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PROPOSTA DE IMPLEMENTAÇÃO DO SISTEMA DE GERÊNCIA
DE PAVIMENTOS PARA A CIDADE DO
RIO DE JANEIRO
Priscilla Miguel de Souza
Projeto de Graduação apresentado ao curso de
Engenharia Civil da Escola Politécnica,
Universidade Federal do Rio de Janeiro, como
parte dos requisitos necessários à obtenção do
título de Engenheiro.
Orientadora: Sandra Oda
Rio de Janeiro
Agosto, 2015
ii
PROPOSTA DE IMPLEMENTAÇÃO DO SISTEMA DE GERÊNCIA DE
PAVIMENTOS PARA A CIDADE DO RIO DE JANEIRO
PRISCILLA MIGUEL DE SOUZA
PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE
ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO
RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A
OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL.
Examinada por:
________________________________________
Prof. Drª Sandra Oda – DET/UFRJ
________________________________________
Prof. Dr. Giovani Manso Ávila – DET/UFRJ
________________________________________
Eng. Leonardo Santana Cavalcanti – PCRJ
Rio de Janeiro, RJ – Brasil
Agosto de 2015
iii
Souza, Priscilla Miguel de
Proposta de Implementação do Sistema de
Gerência de Pavimentos para a Cidade do Rio de
Janeiro/ Priscilla Miguel de Souza. – Rio de Janeiro:
UFRJ/ ESCOLA POLITÉCNICA, 2015.
XIV, 137 p.: il.; 29,7 cm.
Orientador: Sandra Oda
Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/
Curso de Engenharia Civil, 2015.
Referências Bibliográficas: p. 123-126.
1. Sistema de Gerência. 2. Pavimentos. 3. Rio de Janeiro. 4.
Pavimentação. I. Oda, Sandra. II. Universidade Federal do
Rio de Janeiro, UFRJ, Escola Politécnica, Curso de
Engenharia Civil. III. Título.
iv
Ao meu pai Eduardo – meu exemplo de vida
E à melhor mãe de todas, Tina
minha melhor amiga.
v
AGRADECIMENTOS
“Senhor, por todas as coisas que coloca em minha vida, agradeço pelas boas e pelas
ruins, pois ambas me ajudam a crescer.”
Gostaria de agradecer, em primeiro lugar, a Deus, pois sem Ele nada disso
seria possível. É Ele quem sempre está ao meu lado quando preciso e tenho
consciência da importância Dele em minha vida.
Aos meus pais, Tina e Eduardo, que são os responsáveis por eu chegar até
aqui. Sem a total dedicação, amor, carinho, paciência e fé que vocês depositaram em
mim, eu nada seria. Só tenho a agradecer a vocês por acreditarem em mim e sempre
procurarem me oferecer a melhor educação e as melhores oportunidades. Amo vocês!
Aos meus irmãos, André e Bianca, por serem irmãos, né? Companheiros
desde que me entendo por gente, que cuidam de mim e se preocupam comigo. Meu
irmãozinho sempre interessado em saber como estava minha monografia e me
incentivando. Minha irmã – Bibous – sempre me ajudando quando preciso e me
oferecendo ajuda quando o prazo apertou. Amo vocês, obrigada por tudo!
Ao meu namorado Ignacio, a pessoa que, neste período de tempo, mais me
exigiu disciplina. Apesar de querermos estar juntos, ele me ajudou a separar o tempo
de lazer do tempo necessário para desenvolver a monografia. Ainda assim, esteve
sempre me apoiando nos momentos difíceis e que mais precisei. Não poderia pedir
por alguém melhor ao meu lado.
Às minhas amigas – Thaís, Jhenyffer, Marcela e Isabela – que, sempre
pacientes, me desejavam força e foco na monografia, mesmo que isso significasse
cancelar uma viagem nossa que teria sido maravilhosa. Estou devendo, mas obrigada
pelo incentivo e pela compreensão. Não poderia esquecer de você, Manuela, uma
grande pessoa e de ótimo coração. Obrigada pelo ombro amigo!
Às minhas amigas-irmãs – Luíza, Tatiana, Maythê e Manoella – que mesmo
algumas estando distantes, foram responsáveis por me ajudar a me tornar quem eu
sou hoje. Amo vocês, vocês são amigas para toda a vida. Obrigada por tudo!
Aos meus queridos amigos Bernardo, Thiago e Rafael, sempre companheiros,
além de confidentes, me salvando de situações que não conseguiria resolver sozinha.
Agradeço demais a paciência de vocês comigo!
À minha orientadora Sandra, não só uma ótima professora, como uma
excelente profissional. Tudo o que aprendi e escrevi nesta monografia eu devo a você
e a toda a sua paciência em repassar o conhecimento. Obrigada por me ensinar, me
orientar e acreditar em mim.
vi
Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica / UFRJ como
parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil.
PROPOSTA DE IMPLEMENTAÇÃO DO SISTEMA DE GERÊNCIA DE
PAVIMENTOS PARA A CIDADE DO RIO DE JANEIRO
Priscilla Miguel de Souza
Agosto, 2015
Orientador: Sandra Oda
Curso: Engenharia Civil
Especialistas da área de Pavimentação afirmam que o Brasil é um país
relativamente desatualizado nesse quesito, com carência em equipamentos, novas
tecnologias, boas metodologias, profissionais qualificados e ferramentas úteis.
Levando isso em consideração, o desenvolvimento de uma ferramenta, um Sistema de
Gerência de Pavimentos, SGP, que poderá ser utilizada para auxiliar na manutenção
dos pavimentos já existentes que possuem alguma irregularidade e precisam ser
modificados, realizando o serviço necessário na via sem desperdício de tempo e de
forma otimizada, se torna essencial. O SGP será capaz de facilitar o gerenciamento
dos pavimentos de toda a cidade do Rio de Janeiro, contando com um banco de
dados que forneça características da via, informações e periodicidade das
manutenções ocorridas na via, assim como o histórico da mesma, dentre outras
informações relevantes. Neste trabalho, como não foi possível obter informações
fundamentais dos pavimentos existentes, foi proposto um passo a passo de uma das
formas de implementação do SGP, onde foi detalhado tudo o que deve ser
considerado para que a implementação ocorra de forma satisfatória, descrevendo e
destrinchando fatores essenciais para sua aplicação, apresentando todos os conceitos
de pavimentos que são importantes para a elaboração das etapas de um SGP.
Palavras-chave: Sistema de Gerência, Pavimentos, Rio de Janeiro, Pavimentação.
vii
Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of
the requirements for the degree of Engineer.
PROPOSAL OF IMPLEMENTATION OF A PAVEMENT MANAGEMENT
SYSTEM FOR THE CITY OF RIO DE JANEIRO
Priscilla Miguel de Souza
August, 2015
Advisor: Sandra Oda
Course: Civil Engineering
Specialists of the area of Paving affirm that Brazil is a country relatively out of
date in this query, with lack in equipments, new technologies, good methodologies,
qualified professionals and useful tools. Taking that into account, the development of a
tool, a Pavement Management System, PMS, that will be able to be used to help in the
maintenance of the already existent road surfaces that have some irregularity and need
to be modified, carrying out the necessary service in the road without waste of time and
of optimized form, becomes essential. In other words, the Pavement Management
System will be able to make easy the management of the road surfaces of the whole
city of Rio de Janeiro, disposing of a database that should obtain characteristics of the
road, information and periodicity of the maintenances occurred in the road, as well as
the historical of the road, among other relevant information. In this work, since it was
not possible to obtain basic informations of the existent road surfaces, it was proposed
a step by step of implementation of the PMS, where there was detailed everything that
must be considered so that the implementation takes place in the satisfactory form,
describing and unraveling essential factors for his application, presenting all the
concepts of road surfaces that are important for the preparation of the stages of a
Pavement Management System.
