passagens admissíveis.

a) Características do tráfego

Optou-se por exprimir a vida útil dos pavimentos em termos de número equivalente de passagens de

eixos de 130 kN, por ser este o eixo padrão correntemente adoptado pelos projectistas portugueses

para o dimensionamento de pavimentos flexíveis.

Na Quadro 4.3 apresentam-se os principais elementos que caracterizam as classes de tráfego a que

correspondem as estruturas analisadas:

• TMDAp;

• Taxa de crescimento anual (t);

• Factor de agressividade (α);

• Número acumulado de passagens de eixos padrão (NAEP130) para 20 anos, por ser este o

período de dimensionamento recomendado no Manual de Concepção para pavimentos

flexíveis.

O factor de agressividade (α) apresentado para pavimentos flexíveis, foi determinado a partir do

correspondente valor do Manual de Concepção para eixos padrão de 80 kN (α80), pela expressão:

4

80130

80

×= αα (4.3)

Quadro 4.3. NAEP130 correspondentes às classes de tráfego analisadas (LNEC, 2008)

Classes de Tráfego TMDAp t

Pavimentos Flexíveis

α NAEP130

Max % 20 anos

T1 2000 5 0,8 1,9E+07

T5 300 3 0,3 1,2E+06

b) Características dos materiais de pavimentação

Fundação

62

Adoptaram-se para os módulos de deformabilidade da fundação dos pavimentos os valores de

cálculo correspondentes a 60 MPa para classe de fundação F2, e 100 MPa para classe de fundação

F3.

Camadas de base e sub-base

Quanto às camadas de base e sub-base em materiais granulares e em solo-cimento adoptaram-se os

valores de módulos de deformabilidade referidos no Manual de Concepção, sendo que, no caso de

materiais granulares, em que os módulos são estimados a partir do módulo da camada inferior, se

limitou o valor do módulo da camada de base a 400 MPa (LNEC, 2008).

Camadas com Misturas Betuminosas

Os valores adoptados para os módulos de rigidez das misturas betuminosas foram estimados pelo

método da Shell, para uma velocidade de circulação de 60 km/h, tendo em atenção os seguintes

pressupostos (LNEC, 2008):

• Condições climáticas

Consideraram-se as condições climáticas características da região de Lisboa, tendo-se recorrido para

o efeito às estatísticas publicadas pelo Instituo Nacional de Meteorologia e Geofísica (INMG). Com

base nas temperaturas médias mensais do ar, foi determinada a temperatura média anual ponderada

do ar (17,9ºC) e as correspondentes temperaturas de projecto das camadas de misturas

betuminosas, que variaram entre 22,0 e 27,5ºC consoante a espessura da camada.

• Composição das misturas betuminosas

Os elementos considerados relativamente às características do ligante e à composição das misturas

betuminosas, para efeitos de estimativa do módulo de rigidez e de aplicação do critério de

dimensionamento à fadiga apresentam-se na Quadro 4.4.

Quadro 4.4. Composição adoptada para as misturas betuminosas

Camada Mistura Características do ligante Composição da mistura

Classe Penr (0,1mm) TABr (ºC) Vb (%) Vv (%)

Desgaste

Betão

betuminoso 35 / 50 27 60 12 5

Micro-betão

betuminoso

rugoso

Modificado Para efeitos de análise estrutural, este material foi associado à

camada subjacente

Regularização /

Base

Macadame

betuminoso 35 / 50 27 60 10 5

Vb – Percentagem volumétrica de betume Penr – Penetração do betume recuperado

Vv – Porosidade TABr – Temperatura de amolecimento do betume recuperado

Na Quadro 4.5 resumem-se as características consideradas para os materiais das camadas.

63

Quadro 4.5. Características dos materiais das camadas dos pavimentos flexíveis

FL1 FL1a FL2 FL3 FL4 FL5 FL6 FL6a FL7 FL7a FL8 FL9

T5 T5 T5 T5 T1 T5 T1 T1 T5 T5 T1 T5

22 20 18 16 28 18 26 23 16 14 24 12

20 20 20 20 20

20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20


T5 T5 T5 T5 T1 T5 T1 T1 T5 T5 T1 T5

5300 5300 5200 5100 5500 5200 5400 5300 5100 5000 5400 4900

300 400 400 400 400

120 120 120 1000 200 200 200 200 200 200 1000 1000


T5 T5 T5 T5 T1 T5 T1 T1 T5 T5 T1 T5

0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35

0,35 0,35 0,35 0,35 0,35

0,35 0,35 0,35 0,30 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,30 0,30

...Fundação ...

Designação

Tráfego

Base

Designação

Tráfego

a) Espessura (cm)

Tráfego

Base

Base

Sub-base

b) Módulo de Elasticidade (MPa)

Fundação 60 100

Sub-base

Camadas betuminosas

Camadas betuminosas

Camadas betuminosas

c) Coeficiente de Poisson

0,35 0,35

Sub-base

Fundação

Designação

c) Cálculo da vida útil dos pavimentos

No Quadro 4.6 apresentam-se os números máximos admissíveis de passagens de eixos padrão de

130 kN, para os diferentes pavimentos flexíveis considerados. As extensões obtidas ( tε - extensão

máxima de tracção na base das camadas betuminoso; cε - extensão máxima de compressão no topo

da fundação) pelo BISAR são da ordem (x10^-6).

Quadro 4.6. Numero máximo admissível de eixos padrão de 130 kN para os pavimentos flexíveis (LNEC, 2008)

Designação BISAR Critério de

fadiga

Critério de

deformação NAEP130

Vida útil

(anos)

Período de

dimensionamento tε cε

FL1 152 -433 3,18E+06 2,99E+06 2,99E+06 >35 >35

FL1a 173 -496 1,70E+06 1,74E+06 1,70E+06 26,2 25

FL2 160 -403 2,55E+06 3,97E+06 2,55E+06 34,2 30

FL3 113 -481 1,53E+07 1,96E+06 1,96E+06 28,8 25

FL4 92 -235 3,62E+07 3,47E+07 3,47E+07 28,3 25

FL5 171 -434 1,84E+06 2,95E+06 1,84E+06 27,6 25

FL6 87 -193 5,17E+07 7,58E+07 5,17E+07 34,7 35

FL6a 101 -233 2,50E+07 4,23E+07 2,50E+07 23,4 20

FL7 157 -323 2,95E+06 9,60E+06 2,95E+06 >35 35

FL7a 181 -363 1,49E+06 6,05E+06 1,49E+06 23,8 20

FL8 71 -256 1,37E+08 2,46E+07 2,46E+07 23,2 20

FL9 130 -487 8,00E+06 1,87E+06 1,87E+06 27,9 25

64

Tendo em conta o número acumulado de eixos padrão obtido, determinou-se o período de vida útil

associado a cada um dos tipos de pavimentos analisados. Esta vida útil, em anos, foi calculada em

função das taxas de crescimento anual e dos factores de agressividade do tráfego pesado

apresentados no Quadro 4.3.

Os resultados apresentados no Quadro 4.6, indicam que os números máximos admissíveis de eixos

padrão de 130 kN correspondem a períodos de vida útil superiores a 20 anos, ou seja, as estruturas

seleccionadas satisfazem os critérios de dimensionamento.

Observa-se também que os resultados apresentados referem apenas aos mecanismos de

degradação considerados no dimensionamento estrutural dos pavimentos, expressos através dos

critérios de dimensionamento. No entanto, ocorrem outros tipos de degradações ao longo do ciclo de

vida dos pavimentos, que levam à necessidade de realização de obras de conservação e reabilitação,

que serão tomados em consideração através de modelos de evolução das degradações que se

apresentam no subcapítulo seguinte.

4.3 – Planeamento para o período de análise

Neste subcapítulo apresentam-se os tipos de medidas de conservação e reabilitação considerados no

cálculo dos custos ao longo do ciclo de vida dos diferentes tipos de pavimentos estudados. Estas

medidas incluem acções de conservação preventiva periódica e acções de reabilitação estrutural, e

têm por base a previsão do estado dos pavimentos com base em modelos de evolução do PSI e do

fendilhamento com origem à superfície dos pavimentos flexíveis.

De seguida serão apresentados os indicadores do estado do pavimento considerados na análise e

face a estes indicadores, as estratégias de conservação e reabilitação adoptadas. (LNEC, 2008)

a) Indicadores do estado dos pavimentos

As medidas de conservação e reabilitação a considerar no presente estudo para os pavimentos

flexíveis relacionar-se-ão com os seguintes indicadores do estado dos pavimentos.

Fendilhamento

O fendilhamento com origem à superfície ocorre predominantemente na zona da passagem dos

rodados dos veículos.

A intervenção a realizar neste caso, com carácter preventivo, é a aplicação de uma nova camada de

desgaste, precedida da fresagem de algumas reparações pontuais da camada de desgaste existente

(fresagem e reposição da mistura até uma profundidade de 5cm, em 20% da área). Considera-se que

não existem condicionamentos relativamente á cota da superfície do pavimento, razão pela qual não

é necessário remover a totalidade da camada existente antes da aplicação do tratamento superficial.

O fendilhamento por fadiga é um dos mecanismos de degradação considerados explicitamente nos

métodos de dimensionamento de pavimentos, pelo que se admite que o aparecimento deste tipo de

65

degradação numa extensão significativa ocorrerá apenas no final da vida útil do pavimento. Nessa

altura, deverá proceder-se à reabilitação estrutural do pavimento, que consistirá na aplicação de um

reforço constituído por uma camada de regularização e uma camada de desgaste, precedido de

algumas reparações pontuais em 30% da área. Mais uma vez, admite-se que não haverá

condicionamentos de cota do pavimento.

Deformação permanente

As deformações permanentes com origem estrutural são passíveis de ocorrer no final da vida útil dos

pavimentos, uma vez que estão associadas a um dos critérios utilizados no dimensionamento dos

pavimentos, tal como o fendilhamento por fadiga.

Quanto à deformação permanente com origem nas camadas betuminosas, considera-se que é um

fenómeno que pode ser evitado através de uma correcta formulação das misturas betuminosas

aplicadas nas camadas de desgaste e de regularização.

Assim, admite-se que não haverá necessidade de proceder à execução de acções de conservação e

reabilitação associadas à ocorrência de deformações permanentes, excepto quando se atinge o final

da vida útil do pavimento, altura em que se realizará uma actuação de reabilitação estrutural.

Irregularidade longitudinal

Nos pavimentos flexíveis construídos de acordo com as exigências actuais, observa-se pouca

evolução da irregularidade longitudinal da superfície. Assim, no presente estudo, considera-se que

não será necessário tomar quaisquer medidas de conservação e reabilitação dos pavimentos flexíveis

associadas à ocorrência de irregularidade longitudinal.

Características anti-derrapantes

A evolução das características anti-derrapantes dos pavimentos depende essencialmente da textura

superficial da camada de desgaste e dos tipos de agregados nela utilizados. Considera-se que, no

caso dos pavimentos flexíveis não haverá necessidade de realizar medidas de conservação e

reabilitação destinadas a melhorar as características anti-derrapantes, uma vez que esta melhoria

será garantida pelas acções de reabilitação destinadas a corrigir o fendilhamento com origem à

superfície.

Uma vez que esta dissertação tem como objectivo a análise comparativa dos custos associados a

diferentes soluções de pavimentação, excluem-se as acções de conservação que não estão

directamente relacionadas com os pavimentos, tais como as medidas destinadas à conservação dos

órgãos de drenagem.

66

b) Estratégias de conservação e reabilitação

No caso do pavimento FL1, cujo período de dimensionamento excede os 35 anos, consideraram-se

apenas medidas de conservação preventiva e reabilitação superficial, combinando, sempre que

possível, os dois tipos de medidas numa única intervenção.