Key words: System of Management, Road Surfaces, Pavement, Paving.
viii
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 1
1.1. Justificativa ................................................................................................... 1
1.2. Objetivo ......................................................................................................... 2
1.3. Estruturação do Trabalho ............................................................................ 2
2. DEFINIÇÕES ......................................................................................................... 3
2.1. Pavimentos ................................................................................................... 3
2.1.1. Tipos de Pavimentos ............................................................................... 4
2.1.2. Estrutura dos Pavimentos ........................................................................ 8
2.1.3. Tecnologia de Pavimentos..................................................................... 13
2.2. Tipos de Misturas Asfálticas...................................................................... 21
2.2.1. Misturas usinadas .................................................................................. 22
3. IRREGULARIDADES NA PAVIMENTAÇÃO ...................................................... 30
3.1. Irregularidades de Projeto ......................................................................... 30
3.2. Iregularidades de Execução ...................................................................... 33
3.3. Defeitos nos Pavimentos ........................................................................... 35
3.3.1. Trincas por Fadiga ................................................................................. 36
3.3.2. Trincas em Blocos ................................................................................. 37
3.3.3. Trincas nos Bordos ................................................................................ 38
3.3.4. Trincas Longitudinais ............................................................................. 39
3.3.5. Trincas por Reflexão .............................................................................. 40
3.3.6. Trincas Transversais ............................................................................. 41
3.3.7. Remendos ............................................................................................. 43
3.3.8. Panelas ................................................................................................. 44
3.3.9. Ddeformação Permanente ..................................................................... 45
3.3.10. Corrugação ............................................................................................ 46
3.3.11. Exsudação ............................................................................................. 47
3.3.12. Agregados Polidos ................................................................................ 48
3.3.13. Desgaste ............................................................................................... 49
3.3.14. Desnível entre Pista e Acostamento ...................................................... 51
3.3.15. Bombeamento ....................................................................................... 51
3.4. Controle Tecnológico ................................................................................. 52
4. SISTEMA DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS ..................................................... 54
4.1. Introdução ................................................................................................... 54
4.2. Definição ..................................................................................................... 55
ix
4.3. Dados para a Gerência de Pavimentos ..................................................... 57
4.3.1. Banco de Dados – Histórico dos Pavimentos ........................................ 57
4.4. Desempenho dos Pavimentos ................................................................... 59
4.4.1. Avaliação Funcional: Levantamento de Campo ..................................... 60
4.4.2. Avaliação da Capacidade Estrutural ...................................................... 64
4.5. Manutenção e Reabilitação de Pavimentos .............................................. 67
4.5.1. Atividades: Prevenção, Recuperação, Reconstrução e Reforço ............ 68
4.5.2. Retroanálise .......................................................................................... 73
4.5.3. Dimensionamento de Reforços .............................................................. 74
4.5.4. Uso de Softwares de SGP ..................................................................... 78
4.6. Tomada de Decisão .................................................................................... 82
5. ESTUDO DE CASO ............................................................................................ 87
5.1. Perfil da Cidade do Rio de Janeiro ............................................................ 87
5.1.1. Localização Geográfica ......................................................................... 87
5.1.2. População ............................................................................................. 87
5.1.3. Área Total .............................................................................................. 88
5.1.4. Área Urbana .......................................................................................... 88
5.1.5. Características Climáticas ..................................................................... 89
5.1.6. Vias Urbanas ......................................................................................... 89
5.1.7. Frota ...................................................................................................... 90
5.2. Procedimento para Implementação do SGP ............................................. 90
5.2.1. Inventário ............................................................................................... 91
5.2.2. Avaliação ............................................................................................... 91
5.2.3. Levantamento em Campo...................................................................... 97
5.2.4. Índice de Prioridade (IP) ........................................................................ 99
5.2.5. Estratégia de M&R............................................................................... 100
5.2.6. Atividades de M&R .............................................................................. 101
5.2.7. Implementação .................................................................................... 101
5.3. SGP – Rio .................................................................................................. 102
5.3.1. Inventário da Rede Viária Urbana ........................................................ 103
5.3.2. Avaliação dos Pavimentos ................................................................... 111
5.3.3. Treinamento para o Levantamento da Condição dos Pavimentos ....... 112
5.3.4. Levantamento das Atividades Adotadas nos Programas de Manutenção
e Reabilitação dos Pavimentos .......................................................................... 118
5.3.5. Índice de Prioridade ............................................................................. 120
5.3.6. Estratégia de Manutenção e Reablitação ............................................ 120
x
6. CONCLUSÃO ................................................................................................... 122
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. 123
ANEXO A – Árvores de Decisão ............................................................................ 127
I. Trincas por Fadiga do Revestimento .............................................................. 127
II. Trincas em Blocos .......................................................................................... 128
III. Trincas Laterais .......................................................................................... 128
IV. Trincas Longitudinais .................................................................................. 128
V. Trincas por Reflexão ...................................................................................... 129
VI. Trincas Transversais .................................................................................. 129
VII. Remendos .................................................................................................. 129
VIII. Panelas ...................................................................................................... 129
IX. Corrugação ................................................................................................. 130
X. Exsudação ..................................................................................................... 130
XI. Deformação Permanente nas Trilhas de Roda ........................................... 130
XII. Agregados Polidos...................................................................................... 131
XIII. Desgaste .................................................................................................... 131
ANEXO B – Planilhas para Levantamento de Campo .......................................... 132
ANEXO C – Simbologia dos Defeitos e sua Aplicação em um Croqui ................ 135
ANEXO D – Planilha para Avaliação da Condição dos Pavimentos .................... 137
xi
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1: Cargas no Pavimento (SANTANA, 1993). ...................................................... 4
Figura 2: Seção transversal típica do pavimento flexível. (1) Revestimento asfáltico; (2)
Base granular; (3) Sub-base; (4) Reforço do subleito; (5) Regularização do subleito
(DNIT, 2006). ................................................................................................................ 5
Figura 3: Distribuição do carregamento em pavimentos flexíveis. ................................. 5
Figura 4: Seção transversal tipo do pavimento rígido (Adaptada de SOUZA, 1980) ..... 6
Figura 5: Distribuição do carregamento em pavimentos rígidos. ................................... 6
Figura 6: Distribuição das tensões do carregamento em pavimento flexível e pavimento
rígido (UFPR)................................................................................................................ 7
Figura 7: Seção transversal típica do pavimento semirrígido direto, à esquerda, e
indireto, à direita (Adaptada de DNIT, 2006). ................................................................ 8
Figura 8: Seção transversal típica dos pavimentos (Adaptada de SENÇO, 1997) ........ 9
Figura 9: Classificação dos revestimentos (DNIT, 2006). ............................................ 10
Figura 10: Processo de Reciclagem da base granular (WIRTGEN, 2004). ................. 20
Figura 11: Constituição da Mistura de Concreto Asfáltico. .......................................... 23
Figura 12: Granulometria comparativa de um SMA e CA (BERNUCCI et al., 2008) ... 25
Figura 13: Trincas por Fadiga (DER/SP). .................................................................... 36
Figura 14: Trincas em blocos (DER/SP). .................................................................... 37
Figura 15: Trinca longitudinal de severidade alta (Foto: Priscilla Miguel). ................... 39
Figura 16: Duas trincas transversais em uma esquina (Foto: Priscilla Miguel). ........... 42
Figura 17: Dois remendos consecutivos em uma faixa de rolamento (Foto: Priscilla
Miguel). ....................................................................................................................... 43
Figura 18: Panelas causadas por trincas por fadiga (Foto: Priscilla Miguel). ............... 44
Figura 19: Exemplo de sistema inadequado de drenagem (Foto: Priscilla Miguel) ...... 45
Figura 20: Exemplo de corrugação no bordo da pista (esquerda) e no meio da pista
(direita). ...................................................................................................................... 46
Figura 21: Exsudação presente das trilhas de roda. ................................................... 48
Figura 22: Exemplo de agregados polidos, mais lisos, por conta de agentes externos
(SHRP Manual). .......................................................................................................... 49
Figura 23: Exemplo de desgaste com agregados desalojados (MELO, 2014). ........... 50
Figura 24: Desnível entre pista e acostamento não pavimentado. .............................. 51
Figura 25: Bombeamento com liberação de material fino (SHRP, 1993). .................... 52
Figura 26: Fluxograma básico de um SGP (ODA, 2014). ............................................ 56
Figura 27: Atividades do SGP que interagem com o Banco de Dados (Albuquerque,
2007). ......................................................................................................................... 58
xii
Figura 28: Dados importantes para a composição de um Banco de Dados
(Albuquerque, 2007). .................................................................................................. 59
Figura 29: Classificação da nota do Valor de Serventia Atual. .................................... 61
Figura 30: Exemplo de perfil longitudinal de um pavimento. ....................................... 63
Figura 31: Deformações no pavimento, também conhecida como deflexões (DNIT,
2006). ......................................................................................................................... 65
Figura 32: Fatores que influenciam no desempenho do pavimento (DNIT, 2011). ...... 67
Figura 33: Diferença de resultados ao se realizar uma manutenção ou uma
reabilitação. ................................................................................................................ 69
Figura 34: Evolução da deterioração em rodovias pavimentadas e o papel do reforço
estrutural (DNIT, 2006). .............................................................................................. 73
Figura 35: Exemplo da relação dos tráfegos. .............................................................. 75
Figura 36: Tabela com os critérios para Avaliação Estrutural (adaptada de DNER,
1979). ......................................................................................................................... 78
Figura 37: Interação entre SGP e o HDM-4 (adaptada de DNIT, 2012). ..................... 82
Figura 38: Localidade da cidade do Rio de Janeiro (WIKIPEDIA, 2015). .................... 87
Figura 39: Subdivisão de zonas da cidade do Rio de Janeiro (WIKIPEDIA, 2015) ...... 88
Figura 40: Estrutura de um SGP para implementação. ............................................... 91
Figura 41: Ficha para avaliação da serventia. ............................................................. 92
Figura 42: Perfilômetro CHLOE, utilizado no AASHO Road Test (ODA et al.,1999) ... 93
Figura 43: Esquema do Perfilômetro CHLOE (HAAS et al., 1994). ............................. 93
Figura 44: Esquema de um perfilógrafo (HAAS et al., 1994). ...................................... 94
Figura 45: Car Road Meter, equipado com acelerômetro (ODA et al., 1999). ............. 94
Figura 46: Maysmeter, medidor de irregularidade longitudinal do tipo resposta (HAAS
et al., 1994). ................................................................................................................ 94
Figura 47: Execução de ensaio com Viga Benkelman. ............................................... 95
Figura 48: Esquema da Viga Benkelman (ODA et al., 1999). ...................................... 95
Figura 49: Esquema do defletômetro vibratório à esquerda e o Dynaflect à direita (ODA
et al., 1999). ................................................................................................................ 96
Figura 50: Esquema de defletômetro de impacto (FWD) (ODA et al., 1999). .............. 96
Figura 51: Dynatest como exemplo de defletômetro de impacto (FWD)...................... 96
Figura 52: Ensaio com defletômetro de impacto (FWD) - bacia de deflexão e índices de
curvatura do revestimento e da base (ODA et al., 1999). ............................................ 97
Figura 53: Estratégia de manutenção e reabilitação mais indicada com base no valor
do ICP (ODA et al., 1999). .......................................................................................... 99
Figura 54: Mapa da Ilha do Fundão ilustrando as seções experimentais (adaptada de
NASCIMENTO, 2015). .............................................................................................. 104
xiii
Figura 55: Deflexões máximas da faixa central dos pavimentos existentes, medidas
pela Viga Benkelman (NASCIMENTO, 2015). .......................................................... 105
Figura 56: Classificação dos Pavimentos por meio do IRI e do IGG (NASCIMENTO,
2015). ....................................................................................................................... 106
Figura 57: Planilha para cada seção, utilizada no preenchimento do inventário da rede
viária urbana (FERNANDES JR, 2005). .................................................................... 107
Figura 58: Localização da Av. Horácio Macedo em azul. .......................................... 108
Figura 59: Distribuição horária do tráfego da Ilha do Fundão (NASCIMENTO, 2015) 108
Figura 60: Planilha para avaliação da condição do pavimento (FERNANDES JR,
2005). ....................................................................................................................... 111
Figura 61: Mapa da Ilha do Fundão ilustrando, em azul, as vias em que foram feitas o
Levantamento de Defeitos. ....................................................................................... 113
Figura 62: Croqui de um trecho de 15 metros da Avenida Pedro Calmon, ilustrando o
levantamento dos defeitos juntamente com sua severidade, segundo simbologia do
Anexo C (LEAL et al., 2013). .................................................................................... 114
Figura 63: Croqui de um trecho de 15 metros da Rua Maria Dolores Lins de Andrade,
ilustrando o levantamento dos defeitos juntamente com sua severidade, segundo
simbologia do Anexo C (LEAL et al., 2013). .............................................................. 115
xiv
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1. Boletim estatístico da CNT referente à malha rodoviária brasileira (CNT,
2015) ............................................................................................................................ 1
Tabela 2. Boletim estatístico da CNT referente à movimentação anual de cargas (CNT,
2015) ............................................................................................................................ 1
Tabela 3: Classificação das bases para pavimentação (adaptada de SENÇO, 1997). 11
Tabela 4: Tabela com os coeficientes de equivalência estrutural (adaptada de DNER,
1979). ......................................................................................................................... 76
1
1. INTRODUÇÃO
1.1. JUSTIFICATIVA
O transporte rodoviário é o principal sistema logístico brasileiro, com uma rede
de 1.720.643 quilômetros de estradas, a quarta maior rede do mundo (CIA World
FactBook, Brasil). Ainda assim, apesar de ser o quinto maior mercado da indústria
automobilística mundial, existe uma falta de manutenção, resultando em vias
danificadas em aproximadamente 30% da extensão da malha viária brasileira, isso
porque apenas 210.618 quilômetros de rodovia estão pavimentados. A Tabela 01,
divulgada pela Confederação Nacional do Transporte (CNT), oferece maiores
detalhes.
Tabela 1. Boletim estatístico da CNT referente à malha rodoviária brasileira (CNT, 2015)
Malha Rodoviária - extensão em Km (Março, 2015)
Pavimentada Não Pavimentada Total
Federal 64.045,1 11.944,6 75.989,7
Estadual 119.747,0 105.600,6 225.347,6
Municipal 26.826,7 1.234.918,3 1.261.745,0
Rede Planejada - - 157.560,9
Total 210.618,8 1.352.463,5 1.720.643,2
De acordo com a CNT (2015), 61,1% da movimentação de transporte de
cargas do país é dado ao modal rodoviário, deixando-o responsável por transferir mais
de 485 milhões de reais em cargas, como demonstrado na Tabela 02. Isto não pode
ser realizado de forma eficaz se as condições dos pavimentos se mantêm precárias,
podendo causar acidentes, diminuir o fluxo de tráfego das vias e prejudicar a eficiência
do sistema.
Atualmente, a gestão de orçamentos e racionalização dos recursos disponíveis
são altamente relevantes, o que leva a um fato: o não cumprimento de manutenções
preventivas pode trazer, posteriormente, um acréscimo de 10% a 15% no custo total
de transportes para a realização de manutenções corretivas. Um Sistema de Gerência
de Pavimentos pode não apenas solucionar esse problema como também otimizá-lo.
Tabela 2. Boletim estatístico da CNT referente à movimentação anual de cargas (CNT, 2015)
Matriz do Transporte de Cargas (Março, 2015)
Modal Milhões (TKU) Participação (%)
Rodoviário 485.625 61,1
Ferroviário 164.809 20,7
Aquaviário 108.000 13,6
Dutoviário 33.300 4,2
2
Aéreo 3.169 0,4
Total 794.903 100,0
1.2. OBJETIVO
O objetivo principal deste trabalho é propor um passo a passo da
implementação do Sistema de Gerência de Pavimentos para a cidade do Rio de
Janeiro, descrevendo e destrinchando fatores importantes para sua aplicação. Esta
ferramenta conta com um banco de dados contendo características da via,
informações e periodicidade das manutenções ocorridas na via, assim como o
histórico da mesma, dentre outros dados considerados relevantes ao longo do estudo.
1.3. ESTRUTURAÇÃO DO TRABALHO
O trabalho encontra-se dividido em seis capítulos, no qual o primeiro deles é
apenas uma introdução ao tema, destrinchando o motivo pelo qual este trabalho está
sendo elaborado e qual o seu objetivo final.
No segundo capítulo, o intuito é apresentar brevemente ao leitor os conceitos
básicos da área de pavimentação, como por exemplo, do que é composto um
pavimento, como eles são classificados, as misturas existentes nesta área, quais as
tecnologias utilizadas atualmente, dentre outras informações. Deste modo, o leitor
adquirirá, mesmo que de forma sucinta, o contexto desta área.
Após a identificação das concepções em questão, são desenvolvidos, no
Capítulo 3, os principais problemas encontrados atualmente nesta área. São
abordadas as irregularidades de projeto e de execução, além de serem explicitadas as
patologias encontradas nos pavimentos, também conhecidas como “defeitos”, e o
devido controle tecnológico necessário para estes casos.
Tendo sido exposto todos esses fatores, no quarto capítulo é introduzido o
Sistema de Gerência de Pavimentos (SGP), englobando todos os seus conceitos e
dados necessários para seu pleno funcionamento. Com isso, é descrito a metodologia
das avaliações dos pavimentos, assim como as atividades de manutenção e
reabilitação (M&R) e todos os fatores que estas atividades englobam, além da
definição da estratégia de tomada de decisão.
Por último, no capítulo 5 é apresentado um estudo de caso referente ao SGP
definido ao longo do trabalho, de modo a mostrar um passo a passo para
implementação da ferramenta. O caso utilizará como exemplo algumas vias da Ilha do
Fundão, no Rio de Janeiro, demonstrando como definir as estratégias de intervenção
resultantes e, posteriormente, no capítulo 6 se encontra a conclusão final do trabalho.
3
2. DEFINIÇÕES
2.1. PAVIMENTOS
O pavimento, segundo Souza (1980), “é uma estrutura construída após a
terraplanagem por meio de camadas de vários materiais de diferentes características
de resistência e deformabilidade. Esta estrutura assim constituída apresenta um
elevado grau de complexidade no que se refere ao cálculo das tensões e
deformações”.