No caso dos restantes pavimentos flexíveis, cujos períodos de dimensionamento variam entre os 20 e

os 35 anos, as estratégias adoptadas são função do período de dimensionamento, que condiciona a

necessidade de aplicar medidas de reabilitação estrutural, e da classe de tráfego, uma vez que se

considera que para os pavimentos de classe T5 não será necessária a execução de medidas de

reabilitação superficial antes de 15 anos após entrada em serviço, enquanto para os pavimentos de

classe T1 se considera necessária a execução de uma reabilitação superficial cada 10 anos.

São assim considerados os cenários de conservação e reabilitação que se apresentam em seguida.

a) Estruturas destinadas a tráfego T5, com período de dimensionamento de 20 anos (FL7a):

Considera-se que não é aceitável realizar uma reabilitação superficial ao fim de 15 anos, seguida de

uma reabilitação estrutural ao fim de 20 anos. Assim, opta-se por atrasar a reabilitação superficial e

antecipar a reabilitação estrutural, combinando-as numa única intervenção aos 17 anos. Esta

intervenção pode ser um reforço estrutural precedido de tratamentos localizados ou reciclagem com

cimento seguida da aplicação de uma nova camada de desgaste. A opção de reciclagem é

considerada apenas para uma das estruturas nestas condições. A nova estrutura terá um período de

dimensionamento de 20 anos, sendo necessária uma nova reabilitação superficial aos 32 anos (15

anos após a primeira intervenção).

b) Estruturas destinadas a tráfego T5 com período de dimensionamento de 25 a 30 anos (FL1a, FL2,

FL3, FL5, FL9):

Considera-se necessário realizar uma reabilitação superficial ao fim de 15 anos, o que contribuirá

para prolongar um pouco a vida útil da estrutura até aos 30 anos. Nessa altura será necessária a

execução de uma reabilitação estrutural.

c) Estrutura destinadas a tráfego T5 com período de dimensionamento de 35 anos (FL7):

Considera-se necessário realizar uma reabilitação superficial ao fim de 15 anos. Opta-se por atrasar a

segunda reabilitação superficial e combiná-la com uma reabilitação estrutural aos 32 anos.

d) Estruturas destinadas a tráfego T1 com período de dimensionamento de 20 a 25 anos (FL4, FL6a,

FL8):

Considera-se necessário realizar uma reabilitação superficial ao fim de 10 anos, uma reabilitação

estrutural ao fim de 20 anos, e uma nova reabilitação superficial aos 30 anos. A reabilitação estrutural

pode ser realizada através de um reforço estrutural precedido de tratamentos localizados ou de

reciclagem com cimento seguida da aplicação de novas camadas de regularização e de desgaste.

e) Estruturas destinadas a tráfego T1 com período de dimensionamento de 35 anos (FL6):

67

Considera-se necessário realizar reabilitações superficiais aos 10 e aos 20 anos. Opta-se por atrasar

a terceira reabilitação superficial e combiná-la com uma reabilitação estrutural aos 32 anos.

O resumo das acções de conservação e reabilitação encontra-se no Quadro 4.7.

Quadro 4.7. Resumo das acções de conservação e reabilitação (LNEC, 2008)

Identificação 1 2 3 4 5 6 7

Combinação

de acções

Fresagem e

reposição 5

cm, nova

camada de

desgaste em

BD (5 cm)

Fresagem e

reposição 5

cm, nova

camada de

desgaste em

BBRug (4 cm)

Fresagem e

reposição 5

cm, reforço

em MBD (5

cm), nova

camada de

desgaste em

BD (5 cm)

Fresagem e

reposição 5

cm, reforço

em MB (7

cm), nova

camada de

desgaste em

BD (5 cm)

Fresagem e

reposição 5

cm, reforço

em MB (8

cm), nova

camada de

desgaste em

BBRug (4 cm)

Reciclagem

com cimento

em 20 cm de

profundidade,

camada de

MB com 6 cm

Reciclagem

com cimento

em 20 cm de

profundidade,

camada de

MB com 6

cm, camada

de desgaste

em BBRug (4

cm)

O programa das actividades de conservação e reabilitação é apresentado no Anexo 2.

4.4 – Síntese

A definição das estruturas de pavimento baseou-se no Manual de Concepção de Pavimentos para a

Rede Rodoviária Nacional. Para as classes de fundação F2 e F3 e para as classes de tráfego T5 e

T1, foram seleccionadas 15 estruturas de pavimento para análise. Estas estruturas são constituídas

pelos materiais de pavimentação mais correntes, cujas características físicas e de comportamento

mecânico cumprem os requisitos do Caderno de Encargos Tipo da EP.

Verificou-se, com recurso a métodos de dimensionamento habitualmente utilizados nos projectos de

pavimentação, que a vida útil das estruturas seleccionadas excede 20 anos. Observa-se no entanto

que, esta vida útil calculada se refere apenas a mecanismos de ruína estruturais, sendo necessário

ter em consideração, durante a fase de exploração das infra-estruturas, a realização de obras de

conservação, que garantam a integridade das estruturas e de obras de conservação e reabilitação

relacionadas com o desgaste superficial dos pavimentos.

Para tal, indicaram-se os principais indicadores utilizados, tais como, fendilhamento, deformação

permanente, irregularidade longitudinal e características anti-derrapantes, para descrever o estado

dos pavimentos rodoviários e apresentaram-se os modelos de evolução, tendo em vista estabelecer

as medidas de conservação e reabilitação a realizar ao longo do ciclo de vida. Nem sempre é

possível estabelecer com base na bibliografia, modelos de evolução adequados, optando-se por

estabelecer a periodicidade das intervenções destinadas a corrigir o tipo de degradação apenas com

base na prática corrente das entidades responsáveis pela exploração de infra-estruturas rodoviárias

em Portugal. Esta questão associada às dificuldades de prever a evolução do comportamento dos

pavimentos, apresenta-se uma das mais sensíveis e importantes a ter sempre em consideração.

68

Definidas as espessuras das camadas e o tipo de materiais a utilizar para cada estrutura de

pavimento e estabelecido também, o programa de conservação e reabilitação, estão criadas as bases

para pavimento a pavimento, se estimarem os custos de ciclo de vida.

69

Capítulo 5 – Custos envolvidos

5.1 – Generalidades

Para todas as estruturas seleccionadas de pavimentos, procedeu-se à identificação exaustiva dos

custos unitários de construção, conservação e reabilitação, tendo em conta os materiais, aplicações e

espessuras.

Os custos unitários que foram possível obter são apresentados no Anexo 3 e reportam-se à mínima,

média e máxima nacional dos custos das obras da EP, Tecnovia e Alves Ribeiro no ano de 2007 e

2008.

Alguns dos custos unitários foram estimados com base nos custos correspondentes a aplicações em

camadas com diferentes espessuras. Foi este o caso do macadame betuminoso, aplicado em

camadas, quer de base ou de regularização e do solo-cimento fabricado em central, cujos custos

unitários para as diferentes espessuras seleccionadas se basearam no custo relativo ao fabrico in situ

para a espessura de 25 cm.

Após identificação dos custos unitários, efectuou-se uma estimativa dos custos suportados pela

administração rodoviária, dos custos suportados pelos utentes e ainda dos custos ambientais.

5.2 – Custos suportados pela administração rodoviária

5.2.1 – Custos de construção

A estimativa do custo de construção de cada estrutura de pavimento seleccionada para análise

resultou da aplicação directa dos custos unitários relativos não só aos materiais constituintes das

camadas mas também associados a outros materiais, tais como regas de cura de camadas tratadas

com ligantes hidráulicos, regas de impregnação e de colagem.

Os custos reportam-se à unidade de área de pavimentação e o seu cálculo detalhado é apresentado

no Anexo 4.

O Quadro 5.1 apresenta a estimativa dos custos totais de construção das estruturas de pavimento em

análise para a classe de tráfego T5.

Quadro 5.1. Custos totais de construção das estruturas em análise para classe de tráfego T5

Designação FL1 FL1a FL2 FL3 FL5 FL7 FL7a FL9

Custo mínimo (€/m2) 14,11 13,47 14,97 12,76 12,02 13,74 13,17 10,92

Custo médio (€/m2) 24,28 22,73 25,30 19,49 21,05 23,14 21,84 16,45

Custo máximo (€/m2) 33,28 30,91 34,47 25,53 29,49 30,89 29,54 22,21

O Quadro 5.2 apresenta a estimativa dos custos totais de construção das estruturas de pavimento em

análise para a classe de tráfego T1.

70

Quadro 5.2. Custos totais de construção das estruturas em análise para classe de tráfego T1

Designação FL4.1 FL4.2 FL6.1 FL6.1a FL6.2 FL8.1 FL8.2

Custo mínimo (€/m2) 18,44 18,00 20,82 18,38 19,00 17,89 17,58

Custo médio (€/m2) 29,65 29,59 32,13 29,61 32,14 26,77 26,50

Custo máximo (€/m2) 38,32 39,23 40,02 38,27 43,55 34,00 34,51

5.2.2 – Custos de conservação e reabilitação

Para cada medida de conservação e reabilitação estimou-se um custo mínimo, médio e máximo,

resultantes da combinação das acções que a cada medida diz respeito.

No Quadro 5.3 é apresentado o custo das medidas de conservação e reabilitação.

Quadro 5.3. Custo das medidas de conservação e reabilitação

Identificação da medida de

conservação e reabilitação 1 2 3 4 5 6 7

Total (€/m2)

Custo mínimo 3,91 4,71 6,89 7,86 9,63 6,07 10,00

Custo médio 7,39 7,03 12,45 14,09 14,58 9,29 14,95

Custo máximo 11,60 9,08 18,44 20,62 18,43 12,10 19,11

De acordo com o programa das actividades de conservação e reabilitação, é estimado o custo total

de conservação e reabilitação para cada pavimento em análise.

O Quadro 5.4 apresenta uma estimativa dos custos totais de conservação e reabilitação das

estruturas de pavimento em análise para a classe de tráfego T5.

Quadro 5.4. Custos totais de conservação e reabilitação das estruturas em análise para classe de tráfego T5

O Quadro 5.5 apresenta a estimativa dos custos totais de conservação e reabilitação das estruturas

de pavimento em análise para a classe de tráfego T1.

Quadro 5.5. Custos totais de conservação e reabilitação das estruturas em análise para classe de tráfego T1

A estimativa dos custos das medidas de conservação encontra-se no Anexo 5 e a estimativa dos

custos totais de conservação e reabilitação no Anexo 6.

Designação FL1 FL1a FL2 FL3 FL5 FL7 FL7a FL7a

(alt) FL9

Custo mínimo (€/m2) 7,83 10,81 10,81 10,81 10,81 10,81 10,81 9,98 10,81

Custo médio (€/m2) 14,77 19,83 19,83 19,83 19,83 19,93 19,93 16,68 19,93

Custo máximo (€/m2) 23,21 30,05 30,05 30,05 30,05 30,05 30,05 23,70 30,05

Designação FL4.1 FL4.1

(alt) FL4.2 FL6.1

FL6.1

(alt) FL6.1a

FL6.1a

(alt) FL6.2 FL8.1

FL8.1

(alt) FL8.2

Custo mínimo

(€/m2) 19,04 19,41 15,68 19,04 19,41 19,04 19,41 15,68 19,04 19,41 15,68

Custo médio

(€/m2) 28,64 29,01 28,86 28,64 29,01 28,64 29,01 28,86 28,64 29,01 28,86

Custo máximo

(€/m2) 36,58 37,27 43,83 36,58 37,27 36,58 37,27 43,83 36,58 37,27 43,83

71

5.2.3 – Valor Residual

O cálculo do valor residual de pavimentos rodoviários pressupõe dois tipos de abordagens: a

valorização monetária, para efeitos de reciclagem, da estrutura de pavimento existente no final do

período de análise, ou a contribuição da estrutura em termos funcionais e/ou estruturais para a

gestão futura do pavimento. Uma vez que não foram consideradas estruturas de pavimentos nas

quais a condição estrutural e funcional do pavimento aos 35 anos aponte para uma necessidade

iminente de reciclagem e reconstrução, optou-se por considerar o valor residual associado à vida útil

da última intervenção de carácter estrutural no pavimento (a componente funcional é pouco

significativa e comum a todos os pavimentos em geral) (LNEC, 2008).

Desta forma a estimativa do valor residual de cada pavimento em análise é dada pela expressão:

( )20

PACVR

−×= (5.1)

Em que:

C - Custo da intervenção estrutural do pavimento

A - Ano da próxima intervenção estrutural do pavimento (ano da intervenção estrutural do pavimento mais 20 anos);

P - Período de análise (35 anos).

Considerou-se 20 anos como a duração em termos de vida útil das intervenções de carácter

estrutural.

No Quadro 5.6 apresenta-se a estimativa para o valor residual dos pavimentos em análise referentes

à classe de tráfego T5.

Quadro 5.6. Valor Residual para os pavimentos em análise de classe de tráfego T5


(alt) FL9

VR mínimo (€/m2) 0 5,17 5,17 5,17 5,17 5,86 0,69 0,61 5,17

VR médio (€/m2) 0 9,33 9,33 9,33 9,33 10,58 1,24 0,93 9,33

VR máximo (€/m2) 0 13,83 13,83 13,83 13,83 15,68 1,84 1,21 13,83

No Quadro 5.7 apresenta-se a estimativa para o valor residual dos pavimentos em análise referentes

à classe de tráfego T1.

Quadro 5.7. Valor Residual para os pavimentos em análise de classe de tráfego T1


(alt) FL4.2 FL6.1

FL6.1

(alt) FL6.1a

FL6.1a

(alt) FL6.2 FL8.1

FL8.1

(alt) FL8.2

VR mínimo

(€/m2) 2,41 2,50 1,96 8,18 8,50 2,41 2,50 6,68 2,41 2,50 1,96

VR médio

(€/m2) 3,65 3,74 3,52 12,39 12,71 3,65 3,74 11,98 3,65 3,74 3,52

VR máximo

(€/m2) 4,61 4,78 5,16 15,66 16,25 4,61 4,78 17,53 4,61 4,78 5,16

72

É de referir que, para a estrutura de pavimento FL1 (cujo período de dimensionamento inicial excede

os 35 anos), tomou-se um valor residual igual a 0, no final do período de análise, o que corresponde a

admitir que nessa altura a capacidade estrutural do pavimento estaria esgotada.

5.3 – Custos suportados pelos utentes

A inclusão do custo dos utentes no âmbito de análises de ciclo de vida de pavimentos rodoviários

engloba tipicamente os seguintes custos: o custo de operação dos veículos, o custo do tempo de

percurso e o custo dos acidentes.

Em análise de ciclo de vida, apenas faz sentido considerar os custos que, efectivamente, se espera

que possam vir a ser diferentes entre as diversas alternativas. Deste modo, o custo de operação dos

veículos dificilmente poderá vir a assumir diferenças entre as alternativas uma vez que, todas elas

pressupõem idênticas condições de comodidade e conforto na circulação. A inclusão do custo dos

acidentes implicaria o conhecimento de diferentes valores de sinistralidade, associados aos diversos

tipos de pavimentos considerados. Assim, a inclusão na análise de ciclo de vida de custos do utente

recairá sobre os custos do tempo de percurso pois, apenas nesta componente, se espera que

possam surgir diferenças entre as diferentes alternativas.

Mesmo dentro do tempo de percurso, apenas será relevante estimar as diferenças neste no âmbito

das soluções consideradas. Naturalmente, essas diferenças apenas se farão sentir ao longo do ciclo

de vida no que diz respeito à ocorrência de intervenções de conservação de reabilitação que poderão

assumir maiores ou menores impactes na circulação dos veículos. A abordagem tradicional neste

aspecto implica a atribuição de um valor monetário a cada hora de viagem de cada veículo (em

função da sua categoria, motivo da viagem, etc.) e, posteriormente, ao cálculo do tempo de percurso

extra sempre que existem intervenções que causem constrangimentos à circulação, chegando-se a

uma valorização monetária para essa esse constrangimento. Esta abordagem tem associada dois

tipos de dificuldades: por um lado, a definição de uma valorização monetária a uma hora de tempo de

viagem de cada veículo é uma fonte de incertezas, por outro, é necessário saber à partida a

configuração das zonas de trabalhos pois só assim, se poderá calcular, com a devida exactidão, um

valor para o tempo de percurso extra.

Face a isto, optou-se por uma abordagem mais simples que consiste na estimativa do número de dias

ao longo do ciclo de vida de uma determinada estrutura de pavimento, nos quais a mesma estará

sujeita a intervenções de conservação e reabilitação (LNEC, 2008). Ainda que não seja possível

deste modo chegar a uma valorização monetária concreta, admite-se que a duração total das

intervenções é um bom indicador desse custo.

Desta forma, é necessário estimar a duração de cada medida de intervenção de conservação e

reabilitação e, em seguida, somar todas as durações de intervenção ocorridas ao longo do período de

análise correspondentes a cada pavimento. As durações foram estimadas a partir de informações de

73

rendimentos de trabalho obtidas no âmbito da Acção COST 343 (COST, 2003) para cada uma das

operações que compõem as intervenções definidas. De forma a tornar mais perceptível os valores

das durações, admitiu-se uma análise em troços com a extensão de 10 km e duas vias em cada

sentido com largura de 3,5 m (de modo a ter uma duração das intervenções por troço e não por m2).

A estimativa da duração das medidas de intervenção é apresentada no Quadro 5.8 e no Anexo 7 é

demonstrado todo o seu cálculo.

Quadro 5.8. Duração das medidas de intervenção

Identificação da medida de

conservação e reabilitação 1 2 3 4 5 6 7

Total Duração (dias) 16 16 22 22 22 47 47

Duração (horas) 126 126 177 177 177 373 373

Foi considerado que um dia de trabalho corresponde a 8 horas.

No Quadro 5.9 apresenta-se a estimativa das durações totais de intervenção para cada pavimento

em análise pertencentes à classe de tráfego T5.

Quadro 5.9. Duração total das intervenções para cada pavimento de classe de tráfego T5


(alt) FL9

Duração (dias) 32 38 38 38 38 38 38 62 38

No Quadro 5.10 apresenta-se a estimativa das durações totais de intervenção para cada pavimento

em análise pertencentes à classe de tráfego T1.

Quadro 5.10. Duração total das intervenções para cada pavimento de classe de tráfego T1


(alt) FL4.2 FL6.1

FL6.1

(alt) FL6.1a

FL6.1a

(alt) FL6.2 FL8.1

FL8.1

(alt) FL8.2

Duração (dias) 54 78 54 54 78 54 78 54 54 78 54

No Anexo 8 encontra-se a estimativa das durações totais de intervenção de conservação e

reabilitação.

5.4 – Custos Ambientais

A inclusão de custos ambientais neste tipo de análise é uma preocupação bastante pertinente.

Todavia, à inclusão destes custos estão associadas diversas dificuldades relativas à contabilização

de custos relacionados com as emissões associadas ao transporte e ao fabrico, o tratamento de

resíduos, o ruído, etc. Deste modo, optou-se apenas por estabelecer o volume de material utilizado

para a construção, conservação e reabilitação (incluindo fresagens) como indicador do impacte

ambiental de cada uma das soluções (LNEC, 2008). Entende-se que as soluções para as quais se

74

utilize um menor volume de material (m3) por cada unidade de área de pavimento (m2) são, do ponto

de vista ambiental, melhores escolhas.

Esta análise foi efectuada exclusivamente para as estruturas com tráfego T1 uma vez que, algumas

das estruturas com tráfego T5 estão associadas a uma classe de fundação diferente (F2 em vez de

F3), diferença essa que se reflecte nas espessuras de dimensionamento (LNEC, 2008). Deste modo,

não se tendo a mesma base de comparação, optou-se para realizar apenas a análise ambiental para

as estruturas de pavimento associadas a tráfego T1.

No Quadro 5.11 apresenta-se a estimativa dos custos ambientais para cada pavimento em análise

pertencentes à classe de tráfego T1 e no Anexo 9 é demonstrado o seu cálculo.

Quadro 5.11. Estimativa dos custos ambientais para pavimentos de classe de tráfego T1


(alt) FL4.2 FL6.1

FL6.1

(alt) FL6.1a

FL6.1a

(alt) FL6.2 FL8.1

FL8.1

(alt) FL8.2

Volume de

construção

(m3/ m2)

0,75 0,71 0,77 0,93 0,89 0,90 0,86 0,95 0,71 0,67 0,73

5.5 – Síntese

No Quadro 5.12 apresenta-se, de um modo geral e em termos médios, as conclusões obtida para os

diferentes custos.

Quadro 5.12. Conclusões obtidas para os diferentes custos

Custos de

construção

• Os pavimentos optimizados apresentam maior valia.

• O menor custo corresponde aos pavimentos que recorrem a solo-

cimento e não aos de base granular.

• Custo semelhante para os dois tipos de camada desgaste.

Custos de

conservação e

reabilitação

• A optimização não apresenta maior valia.

• A reciclagem só é vantajosa no caso do pavimento FL7a.

• Custo idêntico entre pavimentos com solo-cimento ou base granular.

• O custo associado à camada de desgaste em micro-betão betuminoso

rugoso é ligeiramente mais baixo.

Custos

suportados pelos

utentes

• A optimização não apresenta maior valia.

• O uso da reciclagem faz aumentar a duração total das intervenções em

cerca de 44%.

• Custo idêntico entre pavimentos com solo-cimento ou base granular.

• Custo semelhante para os dois tipos de camada de desgaste.

Custos

ambientais

• A reciclagem e a optimização de pavimentos apresentam maior valia.

• O menor custo corresponde aos pavimentos que recorrem a solo-

cimento e não aos de base granular.

75

Capítulo 6 – Avaliação económica dos casos tipo

6.1 – Metodologia

Depois de se obterem os custos suportados pela administração rodoviária, foi utilizado o Método do

Valor Actual para proceder à avaliação económica dos casos tipo ao longo do seu ciclo de vida,

baseado numa análise determinística.

Ao valor total actual dos custos para um determinado pavimento alternativo (NPV), num período de

análise de 35 anos, foi ainda realizada uma análise de risco, que permitiu analisar a variabilidade de

custos. Esta análise de risco, efectuada com o auxílio do programa de cálculo “RISK 5.0 for Excel”,

considerou que os custos suportados pela administração apresentam uma distribuição triangular, em

que o valor mais provável corresponde à média dos custos.

Numa perspectiva determinística, efectuou-se ainda uma análise multi-critério que atribuiu várias

ponderações aos diferentes custos. Este tipo de análise serviu também para incluir os custos

suportados pelos utentes e os custos ambientais, que ainda não tinham sido tratados por qualquer

das análises anteriormente referidas.

As várias análises anteriormente referidas focam vários aspectos, como por exemplo o

dimensionamento optimizado de pavimentos, a utilização da reciclagem, a aplicação de solo-cimento

em sub-base, a aplicação de base granular e a construção da camada de desgaste em betão

betuminoso de 5 cm ou em micro-betão betuminoso rugoso de 3 cm.