Já para Santana (1993), “é uma estrutura construída sobre a superfície obtida
pelos serviços de terraplanagem com a função principal de fornecer ao usuário
segurança e conforto, que devem ser conseguidos sob o ponto de vista da engenharia,
isto é, com a máxima qualidade e o mínimo custo”.
Dessa forma, tendo visto que o pavimento é uma estrutura de diversas
camadas especificamente dimensionadas construída sobre o subleito, para que resista
aos esforços oriundos do tráfego de veículos e do clima, a norma NBR-7207/82
(ABNT, 1982) complementa:
"O pavimento é uma estrutura construída após terraplenagem e destinada,
econômica e simultaneamente, em seu conjunto, a:
a) Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos pelo tráfego;
b) Melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança;
c) Resistir aos esforços horizontais que nela atuam, tornando mais durável a
superfície de rolamento."
A NBR-7207/82 aborda pontos muito relevantes como, por exemplo, a
transferência dos esforços causados pelos veículos que passarão pelo devido
pavimento. Estes esforços passarão por todas as camadas existentes e serão
transferidos para o subleito conforme ilustra a Figura 01.
4
Figura 1: Cargas no Pavimento (SANTANA, 1993).
De acordo com Santana (1993), quando o pavimento é solicitado por uma
carga de veículo Q, que se desloca com uma velocidade V, recebe uma tensão vertical
σ0 (de compressão) e uma tensão horizontal τ0 (de cisalhamento).
Estes esforços irão se distribuindo à medida que forem atravessando as
camadas do pavimento, fazendo com que chegue até o subleito com uma parcela de
tensão superficial bem inferior à inicial, tornando-o capaz de suportar os esforços
verticais aplicados de forma segura.
2.1.1. TIPOS DE PAVIMENTOS
Há diversos fatores que podem influenciar no bom funcionamento de um
pavimento, assim como na sua resistência e preservação. Levando em consideração a
rigidez do conjunto dos pavimentos, os mesmos podem ser classificados em flexíveis,
rígidos e semirrígidos.
2.1.1.1. Pavimentos Flexíveis
São aqueles em que todas as camadas sofrem deformação elástica
significativa sob o carregamento aplicado e, portanto, a carga se distribui em parcelas
aproximadamente equivalentes entre as camadas (DNIT, 2006).
Basicamente, sua principal característica é possuir um revestimento de camada
asfáltica e ser composto por uma base de material granular, podendo este ser brita ou
solo. A seção transversal típica de um pavimento flexível é ilustrada na Figura 2 e
5
apresenta camadas de revestimento asfáltico, base granular, sub-base e reforço do
subleito, além da regularização do subleito, que não é considerada efetivamente uma
camada, pois não apresenta espessura uniforme. Essas camadas repousam sobre o
subleito, que é a plataforma da estrada.
Figura 2: Seção transversal típica do pavimento flexível. (1) Revestimento asfáltico; (2) Base
granular; (3) Sub-base; (4) Reforço do subleito; (5) Regularização do subleito (DNIT, 2006).
Dentre as camadas explicitadas, a mais relevante estruturalmente para este
tipo de pavimento é a base, que possui a função de receber as tensões do tráfego (P)
e distribuir os esforços (p) antes de transmiti-los à sub-base ou ao reforço do subleito.
A sua distribuição encontra-se ilustrada na Figura 3.
Figura 3: Distribuição do carregamento em pavimentos flexíveis.
Vale ressaltar que uma porcentagem considerável dos pavimentos do Rio de
Janeiro se enquadra neste quesito, visto que este tipo de pavimento possui grande
adaptação a eventuais recalques do subleito, pois deformam sob a ação das cargas,
além de obter rapidez de execução e liberação ao tráfego e reparações fáceis e
rápidas de se realizar.
2.1.1.2. Pavimentos Rígidos
É aquele em que o revestimento tem uma elevada rigidez em relação às
camadas inferiores e, portanto, distribui praticamente todas as tensões provenientes
P
p
P
p
6
do carregamento aplicado (Manual do DNIT, 2006). Ou seja, são placas de concreto
de cimento Portland que são ligadas entre si, porém, neste caso, estas placas
substituem o revestimento e a base do pavimento, visto que possuem alta rigidez e
resistência. A Figura 4 apresenta a seção transversal de um pavimento rígido, na qual
se pode notar a divisão entre a placa de concreto de cimento e a sub-base, onde
possuem contato direto, não sendo necessária a presença da base. Nesse caso, a
sub-base pode ser flexível ou semirrígida, podendo ter função drenante, além de servir
para controlar o bombeamento de finos, a expansão e a contração do subleito.
Figura 4: Seção transversal tipo do pavimento rígido (Adaptada de SOUZA, 1980)
A vantagem principal é que as placas de concreto já possuem a capacidade
para distribuir as tensões do carregamento de forma uniforme, diferente da utilizada
pelos pavimentos flexíveis. A Figura 5 apresenta a distribuição em pavimentos rígidos.
Figura 5: Distribuição do carregamento em pavimentos rígidos.
Além disso, se bem projetado e construído, o pavimento rígido tem uma vida
mais longa, possuindo uma periodicidade maior de manutenção preventiva. Possui
também grande resistência a materiais como óleo diesel e querosene, e ao efeito dos
solventes de combustíveis, evitando a sua degradação.
Portanto, a principal diferença entre os pavimentos flexíveis e rígidos é que, ao
contrário do pavimento flexível, o pavimento rígido suporta por si só as cargas do
tráfego, sendo ele suportado pela sub-base. Já no pavimento flexível, a função do
revestimento é de impermeabilizar e distribuir as cargas para a base, que as suporta
efetivamente. A Figura 6 demonstra a diferença no comportamento da carga atuante
Placa
P
Placa
P
7
do tráfego, sendo mais concentrada nos pavimentos flexíveis e melhores distribuídas
nos rígidos.
Figura 6: Distribuição das tensões do carregamento em pavimento flexível e pavimento rígido
(UFPR).
2.1.1.3. Pavimentos Semirrígidos
O pavimento semirrígido é constituído por revestimento asfáltico e camadas de
base ou sub-base em material estabilizado com adição de cimento. O pavimento
semirrígido é conhecido como pavimento do tipo direto quando a camada de
revestimento asfáltico é executada sobre camada de base cimentada e do tipo indireto
ou invertido, quando a camada de revestimento é executada sobre camada de base
granular e sub-base cimentada (DER, 2006).
Em suma, pode-se dizer que é a mistura das duas classificações anteriores,
por possuir diversas camadas como o item 2.1.1.1., porém havendo a presença de
cimento, como o item 2.1.1.2., que pode ser utilizado na base ou na sub-base da
estrutura.
O pavimento semirrígido possui quase a mesma seção transversal típica que o
pavimento flexível, estando a diferença indicada na Figura 7.
8
Figura 7: Seção transversal típica do pavimento semirrígido direto, à esquerda, e indireto, à
direita (Adaptada de DNIT, 2006).
Pode-se verificar na Figura 7 a estrutura usualmente utilizada para um
pavimento semirrígido direto demonstrado no lado esquerdo, enquanto o pavimento
semirrígido indireto, ou invertido, se encontra no lado direito.
O pavimento semirrígido direto se caracteriza por uma base cimentada
quimicamente, como por exemplo, por uma camada de solo cimento revestida por uma
camada asfáltica. Já o pavimento invertido se caracteriza por ser constituído de
revestimento, base granular não tratada de brita graduada simples e sub-base de
material granular tratado com cimento (DER, 2006).
O pavimento semirrígido não costuma ser muito utilizado, por nem sempre ser
a solução ideal para o projeto, mas apresenta custo inicial baixo e boa durabilidade. O
solo cimento utilizado é uma mistura de solo, água e cimento, realizada no local, que
pode lançar mão de solo regional.
2.1.2. ESTRUTURA DOS PAVIMENTOS
A estrutura de um pavimento tem como objetivo suportar as cargas atuantes
nele repassando, sutilmente, estes carregamentos ao terreno de fundação sem gerar
danificações ao mesmo ou à estrutura.
Já foi mostrado no item 2.1.1.1. a seção transversal típica com o maior número
de camadas necessárias para a estruturação de um pavimento, porém a seção
transversal ilustrada na Figura 8, além de nomear as devidas camadas, também cita
uma parte do sistema de drenagem, que é imprescindível em um projeto geométrico.
Além disso, explicita algumas dimensões que devem ser calculadas e consideradas ao
longo do projeto.
9
Figura 8: Seção transversal típica dos pavimentos (Adaptada de SENÇO, 1997).
É essencial estudar cada camada e conhecer as principais características das
mesmas, porém vale ressaltar que as espessuras de cada uma delas dependem do
projeto estrutural a ser elaborado.
2.1.2.1. Revestimento ou Capa de Rolamento
Também chamado de camada de rolamento, o revestimento deve atuar como
uma superfície de rolamento de qualidade, oferecendo maior conforto e segurança,
visto que é a camada que possui contato direto com o tráfego de veículos. Além disso,
é importante que a mesma possua resistência suficiente para com o desgaste das
intempéries e seja impermeável, já que todo o restante da estrutura dependerá do
revestimento para que infiltre a menor quantidade de água possível e não haja contato
direto com a mesma.
O revestimento é constituído, em cerca de 90% a 95%, por uma camada de
agregado mineral e outra de material asfáltico, entre 5% a 10%. Dentre eles, o
agregado é o responsável por suportar as cargas aplicadas e o desgaste das mesmas,
além de transmiti-las à camada conseguinte. Já o material asfáltico é um elemento
aglutinante, fazendo com que ligue os agregados entre si, além de fornecer um caráter
impermeabilizante à mistura, impedindo e resistindo à ação das águas provenientes
das chuvas.
10
Por conta destas particularidades, esta é a camada mais nobre da estrutura,
sendo a mais cara durante a construção, porém possui grande importância e por isso
deve-se ter cautela na composição da mistura. A Figura 9 apresenta a classificação
dos revestimentos de acordo com o Departamento Nacional de Infraestrutura de
Transportes (DNIT).
Figura 9: Classificação dos revestimentos (DNIT, 2006).
A escolha do revestimento mais viável deve ser baseada no fluxo de tráfego
previsto para o local, assim como qual a disponibilidade dos materiais e a sua devida
qualidade, além da acessibilidade destes ao local.
a) Revestimento Flexível
O modelo de revestimento flexível que alcança a melhor qualidade entre os
mesmos é o concreto asfáltico, anteriormente chamado de concreto betuminoso,
devido ao rigoroso controle requerido desde a sua mistura, realizada em usinas, até a
sua aplicação. Por tal motivo é o mais utilizado em autoestradas e vias expressas
(SENÇO, 1997).
Como observado na Figura 9, o revestimento flexível possui várias maneiras de
aplicação sendo considerado o método mais complexo, porém é ainda o mais utilizado
por projetistas e construtores.
11
b) Revestimento Rígido
Sua característica geral é a composição por cimento, tornando-se resistente a
esforços horizontais e disseminando os esforços verticais à sub-base, seguindo o
mesmo raciocínio já desenvolvido no item 2.1.1.2.
Antigamente este tipo de revestimento era utilizado apenas em vias
importantes, porém atualmente ele tem sido utilizado em corredores de ônibus no Rio
de Janeiro, apesar de ainda não ter presença expressiva como o flexível. Ainda assim,
o mesmo é relevante em estudos onde é aplicado como uma alternativa ao asfalto.
2.1.2.2. Base
As bases, assim como as sub-bases, podem ser constituídas por solo
estabilizado, solo-brita, brita graduada, brita graduada tratada com cimento, solo
estabilizado quimicamente com ligante hidráulico ou asfáltico, dentre outros. Sua
função continua sendo a distribuição de cargas oriundas das camadas superiores,
porém, no caso das bases, a única camada acima é o revestimento, fazendo com que
a camada responda mais diretamente aos carregamentos verticais derivados do
tráfego de veículos (SENÇO, 1997).
Como já dito previamente, a base é a camada estruturalmente mais importante
de um pavimento, visto que é a responsável por dar o suporte estrutural a ele. A
mesma é destinada a resistir e distribuir os esforços originados pela ação dos
veículos, atenuando a transferência destes mesmos esforços às camadas
conseguintes.
As bases também podem ser classificadas em rígidas ou flexíveis, e são
melhores detalhadas na Tabela 3.
Tabela 3: Classificação das bases para pavimentação (adaptada de SENÇO, 1997).
Bases
Rígidas
Concreto de cimento
Macadame de cimento
Solo-cimento
Flexíveis
Solo estabilizado
Granulometricamente
Solo-betume
Solo-brita
Macadame hidráulico
Macadame betuminoso
Brita Graduada com ou sem cimento
Por aproveitamento Paralelepípedos
Alvenaria Poliédrica
12
A base de concreto de cimento consiste em uma dosagem de agregados,
areia, cimento e água que atendem ao dimensionamento exigido, podendo ou não ter
armadura metálica em sua estrutura. Esta é utilizada tanto como base quanto como
revestimento (SENÇO, 1997).
2.1.2.3. Sub-base
Além da função de resistir e repassar os esforços aplicados sobre as camadas
superiores às inferiores, esta camada também atua na drenagem do pavimento. A
sub-base torna-se necessária quando, ao dimensionar o pavimento, a camada de
base obtém espessura demasiada a fim de resistir aos carregamentos, sendo assim, é
viável economicamente dividir esta camada em duas, onde a inferior (sub-base) é
composta por materiais de menor custo (BALBO, 2007).
Assim, a sub-base tem a mesma função da base, sendo uma complementação,
de forma a reduzir a espessura da base, além de poder ser utilizada para auxiliar na
regularização dessa camada. Além disso, ela pode drenar infiltrações e controlar a
ascensão capilar da água, quando for o caso. Logo, é importante utilizá-la quando não
for aconselhável executar a base diretamente sobre o leito regularizado ou sobre o
reforço, por circunstâncias técnico-econômicas.
2.1.2.4. Reforço do Subleito
Este reforço é uma camada que visa atenuar as cargas aplicadas sobre um
subleito frágil de forma que este seja capaz de suportar tais cargas. Também pode ser
considerado como camada complementar à base (SENÇO, 1997).
O material utilizado no reforço de subleito obrigatoriamente deve apresentar
maior resistência que o material encontrado no subleito, pois se fosse diferente a
camada se tornaria sem propósito. A utilização desta parte da estrutura é facultativa,
haja vista que outras camadas superiores poderiam suprir sua necessidade, porém
pelo ponto de vista econômico, reforçar o subleito é uma opção mais viável que
aumentar a espessura das demais camadas (BALBO, 2007).
Portanto, esta camada só é necessária quando o subleito possui baixa
capacidade de carga, podendo ser utilizada também para redução da espessura da
sub-base. Diferente da regularização do subleito, o reforço possui uma camada de
espessura constante e é constituído de solo de qualidade superior a do subleito.
13
2.1.2.5. Regularização do Subleito
A regularização do subleito, também denominada de preparo do subleito,
consiste em uma camada de espessura irregular de aterro compactado com a
finalidade de garantir ao subleito as características geométricas transversais e
longitudinais de projeto para a via, evitando gastos desnecessários com subleitos
irregulares que apresentem alta resistência (SENÇO, 1997).
Não é, de fato, uma camada, possuindo espessura variável e sendo executada
quando se faz necessária a preparação do subleito da estrada, para nivelá-lo tanto
longitudinal quanto transversalmente, de modo a corrigir falhas da terraplenagem ou
de um leito antigo de estrada de terra. Por conta disso, é ideal que ocorra sempre que
possível em aterro, o que faz com que esta camada não exista em certos trechos.
2.1.2.6. Subleito
Define-se como o terreno de fundação do pavimento, no entanto, deve-se
limitar este conceito apenas à camada superficial do terreno, haja vista que os
esforços exercidos sobre o subleito são dispersos poucos metros abaixo do solo,
sendo desprezível o efeito atuante nas camadas inferiores (SENÇO, 1997).
Resumidamente, é um maciço que serve de fundação para um pavimento.
2.1.3. TECNOLOGIA DE PAVIMENTOS
Atualmente, há muitas tecnologias utilizadas para o aprimoramento do
pavimento como um todo, tanto na sua estruturação, como nas suas características e
até pensando em um futuro mais sustentável. Dentre elas, os asfaltos modificados e a
reciclagem de pavimentos são as mais recentes.
2.1.3.1. Asfalto Modificado
A princípio o asfalto, encontrado em sua forma original na natureza, era muito
usado na impermeabilização de tanques e reservatórios, porém sua funcionalidade foi
se expandindo e o mesmo foi ganhando outras aplicações ao longo do tempo.
Durante muitas décadas vários pesquisadores vêm tentando desenvolver
técnicas com o objetivo de melhorar a composição do asfalto e torná-lo mais
adequado às necessidades da população, através da incorporação de modificadores
14
de asfalto, tais como: fíleres especiais, fibras e borrachas, as quais vêm tomando
impulsos significativos ao longo dos anos (BERNUCCI et al., 2008).
Especificamente a Europa e os Estados Unidos têm desenvolvido
modificadores para resultar a construção de revestimentos asfálticos com maiores
vantagens – como aumento da adesividade e da resistência ao envelhecimento e à
oxidação; melhoria da resistência à formação de trilhas de roda e ao trincamento de
fadiga; criação de membranas de proteção para evitar a reflexão de trincas para as
camadas superficiais; uso de filmes mais espessos de ligante nos agregados; aumento
da resistência à abrasão de misturas; dentre outros – tornando estes revestimentos
menos sensíveis às variações climáticas e mais resistentes à ação do tráfego. Hoje
em dia, a modificação mais utilizada é através do uso de polímeros ou por borracha de
pneus.
a) Asfalto Modificado com Polímero
Os polímeros podem ser classificados em quatro categorias: termorrígido,
termoplástico, elastômero e elastômero termoplástico. Todas estas se modificam com
a ação do calor, porém de formas distintas.