Todas as conclusões obtidas na avaliação económica referem-se ao presente estudo, não podendo

ser generalizadas. Por um lado, porque os modelos de evolução são sempre falíveis, por outro,

porque os custos podem ser bastante diferentes.

6.2 – Análise com base em valores de referência

6.2.1 – Análise Determinística

Para este tipo de análise foi utilizado o Método do Valor Actual, obtendo-se o custo total actual para

cada pavimento, dado pela equação (Walls e Smith, 1998):

( )

++= ∑

=kn

k

N

k iCustoC&R onstrução Custo de cNPV

1

1

1

(6.1)

Em que,

NPV - valor total do custo actual (Net Present Value);

i - taxa de actualização; n - ano correspondente à intervenção de conservação e reabilitação k;

76

N - número total de intervenções de conservação e reabilitação do pavimento.

A taxa de actualização utilizada foi de 3% tendo esta o objectivo de actualizar gastos futuros ao longo

do período de análise. Os valores recomendados para análises no domínio dos pavimentos

rodoviários situam-se entre os 3% e os 5% (Walls e Smith, 1998). Face à incerteza associada à

evolução das condições económicas ao longo do período de análise optou-se pelo valor de 3%.

Os valores obtidos para o NPV associado a pavimentos com classe de tráfego T5 são apresentados

no Quadro 6.1.

Quadro 6.1. Valores obtidos para o NPV de pavimentos com classe de tráfego T5


(alt) FL9

NPV mínimo

(€/m2) 18,23 16,99 18,48 16,28 15,53 16,84 18,61 18,14 14,44

NPV médio

(€/m2) 32,07 29,28 31,85 26,04 27,61 28,96 31,79 30,00 23,00

NPV máximo

(€/m2) 45,50 41,04 44,60 35,66 39,62 39,93 44,55 40,94 32,34

Analisando os valores médios do NPV, apresenta-se na Figura 6.1,a ordenação para os pavimentos

com classe de tráfego T5.

NPV médio

20,00 €

25,00 €

30,00 €

35,00 €

40,00 €

45,00 €

FL9 FL3 FL5 FL7 FL1 A FL7 A (alt) FL7 A FL2 FL1

Pavimentos

Figura 6.1. NPV para pavimentos com classe de tráfego T5

Pode concluir-se para pavimentos de classe tráfego T5 que:

• os pavimentos constituídos por sub-base em solo-cimento são os mais vantajosos;

• para o pavimento FL7a, o recurso à reciclagem como técnica de intervenção estrutural torna-

se numa solução mais vantajosa;

• no caso do pavimento FL1, recorrer à optimização corresponde a um ganho económico; no

entanto, para o pavimento FL7 isso já não se verifica.

Os valores obtidos para o NPV associado a pavimentos com classe de tráfego T1 são apresentados

no Quadro 6.2.

77

Quadro 6.2. Valores obtidos para o NPV de pavimentos com classe de tráfego T1


(alt) FL4.2 FL6.1

FL6.1

(alt) FL6.1a

FL6.1a

(alt) FL6.2 FL8.1

FL8.1

(alt) FL8.2

NPV mínimo

(€/m2) 28,36 28,53 26,18 27,75 27,79 28,29 28,47 24,76 27,80 27.98 25,76

NPV médio

(€/m2) 44,55 44,72 44,68 42,51 42,54 44,51 44,68 42,94 41,68 41,85 41,59

NPV máximo

(€/m2) 57,38 57,70 62,23 53,39 53,45 57,33 57,65 60,39 53,06 53,38 57,51

Analisando os valores médios do NPV, apresenta-se na Figura 6.2, a ordenação para os pavimentos

com classe de tráfego T1.

NPV médio

20,00 €

25,00 €

30,00 €

35,00 €

40,00 €

45,00 €

FL8.2 FL8.1 FL8.1 (alt) FL6.1 FL6.1 (alt) FL6.2 FL6.1 A FL 4.1 FL4.2 FL6.1 A(alt)

FL4.1 (alt)

Pavimentos

Figura 6.2. NPV para pavimentos com classe de tráfego T1

Da mesma forma, pode concluir-se que para pavimentos de classe tráfego T1:

• o patamar é mais elevado, face aos pavimentos com classe de tráfego T5;

• os pavimentos cuja camada de sub-base é em solo-cimento são os mais vantajosos,

seguindo-se os que possuem base granular;

• a reciclagem como intervenção estrutural não representa mais valia;

• a optimização do pavimento FL6.1 constitui pior opção.

6.2.2 – Análise de Risco

Na análise de risco foi utilizado o programa de cálculo “RISK 5.0 for Excel”, permitindo através de

simulação com 1000 iterações, encontrar a média e o desvio padrão para o NPV.

Assim, para pavimentos com classe de tráfego T5, apresenta-se no Quadro 6.3 a média e o desvio

padrão do NPV.

78

Quadro 6.3. Média e desvio padrão do NPV para pavimentos com classe de tráfego T5


(alt) FL9

Média 31,93 29,10 31,65 25,99 27,58 28,78 31,65 29,69 23,26

Desvio Padrão 4,08 3,70 4,16 2,83 3,76 3,68 3,75 3,46 2,55

Para uma melhor percepção dos diferentes valores apresenta-se a Figura 6.3.

Valor mais provável NPV

20,00 €

25,00 €

30,00 €

35,00 €

40,00 €

45,00 €

FL9 FL3 FL5 FL7 FL1a FL7a alt FL7a FL2 FL1

Pavimentos

Figura 6.3. NPV médio para pavimentos com classe de tráfego T5

Para pavimentos com classe de tráfego T1, apresenta-se no Quadro 6.4 a média e o desvio padrão do

NPV.

Quadro 6.4. Média e desvio padrão do NPV para pavimentos com classe de tráfego T1


(alt) FL4.2 FL6.1

FL6.1

(alt) FL6.1a

FL6.1a

(alt) FL6.2 FL8.1

FL8.1

(alt) FL8.2

Média 43,43 43,65 44,36 41,22 41,26 43,38 43,60 42,69 40,85 41,07 41,62

Desvio Padrão 4,20 4,18 4,69 3,99 4,02 4,24 4,23 5,22 3,49 3,55 3,80

Para uma melhor visualização dos resultados obtidos, apresenta-se a Figura 6.4.

Valor mais provável NPV

20,00 €

25,00 €

30,00 €

35,00 €

40,00 €

45,00 €

FL8.1 FL8.1 alt FL6.1 FL6.1 alt FL8.2 FL6.2 FL6.1a FL4.1 FL6.1a alt FL4.1 alt FL4.2

Pavimentos

Figura 6.4. NPV médio para pavimentos com classe de tráfego T1

79

As conclusões obtidas pela análise das Figuras 6.3 e 6.4 são semelhantes às conclusões obtidas na

análise determinística. No entanto, a análise de risco é fundamental para ter em conta uma possível

variabilidade de valores que possa ocorrer.

Assim, toda e qualquer conclusão a retirar deste tipo de análise deve ser interpretada com certo risco,

uma vez que os desvios padrão obtidos fazem com que os intervalos de confiança dos pavimentos se

intersectem, admitindo-se portanto a possibilidade de poderem ocorrer alterações.

Por ser o NPV o critério de análise que engloba todos os custos administrativos, é-nos possível

concluir pela análise da Figura 6.4 que a construção de camada de desgaste em micro-betão

betuminoso rugoso é uma melhor solução face ao betão betuminoso.

6.3 – Análise Multi-Critério

A metodologia multi-critério de apoio à decisão compreende duas grandes fases: Estruturação e

Avaliação.

Na Estruturação identificam-se as alternativas, os critérios e os atributos (nível de desempenho de

cada alternativa). Aos critérios é atribuído um peso, que se pode adaptar a vários decisores. Os

atributos sofrem uma padronização, ficando compreendidos num intervalo de valores adimensionais

(normalmente entre 0 e 1). Ainda nesta fase é feita uma matriz de impactes, onde é indicado o nível

de desempenho de cada alternativa, segundo cada critério.

A Avaliação pode ser do tipo parcial (segundo cada critério) ou global (considerando todos os

critérios). Caso seja do tipo global, a pontuação das alternativas é realizada segundo o modelo de

agregação aditiva simples (Média ponderada), expresso pela equação (Oliveira, 2006):

( ) ( )aVaV i

n

i

i ×=∑=1

λ com 1=∑i

iλ (6.2)

em que:

( )aV - é a pontuação global da alternativa a ;

iλ - peso do critério i;

( )aVi - pontuação local da alternativa a , segundo critério i.

No caso em estudo, a Estruturação e a Avaliação foram tratadas da forma que se descreve em

seguida.

Estruturação

Os pavimentos considerados correspondem às alternativas. Os critérios são: o custo inicial de

construção (CI), o custo de conservação e reabilitação (CCR), o valor total do custo actual (NPV), o

valor residual (VR), o custo suportado pelos utentes (CSU) expresso em durações de intervenção e

ainda os custos ambientais (CA).

80

A padronização dos atributos foi feita através da equação 6.3 (Tavares et al, 1996) e o intervalo de

valores compreendido entre 0 (associado à pior situação) e 1 (melhor situação).

)(min)(max

)(max

ijiiji

ijiji

ijXX

XXx

−

−= (6.3)

sendo:

ijx - o valor do atributo padronizado, da alternativa i segundo o critério j;

ijX - o valor do atributo, da alternativa i segundo o critério j;

)(max iji X - o valor máximo do atributo, para cada critério j;

)(min iji X - o valor mínimo do atributo, para cada critério j;

Esta equação 6.3 é válida quando, para valores do valor do atributo crescentes, correspondem situações

mais desfavoráveis. Caso contrário, utiliza-se a equação 6.4.

)(min)(max

)(min

ijiiji

ijiij

ijXX

XXx

−

−= (6.4)

Foram feitas duas matrizes de impactes, uma para os pavimentos com classes de tráfego T5 e outra para

os pavimentos de classe de tráfego T1.

Avaliação

A avaliação utilizada neste trabalho foi do tipo global e foram analisados casos que representem o ponto

de vista de vários decisores. O primeiro caso procura analisar a influência do custo dos utentes (CSU) na

escolha de um pavimento, enquanto o segundo analisa a influência do custo ambiental (CA). O terceiro

caso simula uma maior importância atribuída ao custo inicial (CI) por parte do decisor e uma maior

importância atribuída ao custo de conservação e reabilitação (CCR), incluindo o valor residual (VR).

Os “pesos” atribuídos a cada critério caso a caso são apresentados no Quadro 6.5.

Quadro 6.5. “Pesos” a atribuir a cada caso

Caso Classe de tráfego T5 Classe de tráfego T1

Pesos Pesos

1.1 30%NPV – 70%CSU 30%NPV – 70%CSU

1.2 70%NPV – 30%CSU 70%NPV – 30%CSU

2.1 70%NPV – 30%CA

2.2 30%NPV – 70%CA

3.1 60%CI – 30%CCR – 10%VR 60%CI – 30%CCR – 10%VR

3.2 30%CI – 60%CCR – 10%VR 30%CI – 60%CCR – 10%VR

De seguida, para cada classe de tráfego são analisados caso a caso. No Anexo 10 encontram-se as

matrizes correspondentes.

81

Classe de tráfego T5

Caso 1.1: 30%NPV – 70%CSU

Este é um caso que pode ganhar importância quando se está perante o estudo de um pavimento a

implantar numa zona citadina, como por exemplo Lisboa.

A Figura 6.5 representa a avaliação global em forma de gráfico de barras, para melhor percepção.