O polímero termorrígido, quando submetido ao calor, endurece de forma
irreversível, além de não se fundirem e degradarem em uma temperatura limite. Já o
polímero termoplástico é o oposto, quando sofre ação do calor amolece
reversivelmente, visto que se fundem e podem amolecer quando submetido ao calor
novamente. Estes são incorporados aos asfaltos à alta temperatura.
Já os polímeros elastoméricos se decompõem antes mesmo de amolecer ao
sofrerem ação do calor, pois já apresentam propriedades elásticas desde quando
foram vulcanizados. Os não vulcanizados apresentam, no entanto, comportamento
elástico. Enquanto isso, os polímeros elasto-termoplásticos possuem comportamento
flexível quando submetidos ao calor, sendo seu amolecimento reversível.
Segundo Bernucci et al. (2008), nem todos os polímeros podem ser
adicionados ao Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP). Na mesma lógica, nem todos os
cimentos asfálticos podem ser passíveis da adição de polímeros. Logo, é necessário
cautela ao escolher o polímero e o aglomerante, de forma a evitar problemas de
compatibilidade e estocagem do material.
Ainda assim, este tipo de asfalto modificado possui grandes vantagens com a
adição de polímeros junto ao CAP, como obtenção de maior estabilidade e
15
elasticidade ao pavimento. Além disso, também é interessante visto que oferece uma
redução da suscetibilidade térmica, deixando o material menos variável perante a
variação climática e, consequentemente, aumentando a vida útil do pavimento.
Há, também, grande melhora de desempenho com relação às cargas oriundas
do tráfego, visto que o novo material possui alta flexibilidade, coesão e durabilidade
que, com o incremento dos agregados, gera resistência suficiente para suportá-las.
Vale ressaltar que esta resistência também é vantajosa com relação à ação de
solventes, oxidação e envelhecimento do pavimento.
b) Asfalto Modificado com Borracha
No Brasil, mais de 40 milhões de pneus são descartados por ano, geralmente
armazenados de forma inadequada em fundos de quintais, borracharias, ferro-velho,
recauchutadoras ou são lançados em terrenos baldios e cursos d’água. Essa
irregularidade no armazenamento dos pneus resulta em diversos problemas como:
– Riscos constantes de incêndio, produzindo quantidade relevante de fumaça
tóxica (dióxido de carbono);
– Resíduos de óleo presente nos pneus, que podem acarretar na contaminação
de águas subterrâneas;
– Disposição inadequada de carcaças de pneus em vias públicas, podendo
causar acidentes;
– Acumulação de água nos pneus, atraindo mosquitos e proliferando doenças.
Além disso, outro fator que dificulta um destino adequado para esse material é
o fato dos pneus apresentarem baixo grau de compactação e degradação muito lenta,
o que inviabiliza sua disposição final, em condições normais, em aterros sanitários.
A disposição final de pneus inservíveis não é um problema recente, porém
encontrar uma destinação alternativa de forma a priorizar a sustentabilidade e o meio
ambiente é um quadro, de fato, atual. Com a Resolução 258 do Conselho Nacional do
Meio Ambiente (CONAMA), de 26 de agosto de 1999, o uso desse material no Brasil
começou a mudar.
As fábricas de pneus e as importadoras receberam metas com relação à
remoção de pneus do meio ambiente, na qual a meta original, de 2002, exigia que a
cada pneu importado para o país ou fabricado, um pneu inservível tivesse uma
destinação correta. No entanto, posteriormente, elaborou-se a meta atual, vigente
desde 2005, na qual as fábricas e as importadoras de pneus deveriam seguir:
16
– A cada quatro novos pneus fabricados ou importados, cinco pneus inservíveis
devem obter uma destinação final adequada e;
– A cada três pneus reformados importados, de qualquer tipo, quatro pneus
inservíveis deverão obter uma destinação final adequada.
Com essa mudança de lei, pesquisas e soluções sustentáveis começaram a
ser abordadas para a reutilização dos pneus inservíveis como, por exemplo, em obras
de contenção, construção de recifes artificiais, condução do escoamento superficial ou
até utilizados como combustíveis em usinas termoelétricas, em fábricas de celulose e
papel ou em fornos de cimento.
A utilização de pneus como combustível alternativo para fornos de clínquer na
indústria do cimento pode gerar energia elétrica, no entanto, o Brasil ainda utiliza
somente 57% dos pneus inservíveis, enquanto nos EUA esse índice pode chegar a
73% (MARQUES & PAZ, 2007).
Contudo, além das opções citadas acima, existe a possibilidade de recuperar e
reutilizar partes do material inservível. Os pneus são cortados e triturados, seguindo
de operações de separação dos diferentes materiais existentes, o que permite a
recuperação dos mesmos contidos nos pneus. Então, obtém-se borracha pulverizada
ou granulada, possuindo muitas aplicações: utilização em misturas asfálticas, em
revestimentos de quadras e pistas de esportes, na fabricação de tapetes automotivos,
dentre outros.
O asfalto modificado com borracha é um grande exemplo de reutilização desse
material inservível, visto que cada quilômetro pavimentado pode consumir a borracha
de 1.600 a 4.800 pneus inservíveis. Outro exemplo é que, ao considerar a
pavimentação de 4.000 quilômetros de rodovias por ano, tem-se o consumo de 6 a 19
milhões de unidades de pneus por ano, incorporados em pavimentos. Perante estes
dados, nota-se a importância ambiental do desenvolvimento de pesquisas para a
utilização do asfalto borracha na área de pavimentação.
Além do fator ambiental, outros fatores valorizam muito a qualidade deste tipo
de asfalto modificado. A incorporação da borracha na mistura asfáltica oferece uma
redução da suscetibilidade térmica, ou seja, a mistura se torna mais resistente à
variação de temperaturas fazendo com que tanto o desempenho a baixas quanto a
altas temperaturas sejam melhores quando comparados com pavimentos construídos
com ligante asfáltico convencional.
17
Outro ponto importante é o ponto de amolecimento do ligante asfalto-borracha,
que aumenta bastante em relação ao ligante convencional, significando um aumento
da resistência ao acúmulo de deformação permanente nas trilhas de roda, um dos
defeitos mais comuns encontrados nos pavimentos do Rio de Janeiro.
Há também o aumento de vazios, o que proporciona maior facilidade de
escoamento da água das chuvas, evitando acúmulo na superfície do pavimento e,
consequentemente, a aquaplanagem. Esse fator também auxilia na redução do ruído
oriundo do tráfego. Além destas vantagens, há várias outras citadas abaixo.
– Aumento da flexibilidade;
– Maior resistência ao envelhecimento;
– Maior resistência à propagação de trincas;
– Maior aderência entre pneu-pavimento;
– Redução de custos de manutenção de pavimentos.
É válido ressaltar, no entanto, que o custo de fabricação deste tipo de asfalto é
mais caro, visto que há alguns pré-requisitos na escolha da borracha que devem ser
respeitados, além de qual será o tipo de processo utilizado para, então, se definir o
tamanho da partícula e a sua pureza. Quanto menor a partícula, maior a garantia de
compatibilidade, assim como quanto mais pura, melhor a qualidade da mistura.
Além disso, não é recomendada a estocagem. Quando de extrema
necessidade, a borracha do pneu pode ser incorporada ao asfalto de forma a permitir
a estocagem de até três dias, porém não é recomendável.
Ainda assim, levando em consideração as vantagens, desvantagens e o custo-
benefício, principalmente no verão, o asfalto modificado por borracha moída de pneu é
o ideal para as condições climáticas do Rio de Janeiro.
2.1.3.2. Reciclagem de Pavimentos
Segundo Momm e Domingues (1995): “Entende-se por reciclagem de
pavimentos, a reutilização total ou parcial dos materiais existentes no revestimento
e/ou da base e/ou da sub-base, em que os materiais são remisturados no estado em
que se encontram após a desagregação ou tratados por energia térmica e/ou
aditivados com ligantes novos ou rejuvenescedores, com ou sem recomposição
granulométrica”.
18
A reciclagem de pavimentos é, evidentemente, uma técnica de grande teor
ambiental, visto que haverá uma menor necessidade de extração de materiais
granulares em jazidas, uma menor ou nenhuma necessidade de levar os materiais
existentes degradados a vazadouros, um menor custo de energia, dentre outros.
Atualmente, a reciclagem é dividida entre reciclagem de revestimento ou
reciclagem estrutural, que são aplicadas dependendo da situação do pavimento
analisado.
a) Reciclagem de Revestimento
No Brasil, a primeira utilização da técnica de reciclagem de revestimentos
betuminosos aconteceu na cidade do Rio de Janeiro em 1960, onde, na época, o
revestimento era removido por meio de marteletes, transportado para a usina e
remisturado. A primeira rodovia a ser reciclada foi a Via Anhanguera, trecho entre São
Paulo e Campinas, na década de 1980 (PINTO, 1989).
O revestimento asfáltico, provavelmente envelhecido, é restaurado, podendo
ser total ou parcialmente retirado do pavimento e tratado com adição de agentes
rejuvenescedores, com ou sem incorporação de novos agregados, de forma a
recuperar as propriedades dos agregados. Ou seja, é fragmentada, triturada e retirada
a camada antiga do pavimento e, assim, reutilizada através da combinação com
materiais novos formando uma nova mistura, aplicada com o emprego de máquinas
fresadoras-recicladoras ou recicladoras-estabilizadoras.
Sua principal vantagem é não elevar demasiadamente o greide com
recapeamentos sucessivos, mas oferece outras inúmeras vantagens em relação à
utilização convencional de novos materiais. Dentre elas (DNIT, 2006):
I. Conservação de agregados, de ligantes e de energia, ou seja, a reutilização
dos agregados do pavimento degradado propicia uma redução na demanda de
novos materiais e das respectivas distâncias de transporte, prolongando o
tempo de exploração das ocorrências existentes. Além disso, o ligante
remanescente pode ter suas propriedades restabelecidas pela adição de
asfalto novo ou agente rejuvenescedor. O consumo de energia também pode
ser favorecido através de sua redução durante a usinagem da mistura.
II. Preservação do meio ambiente, ou seja, evitar a exploração excessiva de
jazidas minerais (caixas de empréstimos), evitando assim o acúmulo e/ou
geração do passivo ambiental.
19
III. Conservação das condições geométricas existentes, ou seja, a adoção das
técnicas de reciclagem permite que as condições geométricas da pista sejam
mantidas ou modificadas facilmente, evitando-se problemas, como por
exemplo, as alturas em túneis (gabarito vertical) e o acréscimo de carga
permanente em pontes e viadutos.
Além destas citadas por DNIT (2006), há também a menor degradação das
estradas adjacentes, por conta do menor volume de transporte dos novos materiais; a
possibilidade de reabilitar uma só faixa de uma estrada, o que é bem relevante em
vias de duas ou mais faixas, em que somente uma delas está sujeita ao tráfego
pesado; a diminuição dos problemas causados ao tráfego, e a redução do tempo de
execução da obra; o menor tempo de interrupção do tráfego durante o trabalho; e
pode permitir diminuição dos gastos em relação à reabilitação convencional.
As técnicas de reciclagem de revestimentos asfálticos costumam ser
classificadas em “reciclagem a quente” e “reciclagem a frio”, podendo ser processadas
no próprio local, também conhecida como in situ, ou em usina apropriada.
Algumas desvantagens de aplicação das soluções de reciclagem seriam a
obtenção de mão de obra especializada, além do difícil acesso das máquinas às obras
distantes dos grandes centros urbanos – como, por exemplo, a Amazônia –, e a
necessidade da análise econômica para atividades realizadas em diferentes regiões,
observando-se as devidas peculiaridades.
b) Reciclagem Estrutural
A reciclagem de camadas de pavimento asfáltico é a reciclagem estrutural, ou
reciclagem “profunda”, do pavimento, especificamente da base granular, na qual é
utilizado o material fresado do revestimento deteriorado já existente para a execução
de uma nova base.
Um exemplo mais generalizado que poderá ser abordado é a reciclagem a frio
e realizada in situ. A produção de uma base estabilizada pode ser obtida com o
tratamento de toda a seção do pavimento asfáltico e uma quantidade pré-determinada
de material das camadas subjacentes. O processo incorpora as camadas do
pavimento com a camada asfáltica do revestimento, com ou sem a adição de novos
materiais, produzindo uma nova camada de base estabilizada para pavimentos em
estado de deterioração. O processo é ilustrado na Figura 10.
20
Figura 10: Processo de Reciclagem da base granular (WIRTGEN, 2004).
A peça principal de uma máquina de reciclagem é o rotor fresador e misturador,
equipado com uma grande quantidade de ferramentas de corte. O tambor,
normalmente, gira para cima, pulverizando o material no pavimento da rodovia
existente (WIRTGEN, 2004), conforme Figura 10.
O guia da Wirtgen (2004) inclui alguns benefícios relacionados a esse tipo de
reciclagem:
– Fatores ambientais. O material do pavimento existente é totalmente utilizado. O
volume de material novo que necessita ser transportado de pedreiras é
reduzido; Qualidade da camada reciclada;
– Integridade estrutural. O processo de reciclagem a frio produz camadas
espessas ligadas, que são homogêneas e não contêm interfaces fracas entre
camadas de pavimento mais finas;
– A interferência na fundação é minimizada, quando comparada à recuperação
de pavimentos com equipamentos de construção convencionais;
– Menor tempo de construção. As recicladoras possuem altos índices de
produtividade, o que reduz significativamente o tempo de construção quando
comparado a métodos de recuperação alternativos. Um menor tempo de
construção reduz os custos do projeto e o tempo em que o tráfego é
interrompido;
– Segurança. O trem de reciclagem (completo) pode ser acomodado dentro da
largura de uma pista de tráfego;
– Custo-benefício. Todos os benefícios acima fazem da reciclagem a frio um
processo mais atraente para a recuperação de pavimentos em termos de
custo-benefício.
21
Ainda assim, a principal vantagem deste método é a correção de prováveis
defeitos estruturais no pavimento, principalmente nas camadas localizadas abaixo do
revestimento. Além disso, há outras vantagens como melhorias no conforto da faixa
de rolamento; redução dos problemas com transporte; possibilidade de aumentar a
largura do pavimento, caso necessário; e a significativa melhora estrutural da maioria
dos defeitos apresentados pelos pavimentos, como já explicitado anteriormente.
2.2. TIPOS DE MISTURAS ASFÁLTICAS
As misturas asfálticas são, de forma geral, classificadas em:
I. Misturas a quente: São executadas com cimento asfáltico de petróleo (CAP),
que são produtos semissólidos na temperatura ambiente, sendo preparadas,
dispersadas e compactadas em temperaturas muito acima da temperatura
ambiente. Neste caso, os agregados também são aquecidos.
II. Misturas mornas: As misturas mornas se referem a um grupo de tecnologias
que vêm sendo desenvolvidas, com o intuito de diminuir a temperatura de
produção e aplicação em cerca de 30°C ou mais, em relação às misturas a
quente convencionais, mantendo-se o mesmo comportamento destas últimas.
III. Misturas a frio: São executadas com asfaltos liquefeitos (asfaltos diluídos e
emulsão asfáltica) que podem ser levemente aquecidos (T 50ºC). Neste
caso, a mistura é sempre espalhada e compactada à temperatura ambiente,
além de, normalmente, os agregados não serem aquecidos.
As misturas a quente não exigem cura e possuem um envelhecimento mais
gradual, além de suportarem bem o tráfego pesado e serem menos sensíveis à ação
da água. Isso faz com que as mesmas sejam mais duráveis se comparada às misturas
a frio. Porém exigem um aquecimento do agregado e um equipamento especial para
que seja realizado o processo construtivo, o que torna a fabricação difícil e de alto
custo, além de não ser possível a opção da estocagem.
Já nas misturas a frio não é necessário aquecer o agregado e não há
necessidade de equipamento especial, sendo seu processo construtivo e a sua
instalação, simplificados. Além disso, seu processo de fabricação é de baixo custo o
que, juntamente com a possibilidade de realizar estocagem da mistura, torna a mesma
mais econômica do que as misturas a quente. No entanto, é necessária a cura da
22
mistura e, ao se retratar da qualidade da mistura em longo prazo no pavimento, este
tipo de mistura possui um desgaste muito maior.
De acordo com DNIT (2006), os revestimentos asfálticos podem ser
executados com misturas asfálticas usinadas do tipo pré-misturados a frio, areias-
asfalto a frio ou a quente, ou ainda concretos asfálticos, espalhados com
vibroacabadoras e/ou com motoniveladoras. Além das usinadas, também serão
apresentadas algumas misturas in situ em usinas móveis.
3.2.1. MISTURAS USINADAS
A mistura de agregados e ligante é realizada em usina estacionária e
transportada posteriormente por caminhão para a pista, onde é lançada por
equipamento apropriado, denominado vibroacabadora. Em seguida é compactada, até
atingir um grau de compactação tal que resulte num arranjo estrutural estável e
resistente, tanto às deformações permanentes quanto às deformações elásticas
repetidas da passagem do tráfego (BERNUCCI et al., 2008).