Avaliaçã global

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

FL9 FL3 FL5 FL1 FL7 FL1 A FL7 A FL2 FL7 A (alt)

Pavimentos

Figura 6.5. Avaliação dos pavimentos com classe de tráfego T5 para o caso 1.1

Conclui-se que:

• as melhores soluções correspondem aos pavimentos com camada de sub-base em solo-

cimento, uma vez que possuem um NPV baixo e uma duração total de intervenção mediana;

• o recurso à reciclagem é penalizado para o caso do pavimento FL7a, devido à sua longa

duração;

• a optimização do pavimento FL7 não apresenta vantagem.


Este caso representa uma situação em que já não é dada tanta importância ao custo dos utentes, mas

sim aos custos administrativos.


82

Avaliaçã global

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

FL9 FL3 FL5 FL7 FL1 A FL1 FL7 A FL2 FL7 A (alt)

Pavimentos


Conclui-se que:

• os pavimentos que na sua constituição recorrem ao solo-cimento como camada de sub-base

(FL9 e FL3) ganham clara vantagem sobre os pavimentos com base granular;

• os pavimentos com base granular, por terem custos administrativos mais elevados, são

colocados nos três últimos lugares, exceptuando-se o pavimento FL7;

• o recurso à reciclagem do pavimento FL7a continua a ser penalizador;

• a optimização no caso do pavimento FL1a é vantajosa.

Caso 3.1: 60%CI – 30%CCR – 10%VR

Como já foi referido em cima, este caso atribui maior importância ao investimento inicial, menor aos

custos de intervenção e tem em consideração o valor residual.


Avaliaçã global

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

FL9 FL3 FL7 A (alt) FL5 FL1 FL1 A FL7 A FL7 FL2

Pavimentos


83

Conclui-se que:

• mais uma vez os pavimentos que possuem camada de sub-base em solo-cimento têm a melhor

pontuação, estando associado a esta constatação o facto de serem os pavimentos com o custo

inicial mais baixo;

• imediatamente a seguir aos pavimentos anteriormente referidos, encontra-se um pavimento que

mesmo possuindo camada de base granular (custo inicial de construção mais elevado)

consegue compensar por ser optimizado e por recorrer à técnica de intervenção estrutural mais

barata, a reciclagem;

• os pavimentos FL7 e FL2 (constituídos por base granular) ocupam os últimos lugares, por

estarem associados a um custo de construção e conservação elevado;

• os pavimentos com camada de base betuminosa apresentam pontuação regular.

Caso 3.2: 30%CI – 60%CCR – 10%VR

Este caso dá maior importância aos gastos devidos à conservação e reabilitação. A Figura 6.8 representa a avaliação global em forma de gráfico de barras, para melhor percepção.

Avaliaçã global

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

FL1 FL7 A (alt) FL9 FL3 FL5 FL1 A FL7 FL7 A FL2

Pavimentos


Conclui-se que:

• nos primeiros lugares encontram-se os pavimentos com custo inicial elevado (FL1 e FL7a (alt)),

devido à menor exigência de manutenção;

• o pavimento melhor pontuado corresponde àquele cuja intervenção de conservação e

reabilitação é de carácter superficial e, por conseguinte, menos oneroso;

• em segundo lugar encontra-se o pavimento que recorre à reciclagem como intervenção de

carácter estrutural;

• os pavimentos constituídos por solo-cimento, apesar de terem o custo inicial mais baixo, têm

custo de conservação e reabilitação elevado; no entanto apresentam-se com pontuação maior

que a dos pavimentos constituídos por base granular.

84

Classe de tráfego T1



Avaliação global

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

FL8.2 FL8.1 FL6.1 FL6.2 FL6.1 A FL 4.1 FL4.2 FL8.1 (alt) FL6.1 (alt) FL6.1 A(alt)

FL4.1 (alt)

Pavimentos


Conclui-se que:

• os pavimentos melhor pontuados são os que recorrem ao solo-cimento, seguindo-se os

pavimentos com camada de base granular;

• a reciclagem apresenta-se com desvantagem, bem como a optimização de pavimentos;

• a camada de desgaste em micro-betão betuminoso rugoso apresenta uma mais valia para o

pavimento tipo 6 e 4. O mesmo não se verifica para o pavimento tipo 8.



Avaliação global

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

FL8.2 FL8.1 FL6.1 FL6.2 FL8.1 (alt) FL6.1 (alt) FL6.1 A FL 4.1 FL4.2 FL6.1 A(alt)

FL4.1 (alt)

Pavimentos


85

Conclui-se que:

• mais uma vez os pavimentos que na sua constituição integram solo-cimento são mais

vantajosos, apresentando uma maior diferença para os pavimento com base granular;

• os pavimentos que utilizam a reciclagem e que são constituídos pelos materiais em cima

referidos (solo-cimento e base granular) apresentem uma solução mais satisfatória que no caso

anterior, uma vez que o “peso” do custo dos utentes é menor;

• os pavimentos FL6.1a (alt) e FL4.1 (alt) continuam com a pior pontuação, uma vez que os custos

administrativos são elevados;

• a optimização do pavimento FL6.1a não traz vantagem.

Caso 2.1: 70%NPV – 30%CA


Avaliação global

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

FL8.1 (alt) FL8.1 FL8.2 FL6.1 (alt) FL6.1 FL6.2 FL4.1 (alt) FL 4.1 FL4.2 FL6.1 A(alt)

FL6.1 A

Pavimentos


Conclui-se que:

• os pavimentos melhor classificados são os que recorrem ao solo-cimento, seguindo-se os

pavimentos com base granular e os pavimentos com base betuminosa;

• a reciclagem apresenta-se como mais valia;

• a camada de desgaste em micro-betão betuminoso rugoso é preferível à de betão betuminoso;

• a optimização apresenta-se a pior alternativa.

Caso 2.2: 30%NPV – 70%CA


86

Avaliação global

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

FL8.1 (alt) FL8.1 FL8.2 FL4.1 (alt) FL 4.1 FL4.2 FL6.1 (alt) FL6.1 FL6.1 A(alt)

FL6.2 FL6.1 A

Pavimentos


Conclui-se que:

• os pavimentos melhor classificados são os que recorrem ao solo-cimento, seguindo-se os

pavimentos com base betuminosa e os pavimentos com base granular. Isto deve-se à espessura

de pavimento que vai aumentando;

• a reciclagem continua uma vais valia;

• a camada de desgaste em micro-betão betuminoso rugoso é preferível à camada de betão

betuminoso;

• a optimização não apresenta vantagem.

Caso 3.1: 60%CI – 30%CCR – 10%VR


Avaliação global

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

FL8.1 FL8.2 FL8.1 (alt) FL6.1 A FL 4.1 FL6.1 FL4.2 FL6.1 A(alt)

FL4.1 (alt) FL6.2 FL6.1 (alt)

Pavimentos


Conclui-se que:

87

• devido ao baixo custo do solo-cimento, os pavimentos que na sua constituição o integram

apresentam a melhor pontuação;

• houve uma melhoria nos pavimentos que na sua constituição apenas apresentam uma base

betuminosa, pois o seu custo de construção é mais favorável;

• a reciclagem deixa de ser uma mais valia devido ao custo de conservação e reabilitação ser o

mais elevado;

• a optimização do pavimento FL6.1a apresenta aqui uma mais valia devido ao seu custo de

construção ser menor;

• os pavimentos cuja camada de desgaste é constituída por micro-betão betuminoso rugoso

apresentam-se mais vantajosos, devido ao seu baixo custo de construção e reabilitação.

Caso 3.2: 30%CI – 60%CCR – 10%VR


Avaliação global

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

FL8.1 FL6.1 A FL 4.1 FL6.1 FL8.2 FL4.2 FL6.2 FL8.1 (alt) FL6.1 A(alt)

FL4.1 (alt) FL6.1 (alt)

Pavimentos


Conclui-se que:

• com alguma vantagem sobre os restantes, o pavimento que recorre ao solo-cimento (FL8.1)

destaca-se na corrida pela melhor opção, por possuir um custo de construção e um custo de

conservação mais baixos;

• a reciclagem apresenta-se como a pior opção devido aos elevados custos de conservação e

reabilitação;

• a optimização do pavimento FL6.1a representa uma mais valia devido ao seu custo de

construção ser menor;

• os pavimentos cuja camada de desgaste é constituída por micro-betão betuminoso rugoso

apresentam-se ainda com maior vantagem do que no caso anterior, uma vez que aliado ao seu

baixo custo de construção e reabilitação está também o maior “peso” (60%).

88

6.4 – Síntese

Em geral, os pavimentos optimizados não atingem os melhores lugares. Apenas são mais vantajosos

quando é dado um peso maior ao custo de construção (caso 3).

Nos pavimentos com classe de tráfego T1, o recurso à reciclagem é desfavorável sempre que se dá

maior relevância aos custo de conservação e reabilitação, por esta ser uma técnica bastante onerosa.

Este cenário inverte-se para os pavimentos de classe de tráfego T5, uma vez que a reciclagem passa a

ser a técnica de carácter estrutural mais barata.

Em termos ambientais a reciclagem apresenta uma mais valia, o que não acontece quando o critério em

análise passa a ser o custo suportado pelos utentes, devido ao elevado tempo de intervenção estrutural.

Independentemente da classe de tráfego, um pavimento constituído por solo-cimento na camada de sub-

base tem quase sempre a melhor pontuação. Em geral, seguem-se os pavimentos de base betuminosa

para classe de tráfego T5 e os pavimentos de base granular quando estamos perante um tráfego de

classe T1.

Analisando somente o critério NPV para a classe de tráfego T1, conclui-se que os pavimentos com

camada de desgaste em micro-betão betuminoso rugoso são mais vantajosos.

De notar que o tipo de padronização utilizada na análise multi-critério apresenta o inconveniente de

serem sensíveis ao conjunto das alternativas em comparação, ou seja, se se incluir uma alternativa

adicional corre-se o risco de haver uma alteração global dos resultados padronizados. Este

inconveniente pode ser ultrapassado utilizando máximo e mínimo absolutos em vez dos relativos que se

obtêm ao longo de cada atributo para cada conjunto de alternativas.

89

Capítulo 7 – Conclusões

7.1 – Síntese do trabalho

Definiram-se 15 cenários relativos à construção de pavimentos novos flexíveis, correspondentes a

diferentes classes de tráfego e diferentes condições de fundação. Estes cenários foram estabelecidos

com base no Manual de Concepção para a Rede Rodoviária Nacional.

Em seguida efectuou-se o levantamento dos custos unitários praticados em Portugal para a execução

dos diversos tipos de trabalhos correspondentes à construção das estruturas tipo, e estimou-se do

custo de construção de cada estrutura.

Com base nos modelos de comportamento mais adequados a cada um dos tipos de pavimento em

análise, foram efectuadas estimativas relativamente aos custos de conservação e de reabilitação ao

longo do ciclo de vida dos pavimentos, para cada um dos cenários em estudo.

Na medida do possível, estimaram-se os custos suportados pelos utentes, com base nas durações

totais de intervenção de conservação e reabilitação. Inicialmente previa-se a quantificação deste

custo com base em resultados de projecto de investigação recentemente realizados, no domínio da

quantificação dos custos inerentes aos condicionamentos de tráfego no decurso da realização de

obras de conservação e reabilitação, o que não foi feito.

Optou-se ainda por considerar custos de natureza ambiental, quantificados pelo volume de material

utilizado para a construção, conservação e reabilitação (incluindo fresagens). Entende-se que as

soluções para as quais se utilize um menor volume de material (m3) por cada unidade de área de

pavimento (m2) são, do ponto de vista ambiental, melhores escolhas.

Por fim com base nos resultados obtidos nos pontos anteriores, foi efectuada uma avaliação da

evolução dos custos acumulados ao longo do ciclo de vida dos pavimentos para cada um dos

cenários considerados, que engloba uma análise determinística, uma análise de risco e uma análise

multi-critério.

7.2 – Conclusões gerais

Foi abordada a temática das metodologias de projecto, que têm como finalidade escolher de entre

várias, a estratégia de investimento inicial e de conservação/reabilitação que melhor se adapte a uma

determinada situação.

Neste estudo foi adquirido conhecimento sobre o dimensionamento de pavimentos que segundo as

práticas actuais, aplicadas em Portugal, depende em muito de um pré-dimensionamento com o Manual

de Concepção para a Rede Rodoviária Nacional, precedido de uma análise estrutural.

Ao conceber programas de conservação e reabilitação, abordou-se necessariamente o tipo de patologias

existentes, bem como as técnicas capazes de restabelecer as qualidades funcionais e estruturais do

pavimento, onde se destaca a reciclagem que tem vindo a ganhar interesse.

90

Também foi adquirido conhecimento sobre a estimativa dos diversos custos envolvidos na análise do

ciclo de vida, onde se destaca o custo ambiental por se tratar de uma matéria sensível nos dias que

correm e o custo suportado pelos utentes que é de difícil obtenção, mas que não deve ser deixado em

esquecimento.

O objectivo da avaliação económica de pavimentos é o de apoiar a decisão quanto à escolha das

alternativas de construção, e conservação, mais rentáveis, quanto ao custo e benefício, face a

determinadas condições técnicas e económicas.

Neste contexto, tomou-se conhecimento da existência de ferramentas, tais como, o Método do valor

actual e o Método do custo equivalente anual uniforme.

Foi reconhecida a necessidade de escolher uma taxa de actualização que se adeqúe à situação em

análise e ao momento em causa, e à necessidade de estipular um período de análise suficientemente

longo, para reflectir a longo prazo os custos associados às diferentes estratégias. Tomou-se

conhecimento da definição de valor residual e o valor da sua importância no que aos pavimentos diz

respeito.

Adquiriu-se ainda, a noção de análise determinística, de risco e multi-critério.

Com o estudo elaborado, pode concluir-se, que face ao meio envolvente da construção de uma rodovia e

à finalidade a que se destina, cada caso é um caso, razão pela qual a existência deste estudo.

7.3 – Desenvolvimentos futuros

No presente estudo ficaram por avaliar alguns aspectos que poderão constituir a base de trabalho para

futuras investigações, podendo levar a um maior detalhe das conclusões apresentadas.

Numa sociedade e numa era em que os problemas ecológicos assumem cada vez mais preponderância,

constituindo mesmo muitas vezes importantes factores de decisão, é importante assumir considerações

ambientais na análise económica.

Além da consideração da quantidade de material a utilizar para a construção, conservação e reabilitação

de um pavimento, existem outros factores ambientais que podem vir a ser considerados, como é o caso

dos custos associados às emissões do dióxido de carbono, proporcionais ao tempo de percurso, que por

sua vez depende de factores como a duração das intervenções de conservação e reabilitação.

A análise de risco deverá também ser efectuada partindo de uma fase inicial, aquando da obtenção dos

custos unitários, de forma a diminuir a variabilidade dos custos finais obtidos. No entanto, para que esta

implementação seja completamente eficaz, é necessário que a amostra de custos unitários seja

representativa. Uma amostra de custos unitários alargada e abrangente permitirá generalizar as

conclusões obtidas.

91

Em geral, poderá obter-se uma base de dados mais afinada e aperfeiçoada para se obter um resultado

mais sólido.

92

Bibliografia

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95

Anexos

Anexo 1

Organigrama do procedimento para o dimensionamento dum pavimento flexível (Branco et al, 2006)

96

Anexo 2

Programa das actividades de conservação e reabilitação (LNEC, 2008)

Pavimento Período de dimensionamento

(anos) Programação das actividades de conservação e reabilitação

FL1 > 35 Ano 15 30

Actividade 1 1

FL1a 25 Ano 15 30

Actividade 1 3

FL2 30 Ano 15 30

Actividade 1 3

FL3 25 Ano 15 30

Actividade 1 3

FL 4.1 25

Ano 10 20 30

Actividade 2 5 2

Actividade (alternativa) 2 7 2

FL 4.2 25 Ano 10 20 30

Actividade 1 4 1

FL5 25 Ano 15 30

Actividade 1 3

FL6.1 35

Ano 10 20 32

Actividade 2 2 5


FL 6.1a 20

Ano 10 20 30

Actividade 2 5 2


FL 6.2 35 Ano 10 20 32

Actividade 1 1 4

FL7 35 Ano 15 32

Actividade 1 3

FL7a 20

Ano 17 32

Actividade 3 1

Actividade (alternativa) 6 1

FL8.1 20

Ano 10 20 30

Actividade 2 5 2


FL 8.2 20 Ano 10 20 30

Actividade 1 4 1

FL 9 25 Ano 15 30

Actividade 1 3

97

Anexo 3

Custos unitários

Tipo de material Aplicação Espessura

(m) Unidade

Mínimo

todos

Média

todos

Máximo

todos

Agregado britado de granulometria extensa (ABGE) Sub-base 0,20 m2 2,19 € 3,68 € 4,94 €

Agregado britado de granulometria extensa recomposto em central Base 0,20 m2 2,95 € 4,25 € 4,98 €

Solo-cimento fabricado em central Sub-base 0,20 m2 4,17 € 4,37 € 4,66 €

Macadame betuminoso 0/24 Base ou regularização 0,05 m2 2,40 € 4,11 € 5,45 €








Betão betuminoso Desgaste 0,05 m2 2,94 € 5,75 € 9,18 €

Micro-betão betuminoso rugoso Desgaste 0,03 m2 2,80 € 4,04 € 4,99 €

Micro-betão betuminoso rugoso Desgaste 0,04 m2 3,74 € 5,39 € 6,65 €

Emulsão betuminosa para rega de impregnação Rega de impregnação - m2 0,26 € 0,41 € 0,48 €

Emulsão betuminosa para rega de colagem Rega de colagem - m2 0,16 € 0,21 € 0,24 €

Emulsão betuminosa modificada para rega de colagem Rega de colagem - m2 0,19 € 0,26 € 0,36 €

Rega de cura com emulsão betuminosa Cura de camadas tratadas com cimento - m2 0,26 € 0,31 € 0,38 €

Reciclagem com cimento em 20 cm de profundidade 0,20 m2 3,00 € 4,10 € 5,20 €

BDRug BB Desgaste 0,04 m2 4,50 € 4,50 € 4,50 €

98

Anexo 4

Estimativa dos custos totais mínimos de construção

Pavimento FL1 FL1a FL2 FL3 FL4.1 FL4.2 FL5 FL6.1 FL6.1a FL6.2 FL7 FL7a FL8.1 FL8.2 FL9

Tráfego T5 T5 T5 T5 T1 T1 T5 T1 T1 T1 T5 T5 T1 T1 T5

Camadas betuminosas

Desgaste 2,94 2,94 2,94 2,94 2,80 2,94 2,94 2,80 2,80 2,94 2,94 2,94 2,80 2,94 2,94

Regularização 3,36 3,36 2,88 5,20 3,36 3,36 2,88 3,36 2,88 3,36 5,20 4,63 3,36 3,36 3,36

Base - Camada 2 4,97 4,34 3,36

4,63 4,34

3,36 4,34 3,36 3,36

3,36 6,47

Base - Camada 1

4,63 4,34 4,34 3,36 3,36

3,36

Base

2,95

2,95 2,95 2,95 2,95 2,95

Sub-base 2,19 2,19 2,19 4,17 2,19 2,19 2,19 2,19 2,19 2,19 2,19 2,19 4,17 4,17 4,17

Fundação F2 F3

Rega de impregnação € 0,26 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Rega de colagem € 0,19 2 2 2 1 3 3 2 3 3 3 1 1 3 2 1

Rega de cura € 0,26 1 1 1 1

Custo regas (€/m2) 0,64 0,64 0,64 0,45 0,83 0,83 0,64 0,83 0,83 0,83 0,45 0,45 0,83 0,64 0,45

Custo total mínimo (€/m2) 14,11 13,47 14,97 12,76 18,44 18,00 12,02 20,82 18,38 19,00 13,74 13,17 17,89 17,58 10,92

99

Anexo 4

Estimativa dos custos totais médios de construção



Camadas betuminosas

Desgaste 5,75 5,75 5,75 5,75 4,04 5,75 5,75 4,04 4,04 5,75 5,75 5,75 4,04 5,75 5,75

Regularização 5,75 5,75 4,93 8,79 5,75 5,75 4,93 5,75 4,93 5,75 8,79 7,48 5,75 5,75 5,75

Base - Camada 2 8,16 6,60 5,75

7,48 6,60

5,75 6,60 5,75 5,75

5,75 9,79

Base - Camada 1

7,48 6,60 6,60 5,75 5,75

5,75

Base

4,25

4,25 4,25 4,25 4,25 4,25

Sub-base 3,68 3,68 3,68 4,37 3,68 3,68 3,68 3,68 3,68 3,68 3,68 3,68 4,37 4,37 4,37

Fundação F2 F3


Rega de colagem € 0,26 2 2 2 1 3 3 2 3 3 3 1 1 3 2 1

Rega de cura € 0,31 1 1 1 1

Custo regas (€/m2) 0,94 0,94 0,94 0,58 1,20 1,20 0,94 1,20 1,20 1,20 0,68 0,68 1,11 0,84 0,58

Custo total médio (€/m2) 24,28 22,73 25,30 19,49 29,65 29,59 21,05 32,13 29,61 32,14 23,14 21,84 26,77 26,50 16,45

100

Anexo 4

Estimativa dos custos totais máximos de construção



Camadas betuminosas

Desgaste 9,18 9,18 9,18 9,18 4,99 9,18 9,18 4,99 4,99 9,18 9,18 9,18 4,99 9,18 9,18

Regularização 7,63 7,63 6,54 10,95 7,63 7,63 6,54 7,63 6,54 7,63 10,95 9,60 7,63 7,63 7,63

Base - Camada 2 10,33 7,96 7,63

9,60 7,96

7,63 7,96 7,63 7,63

7,63 11,94

Base - Camada 1

9,60 7,96 7,96 7,63 7,63

7,63

Base

4,98

4,98 4,98 4,98 4,98 4,98

Sub-base 4,94 4,94 4,94 4,66 4,94 4,94 4,94 4,94 4,94 4,94 4,94 4,94 4,66 4,66 4,66

Fundação F2 F3


Rega de colagem € 0,36 2 2 2 1 3 3 2 3 3 3 1 1 3 2 1

Rega de cura € 0,38 1 1 1 1

Custo regas (€/m2) 1,20 1,20 1,20 0,74 1,56 1,56 1,20 1,56 1,56 1,56 0,84 0,84 1,46 1,10 0,74

Custo total máximo (€/m2) 33,28 30,91 34,47 25,53 38,32 39,23 29,49 40,02 38,27 43,55 30,89 29,54 34,00 34,51 22,21

101

Anexo 5

Estimativa dos custos das medidas de conservação e reabilitação


a)

Acção Fresagem 5

cm Fresagem 5

cm Fresagem 5

cm Fresagem 5

cm Fresagem 5

cm Reciclagem Reciclagem

Extensão 20% 20% 30% 30% 30% 100% 100%

Custo mínimo (€/m2) 1,31 € 1,31 € 1,31 € 1,31 € 1,31 € 3,00 € 3,00 €

Custo médio (€/m2) 2,49 € 2,49 € 2,49 € 2,49 € 2,49 € 4,10 € 4,10 €

Custo máximo (€/m2) 4,51 € 4,51 € 4,51 € 4,51 € 4,51 € 5,20 € 5,20 €

b)

Acção R. colagem R. colagem R. colagem R. colagem R. colagem R. colagem R. colagem

Extensão 20% 20% 30% 30% 30% 100% 100%

Custo mínimo (€/m2) 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 €

Custo médio (€/m2) 0,26 € 0,26 € 0,26 € 0,26 € 0,26 € 0,26 € 0,26 €

Custo máximo (€/m2) 0,36 € 0,36 € 0,36 € 0,36 € 0,36 € 0,36 € 0,36 €

c)

Acção MB 5 cm MB 5 cm MB 5 cm MB 5 cm MB 5 cm MB 6 cm MB 6 cm

Extensão 20% 20% 30% 30% 30% 100% 100%

Custo mínimo (€/m2) 2,40 € 2,40 € 2,40 € 2,40 € 2,40 € 2,88 € 2,88 €

Custo médio (€/m2) 4,11 € 4,11 € 4,11 € 4,11 € 4,11 € 4,93 € 4,93 €

Custo máximo (€/m2) 5,45 € 5,45 € 5,45 € 5,45 € 5,45 € 6,54 € 6,54 €

d)

Acção R. colagem R. colagem R. colagem R. colagem R. colagem R. colagem

Extensão 100% 100% 100% 100% 100% 100%

Custo mínimo (€/m2) 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 €

Custo médio (€/m2) 0,26 € 0,26 € 0,26 € 0,26 € 0,26 € 0,26 €

Custo máximo (€/m2) 0,36 € 0,36 € 0,36 € 0,36 € 0,36 € 0,36 €

e)

Acção BD 5 cm

BDRug 4 cm

MBD 5 cm MB 7 cm MB 8 cm BBRug 4

cm

Extensão 100% 100% 100% 100% 100% 100%

Custo mínimo (€/m2) 2,94 € 3,74 € 2,40 € 3,36 € 4,34 € 3,74 €

Custo médio (€/m2) 5,75 € 5,39 € 4,11 € 5,75 € 6,60 € 5,39 €

Custo máximo (€/m2) 9,18 € 6,65 € 5,45 € 7,63 € 7,96 € 6,65 €

f)

Acção R. colagem R. colagem R. colagem

Extensão 100% 100% 100%

Custo mínimo (€/m2) 0,19 € 0,19 € 0,19 €

Custo médio (€/m2) 0,26 € 0,26 € 0,26 €

Custo máximo (€/m2) 0,36 € 0,36 € 0,36 €

g)

Acção BD 5 cm BD 5 cm

BBRug 4 cm

Extensão 100% 100% 100%

Custo mínimo (€/m2) 2,94 € 2,94 € 3,74 €

Custo médio (€/m2) 5,75 € 5,75 € 5,39 €

Custo máximo (€/m2) 9,18 € 9,18 € 6,65 €

Total

Custo mínimo (€/m2) 3,91 € 4,71 € 6,89 € 7,86 € 9,63 € 6,07 € 10,00 €

Custo médio (€/m2) 7,39 € 7,03 € 12,45 € 14,09 € 14,58 € 9,29 € 14,95 €

Custo máximo (€/m2) 11,60 € 9,08 € 18,44 € 20,62 € 18,43 € 12,10 € 19,11 €

102

Anexo 6

Estimativa dos custos totais de conservação e reabilitação (FL1 a FL6.1 (alt))

103

Anexo 6

Estimativa dos custos totais de conservação e reabilitação (FL6.1 A a FL9)

104

Anexo 7

Estimativa da duração das medidas de intervenção de conservação e reabilitação


Medidas (combinação de acções)

Fresagem e reposição 5 cm, nova camada de desgaste em BD (5 cm)

Fresagem e reposição 5 cm, nova camada de desgaste em BBRug (4 cm)

Fresagem e reposição 5 cm, reforço em MBD (5 cm), nova camada de desgaste em BD (5 cm)

Fresagem e reposição 5 cm, reforço em MB (7 cm), nova camada de desgaste em BD (5 cm)

Fresagem e reposição 5 cm, reforço em MB (8 cm), nova camada de desgaste em BBRug (4 cm)

Reciclagem com cimento em 20 cm de profundidade, camada de MB com 6 cm

Reciclagem com cimento em 20 cm de profundidade, camada de MB com 6 cm, camada de desgaste em BBRug (4 cm)

Comprimento da zona de trabalho (m)

Valores de referência 100-500 100-500 100-500 100-500 100-500 > 500 > 500

Valor adoptado 300 300 300 300 300 800 800

Largura mínima da zona de trabalho

Valores de referência (vias) uma via uma via uma via uma via uma via uma via uma via

Valor adoptado (m) 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5

Tempo para reabertura (horas)

Valores de referência 1 a 4 1 a 4 1 a 4 1 a 4 1 a 4 1 a 4 1 a 4

Valor adoptado 2 2 2 2 2 2 2

a)

Acção

Fresagem e rep. 5 cm / 20%





Reciclagem Reciclagem

Extensão 20% 20% 30% 30% 30% 100% 100%

Intervalo de rendimento (m2/dia) < 4000 < 4000 < 4000 < 4000 < 4000 < 4000 < 4000

Valor adoptado (m2/dia) 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000

Duração média (dias) 7 7 11 11 11 35 35

b)

Acção BD 5 cm BDRug 4 cm

MBD 5 cm + BD 5 cm

MB 7 cm + BD 5 cm

MB 8 cm + BBRug 4 cm

MB 6 cm MB 6 cm +

BBRug 4 cm

Extensão 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%

Intervalo de rendimento (m2/dia) > 8000 > 8000 4000 - 8000 4000 - 8000 4000 - 8000 4000 - 8000 4000 - 8000

Valor adoptado (m2/dia) 8000 8000 6000 6000 6000 6000 6000

Duração média (dias) 9 9 12 12 12 12 12

Total Duração total (dias) 16 16 22 22 22 47 47

Duração total (horas) 126 126 177 177 177 373 373

105

Anexo 8

Estimativa das durações totais de intervenção de conservação e reabilitação

106

Anexo 9

Estimativa dos custos ambientais

107

Anexo 10

Matrizes de impactes

30% NPV – 70% CSU (T5)

Factores de decisão Avaliação global

Ordenação Custo construção inicial Custos de C&R NPV Valor residual Duração

Peso 0% 0% 30% 0% 70%

FL9 16,45 € 1,00 19,83 € 0,00 23,00 € 1,00 9,33 € 0,88 38 0,79 0,855 1

FL3 19,49 € 0,66 19,83 € 0,00 26,04 € 0,66 9,33 € 0,88 38 0,79 0,754 2

FL5 21,05 € 0,48 19,83 € 0,00 27,61 € 0,49 9,33 € 0,88 38 0,79 0,702 3

FL1 24,28 € 0,11 14,77 € 1,00 32,07 € 0,00 0,00 € 0,00 32 1,00 0,700 4

FL7 23,14 € 0,24 19,83 € 0,00 28,96 € 0,34 10,58 € 1,00 38 0,79 0,658 5

FL1 A 22,73 € 0,29 19,83 € 0,00 29,28 € 0,31 9,33 € 0,88 38 0,79 0,647 6

FL7 A 21,84 € 0,39 19,83 € 0,00 31,79 € 0,03 1,24 € 0,12 38 0,79 0,564 7

FL2 25,30 € 0,00 19,83 € 0,00 31,85 € 0,02 9,33 € 0,88 38 0,79 0,562 8

FL7 A (alt) 21,84 € 0,39 16,68 € 0,62 30,00 € 0,23 0,93 € 0,09 62 0,00 0,068 9

70% NPV – 30% CSU (T5)



Peso 0% 0% 70% 0% 30%

FL9 16,45 € 1,00 19,83 € 0,00 23,00 € 1,00 9,33 € 0,88 38 0,79 0,938 1

FL3 19,49 € 0,66 19,83 € 0,00 26,04 € 0,66 9,33 € 0,88 38 0,79 0,703 2

FL5 21,05 € 0,48 19,83 € 0,00 27,61 € 0,49 9,33 € 0,88 38 0,79 0,582 3

FL7 23,14 € 0,24 19,83 € 0,00 28,96 € 0,34 10,58 € 1,00 38 0,79 0,478 4

FL1 A 22,73 € 0,29 19,83 € 0,00 29,28 € 0,31 9,33 € 0,88 38 0,79 0,453 5

FL1 24,28 € 0,11 14,77 € 1,00 32,07 € 0,00 0,00 € 0,00 32 1,00 0,300 6

FL7 A 21,84 € 0,39 19,83 € 0,00 31,79 € 0,03 1,24 € 0,12 38 0,79 0,259 7

FL2 25,30 € 0,00 19,83 € 0,00 31,85 € 0,02 9,33 € 0,88 38 0,79 0,254 8

FL7 A (alt) 21,84 € 0,39 16,68 € 0,62 30,00 € 0,23 0,93 € 0,09 62 0,00 0,160 9

108

Anexo 10


60% CI – 30% CCR – 10% VR (T5)



Peso 60% 30% 0% 10% 0%

FL9 16,45 € 1,00 19,83 € 0,00 23,00 € 1,00 9,33 € 0,88 38 0,79 0,688 1

FL3 19,49 € 0,66 19,83 € 0,00 26,04 € 0,66 9,33 € 0,88 38 0,79 0,482 2

FL7 A (alt) 21,84 € 0,39 16,68 € 0,62 30,00 € 0,23 0,93 € 0,09 62 0,00 0,430 3

FL5 21,05 € 0,48 19,83 € 0,00 27,61 € 0,49 9,33 € 0,88 38 0,79 0,376 4

FL1 24,28 € 0,11 14,77 € 1,00 32,07 € 0,00 0,00 € 0,00 32 1,00 0,369 5

FL1 A 22,73 € 0,29 19,83 € 0,00 29,28 € 0,31 9,33 € 0,88 38 0,79 0,263 6

FL7 A 21,84 € 0,39 19,83 € 0,00 31,79 € 0,03 1,24 € 0,12 38 0,79 0,247 7

FL7 23,14 € 0,24 19,83 € 0,00 28,96 € 0,34 10,58 € 1,00 38 0,79 0,246 8

FL2 25,30 € 0,00 19,83 € 0,00 31,85 € 0,02 9,33 € 0,88 38 0,79 0,088 9

30% CI – 60% CCR – 10% VR (T5)



Peso 30% 60% 0% 10% 0%

FL1 24,28 € 0,11 14,77 € 1,00 32,07 € 0,00 0,00 € 0,00 32 1,00 0,634 1

FL7 A (alt) 21,84 € 0,39 16,68 € 0,62 30,00 € 0,23 0,93 € 0,09 62 0,00 0,500 2

FL9 16,45 € 1,00 19,83 € 0,00 23,00 € 1,00 9,33 € 0,88 38 0,79 0,388 3

FL3 19,49 € 0,66 19,83 € 0,00 26,04 € 0,66 9,33 € 0,88 38 0,79 0,285 4

FL5 21,05 € 0,48 19,83 € 0,00 27,61 € 0,49 9,33 € 0,88 38 0,79 0,232 5

FL1 A 22,73 € 0,29 19,83 € 0,00 29,28 € 0,31 9,33 € 0,88 38 0,79 0,175 6

FL7 23,14 € 0,24 19,83 € 0,00 28,96 € 0,34 10,58 € 1,00 38 0,79 0,173 7

FL7 A 21,84 € 0,39 19,83 € 0,00 31,79 € 0,03 1,24 € 0,12 38 0,79 0,129 8

FL2 25,30 € 0,00 19,83 € 0,00 31,85 € 0,02 9,33 € 0,88 38 0,79 0,088 9

109

Anexo 10


30% NPV – 70% CSU (T1)



Volume construção

Peso 0% 0% 30% 0% 70% 0%

FL8.2 26,50 € 1,00 28,86 € 0,39 41,59 € 1,00 3,52 € 0,00 54 1,00 0,73 0,79 1,000 1

FL8.1 26,77 € 0,95 28,64 € 1,00 41,68 € 0,97 3,65 € 0,01 54 1,00 0,71 0,86 0,992 2

FL6.1 32,13 € 0,00 28,64 € 1,00 42,51 € 0,71 12,39 € 0,97 54 1,00 0,93 0,07 0,912 3

FL6.2 32,14 € 0,00 28,86 € 0,39 42,94 € 0,57 11,98 € 0,92 54 1,00 0,95 0,00 0,871 4

FL6.1 A 29,61 € 0,45 28,64 € 1,00 44,51 € 0,07 3,65 € 0,01 54 1,00 0,90 0,18 0,720 5

FL 4.1 29,65 € 0,44 28,64 € 1,00 44,55 € 0,05 3,65 € 0,01 54 1,00 0,75 0,71 0,716 6

FL4.2 29,59 € 0,45 28,86 € 0,39 44,68 € 0,01 3,52 € 0,00 54 1,00 0,77 0,64 0,704 7

FL8.1 (alt) 26,77 € 0,95 29,01 € 0,00 41,85 € 0,92 3,74 € 0,02 78 0,00 0,67 1,00 0,275 8

FL6.1 (alt) 32,13 € 0,00 29,01 € 0,00 42,54 € 0,70 12,71 € 1,00 78 0,00 0,89 0,21 0,209 9

FL6.1 A (alt) 29,61 € 0,45 29,01 € 0,00 44,68 € 0,01 3,74 € 0,02 78 0,00 0,86 0,32 0,004 10

FL4.1 (alt) 29,65 € 0,44 29,01 € 0,00 44,72 € 0,00 3,74 € 0,02 78 0,00 0,71 0,86 0,000 11

70% NPV – 30% CSU (T1)



Volume construção

Peso 0% 0% 70% 0% 30% 0%

FL8.2 26,50 € 1,00 28,86 € 0,39 41,59 € 1,00 3,52 € 0,00 54 1,00 0,73 0,79 1,000 1

FL8.1 26,77 € 0,95 28,64 € 1,00 41,68 € 0,97 3,65 € 0,01 54 1,00 0,71 0,86 0,980 2

FL6.1 32,13 € 0,00 28,64 € 1,00 42,51 € 0,71 12,39 € 0,97 54 1,00 0,93 0,07 0,794 3

FL6.2 32,14 € 0,00 28,86 € 0,39 42,94 € 0,57 11,98 € 0,92 54 1,00 0,95 0,00 0,698 4

FL8.1 (alt) 26,77 € 0,95 29,01 € 0,00 41,85 € 0,92 3,74 € 0,02 78 0,00 0,67 1,00 0,642 5

FL6.1 (alt) 32,13 € 0,00 29,01 € 0,00 42,54 € 0,70 12,71 € 1,00 78 0,00 0,89 0,21 0,487 6

FL6.1 A 29,61 € 0,45 28,64 € 1,00 44,51 € 0,07 3,65 € 0,01 54 1,00 0,90 0,18 0,347 7

FL 4.1 29,65 € 0,44 28,64 € 1,00 44,55 € 0,05 3,65 € 0,01 54 1,00 0,75 0,71 0,338 8

FL4.2 29,59 € 0,45 28,86 € 0,39 44,68 € 0,01 3,52 € 0,00 54 1,00 0,77 0,64 0,309 9

FL6.1 A (alt) 29,61 € 0,45 29,01 € 0,00 44,68 € 0,01 3,74 € 0,02 78 0,00 0,86 0,32 0,008 10

FL4.1 (alt) 29,65 € 0,44 29,01 € 0,00 44,72 € 0,00 3,74 € 0,02 78 0,00 0,71 0,86 0,000 11

110

Anexo 10


70% NPV – 30% CA (T1)



Volume construção

Peso 0% 0% 70% 0% 0% 30%

FL8.1 (alt) 26,77 € 0,95 29,01 € 0,00 41,85 € 0,92 3,74 € 0,02 78 0,00 0,67 1,00 0,942 1

FL8.1 26,77 € 0,95 28,64 € 1,00 41,68 € 0,97 3,65 € 0,01 54 1,00 0,71 0,86 0,938 2

FL8.2 26,50 € 1,00 28,86 € 0,39 41,59 € 1,00 3,52 € 0,00 54 1,00 0,73 0,79 0,936 3

FL6.1 (alt) 32,13 € 0,00 29,01 € 0,00 42,54 € 0,70 12,71 € 1,00 78 0,00 0,89 0,21 0,551 4

FL6.1 32,13 € 0,00 28,64 € 1,00 42,51 € 0,71 12,39 € 0,97 54 1,00 0,93 0,07 0,516 5

FL6.2 32,14 € 0,00 28,86 € 0,39 42,94 € 0,57 11,98 € 0,92 54 1,00 0,95 0,00 0,398 6

FL4.1 (alt) 29,65 € 0,44 29,01 € 0,00 44,72 € 0,00 3,74 € 0,02 78 0,00 0,71 0,86 0,257 7

FL 4.1 29,65 € 0,44 28,64 € 1,00 44,55 € 0,05 3,65 € 0,01 54 1,00 0,75 0,71 0,253 8

FL4.2 29,59 € 0,45 28,86 € 0,39 44,68 € 0,01 3,52 € 0,00 54 1,00 0,77 0,64 0,202 9

FL6.1 A (alt) 29,61 € 0,45 29,01 € 0,00 44,68 € 0,01 3,74 € 0,02 78 0,00 0,86 0,32 0,105 10

FL6.1 A 29,61 € 0,45 28,64 € 1,00 44,51 € 0,07 3,65 € 0,01 54 1,00 0,90 0,18 0,100 11

30% NPV – 70% CA (T1)



Volume construção

Peso 0% 0% 30% 0% 0% 70%

FL8.1 (alt) 26,77 € 0,95 29,01 € 0,00 41,85 € 0,92 3,74 € 0,02 78 0,00 0,67 1,00 0,975 1

FL8.1 26,77 € 0,95 28,64 € 1,00 41,68 € 0,97 3,65 € 0,01 54 1,00 0,71 0,86 0,892 2

FL8.2 26,50 € 1,00 28,86 € 0,39 41,59 € 1,00 3,52 € 0,00 54 1,00 0,73 0,79 0,850 3

FL4.1 (alt) 29,65 € 0,44 29,01 € 0,00 44,72 € 0,00 3,74 € 0,02 78 0,00 0,71 0,86 0,600 4

FL 4.1 29,65 € 0,44 28,64 € 1,00 44,55 € 0,05 3,65 € 0,01 54 1,00 0,75 0,71 0,516 5

FL4.2 29,59 € 0,45 28,86 € 0,39 44,68 € 0,01 3,52 € 0,00 54 1,00 0,77 0,64 0,454 6

FL6.1 (alt) 32,13 € 0,00 29,01 € 0,00 42,54 € 0,70 12,71 € 1,00 78 0,00 0,89 0,21 0,359 7

FL6.1 32,13 € 0,00 28,64 € 1,00 42,51 € 0,71 12,39 € 0,97 54 1,00 0,93 0,07 0,262 8

FL6.1 A (alt) 29,61 € 0,45 29,01 € 0,00 44,68 € 0,01 3,74 € 0,02 78 0,00 0,86 0,32 0,229 9

FL6.2 32,14 € 0,00 28,86 € 0,39 42,94 € 0,57 11,98 € 0,92 54 1,00 0,95 0,00 0,171 10

FL6.1 A 29,61 € 0,45 28,64 € 1,00 44,51 € 0,07 3,65 € 0,01 54 1,00 0,90 0,18 0,145 11

111

Anexo 10


60% CI – 30% CCR – 10% VR (T1)



Volume construção

Peso 60% 30% 0% 10% 0% 0%

FL8.1 26,77 € 0,95 28,64 € 1,00 41,68 € 0,97 3,65 € 0,01 54 1,00 0,71 0,86 0,872 1

FL8.2 26,50 € 1,00 28,86 € 0,39 41,59 € 1,00 3,52 € 0,00 54 1,00 0,73 0,79 0,716 2

FL8.1 (alt) 26,77 € 0,95 29,01 € 0,00 41,85 € 0,92 3,74 € 0,02 78 0,00 0,67 1,00 0,573 3

FL6.1 A 29,61 € 0,45 28,64 € 1,00 44,51 € 0,07 3,65 € 0,01 54 1,00 0,90 0,18 0,570 4

FL 4.1 29,65 € 0,44 28,64 € 1,00 44,55 € 0,05 3,65 € 0,01 54 1,00 0,75 0,71 0,566 5

FL6.1 32,13 € 0,00 28,64 € 1,00 42,51 € 0,71 12,39 € 0,97 54 1,00 0,93 0,07 0,397 6

FL4.2 29,59 € 0,45 28,86 € 0,39 44,68 € 0,01 3,52 € 0,00 54 1,00 0,77 0,64 0,387 7

FL6.1 A (alt) 29,61 € 0,45 29,01 € 0,00 44,68 € 0,01 3,74 € 0,02 78 0,00 0,86 0,32 0,271 8

FL4.1 (alt) 29,65 € 0,44 29,01 € 0,00 44,72 € 0,00 3,74 € 0,02 78 0,00 0,71 0,86 0,267 9

FL6.2 32,14 € 0,00 28,86 € 0,39 42,94 € 0,57 11,98 € 0,92 54 1,00 0,95 0,00 0,208 10

FL6.1 (alt) 32,13 € 0,00 29,01 € 0,00 42,54 € 0,70 12,71 € 1,00 78 0,00 0,89 0,21 0,101 11

30% CI – 60% CCR – 10% VR (T1)



Volume construção

Peso 30% 60% 0% 10% 0% 0%

FL8.1 26,77 € 0,95 28,64 € 1,00 41,68 € 0,97 3,65 € 0,01 54 1,00 0,71 0,86 0,887 1

FL6.1 A 29,61 € 0,45 28,64 € 1,00 44,51 € 0,07 3,65 € 0,01 54 1,00 0,90 0,18 0,736 2

FL 4.1 29,65 € 0,44 28,64 € 1,00 44,55 € 0,05 3,65 € 0,01 54 1,00 0,75 0,71 0,734 3

FL6.1 32,13 € 0,00 28,64 € 1,00 42,51 € 0,71 12,39 € 0,97 54 1,00 0,93 0,07 0,697 4

FL8.2 26,50 € 1,00 28,86 € 0,39 41,59 € 1,00 3,52 € 0,00 54 1,00 0,73 0,79 0,532 5

FL4.2 29,59 € 0,45 28,86 € 0,39 44,68 € 0,01 3,52 € 0,00 54 1,00 0,77 0,64 0,367 6

FL6.2 32,14 € 0,00 28,86 € 0,39 42,94 € 0,57 11,98 € 0,92 54 1,00 0,95 0,00 0,324 7

FL8.1 (alt) 26,77 € 0,95 29,01 € 0,00 41,85 € 0,92 3,74 € 0,02 78 0,00 0,67 1,00 0,288 8

FL6.1 A (alt) 29,61 € 0,45 29,01 € 0,00 44,68 € 0,01 3,74 € 0,02 78 0,00 0,86 0,32 0,137 9

FL4.1 (alt) 29,65 € 0,44 29,01 € 0,00 44,72 € 0,00 3,74 € 0,02 78 0,00 0,71 0,86 0,135 10

FL6.1 (alt) 32,13 € 0,00 29,01 € 0,00 42,54 € 0,70 12,71 € 1,00 78 0,00 0,89 0,21 0,100 11

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