3.2.1.1. Concreto Asfáltico Denso (CA)
Também chamado de Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ), “os
concretos asfálticos são as misturas asfálticas usinadas a quente mais utilizadas como
revestimentos asfálticos de pavimentos no Brasil” (BERNUCCI et al, 2008). É um
revestimento flexível, resultante da mistura a quente, em usina apropriada, de
agregado mineral graduado, material de enchimento (fíler) e material asfáltico,
espalhada e comprimida a quente.
Se dosado de forma conveniente e utilizados os materiais certos, o concreto
asfáltico é uma mistura muito resistente em todos os fatores. Possui granulometria
densa, ou seja, a mesma é contínua e bem-graduada, proporcionando poucos vazios,
pois os agregados menores preenchem os vazios dos maiores.
Graças ao arranjo de partículas com graduação bem-graduada, a quantidade
de ligante asfáltico requerida para cobrir as partículas e ajudar a preencher os vazios
não pode ser muito elevada, pois a mistura necessita contar ainda com vazios com ar
após a compactação em torno de 3 a 5%, no caso de camada de rolamento (camada
em contato direto com os pneus dos veículos) e de 4 a 6% para camadas
intermediárias ou de ligação (camada subjacente à de rolamento). Caso não seja
23
deixado certo volume de vazios com ar, as misturas asfálticas deixam de ser estáveis
ao tráfego e, por fluência, deformam-se significativamente (BERNUCCI et al, 2008).
Ainda assim, o concreto asfáltico proporciona forte união dos agregados,
permite flexibilidade controlável, é impermeável e de fácil aplicação e manuseio
quando aquecido. Permite amplas combinações com outros materiais, tais como
asfalto borracha, asfalto com polímero, dentre outras aplicações que trazem grande
versatilidade na utilização desta opção.
Suas propriedades fundamentais são a durabilidade – que traz resistência à
ação desagregadora de agentes climáticos e forças abrasivas resultantes da ação do
tráfego; a flexibilidade – podendo fletir repentinamente sem que ocorra ruptura e
acomodar-se aos recalques diferenciais ocorridos nas camadas de base; a
estabilidade – oferecendo resistência à deformação sob o efeito da aplicação de
cargas; e a resistência ao deslizamento – evitando o deslizamento dos pneus.
Utilizando a forma esquemática, a constituição da mistura de concreto asfáltico
se dá, basicamente, conforme ilustração da Figura 11.
Figura 11: Constituição da Mistura de Concreto Asfáltico.
3.2.1.2. Camada Porosa de Atrito (CPA)
Segundo Bernucci et al (2008), as misturas asfálticas abertas do tipo CPA –
camada porosa de atrito – mantêm uma grande porcentagem de vazios com ar não
preenchidos graças às pequenas quantidades de fíler, de agregado miúdo e de ligante
asfáltico. Essas misturas asfálticas a quente possuem normalmente entre 18 e 25% de
vazios com ar – DNER-ES 386/99.
Logo, ao atuar como camada de rolamento, a sua principal função é aprimorar
a segurança do pavimento em dias de chuva, aumentando a aderência pneu-
24
pavimento. Dessa forma, este revestimento é capaz de coletar a água da chuva para o
seu interior e proporcionar uma rápida percolação da mesma devido à sua elevada
permeabilidade, até a água atingir as sarjetas.
Além disso, de acordo com Bernucci et al (2008), esta mistura causa: redução
da espessura da lâmina d’água na superfície de rolamento e, consequentemente, das
distâncias de frenagem; redução do spray proveniente do borrifo de água pelos pneus
dos veículos, aumentando assim a distância de visibilidade; e redução da reflexão da
luz dos faróis noturnos. Todos esses aspectos conjuntos são responsáveis pela
redução do número de acidentes em dias de chuva. Outro fator importante é a redução
de ruído ao rolamento, amenizando esse desconforto ambiental em áreas nas
proximidades de vias com revestimentos drenantes.
Como este revestimento seria altamente permeável, é importante que a
camada imediatamente inferior seja necessariamente impermeável de forma a evitar o
acesso de água no interior da estrutura do pavimento.
3.2.1.3. SMA (Stone Matrix Asphalt)
O SMA foi concebido na Alemanha no final da década de 60, a fim de se obter
uma mistura que fosse mais resistente à deformação permanente, além de apresentar
bom comportamento funcional relativo à qualidade de rolamento, durabilidade,
aumento da aderência pneu/pavimento, redução da reflexão de luzes em pista
molhada e de ruído (MOURÃO, 2003).
O SMA é um revestimento asfáltico, usinado a quente, concebido para
maximizar o contato entre os agregados graúdos, aumentando a interação grão/grão;
a mistura se caracteriza por conter uma elevada porcentagem de agregados graúdos
e, devido a essa particular graduação, forma-se um grande volume de vazios entre os
agregados graúdos. Esses vazios, por sua vez, são preenchidos por um mastique
asfáltico, constituído pela mistura da fração areia, fíler, ligante asfáltico e fibras
(BERNUCCI et al, 2008).
Apesar de haver uma grande representação de agregados graúdos na mistura,
deixando um grande volume de vazios, os mesmos são preenchidos, em sua maioria,
pelo ligante asfáltico. Assim, estas misturas tendem a ser impermeáveis com volume
de vazios pequeno, diferentemente do CPA do item anterior. A Figura 12 compara dois
tipos de mistura já discutidos, ressaltando a quantidade de agregado graúdo presente
em cada.
25
Figura 12: Granulometria comparativa de um SMA e um CA (BERNUCCI et al., 2008).
Pode-se notar a grande quantidade de agregado graúdo consumida na mistura
SMA, o que resulta em uma camada com aparência de uma estrutura descontínua
semelhante a uma parede de pedra de elevado atrito interno. A grande vantagem de
obter uma camada com essa rugosidade é o eficiente escoamento superficial e
aumento de aderência do pavimento em dias de chuva.
A maior diferença do SMA com relação às misturas densas convencionais é a
descontinuidade em sua distribuição granulométrica. Existe normalmente a
necessidade de utilização de fibras, que podem ser de celulose (orgânica) ou material
mineral. As fibras atuam de forma a evitar a segregação da mistura e escorrimento do
ligante, quando essas são impostas às elevadas temperaturas de usinagem e
compactação, além de possibilitar que a mistura seja submetida a baixas temperaturas
sem sofrer degradação (LANCHAS, 1999).
Por conta de todos esses fatores, esta mistura proporciona grande melhoria
das condições mecânicas do pavimento – como a resistência à deformação,
fissuração e desgaste – além de aprimorar algumas características funcionais como
resistência à derrapagem, redução do spray e reflexão de luz.
Por último, vale ressaltar que algumas aplicações do SMA, atualmente, são
realizadas em locais considerados críticos, como (BERNUCCI et al., 2008):
– Vias com alta frequência de caminhões;
26
– Interseções;
– Áreas de carregamento e descarregamento de cargas;
– Rampas, pontes, paradas de ônibus, faixa de ônibus;
– Pistas de aeroporto;
– Estacionamentos;
– Portos.
3.2.1.4. Gap-Graded
Outra opção mais recentemente introduzida no Brasil é a mistura “descontínua
densa”, conhecida por gap-graded, que apresenta uma faixa granulométrica especial
que resulta em macrotextura superficial mais rugosa, mas não sem teor de vazios
elevado. As misturas do tipo gap-graped devem ser produzidas com asfaltos
modificados (por polímeros ou borracha de pneus).
Esse tipo de mistura asfáltica tem sido empregado como camada estrutural de
revestimento, por exemplo, na restauração da pavimentação e na duplicação de
trechos na Rodovia BR-040, com asfalto-borracha, trecho Rio de Janeiro–Juiz de Fora,
sob concessão da Concer S.A. (CORDEIRO, 2006).
3.2.1.5. Pré Misturado a Quente (PMQ)
São as misturas asfálticas constituídas por agregados e argamassa asfáltica.
Se forem preparados com especificações mais exigentes recebem o nome de concreto
asfáltico (CBUQ).
Se as características do concreto asfáltico forem menos nobres, recebem o
nome de pré-misturado a quente (PMQ). Logo, o PMQ é um CBUQ com
características menos nobres. Não existe especificação rígida de projeto.
3.2.1.6. Areia-asfalto usinada a quente (AAUQ)
Em regiões onde não existem agregados pétreos graúdos, utiliza-se como
revestimento uma mistura de agregado miúdo, em geral areia, ligante (CAP), e fíler se
necessário, com maior consumo de ligante do que os concretos asfálticos
convencionais devido ao aumento da superfície específica (BERNUCCI et al, 2008).
A AAUQ é normalmente empregada como revestimento de rodovias de tráfego
leve. Como toda mistura a quente, tanto o agregado quanto o ligante são aquecidos
antes da mistura e são aplicados e compactados a quente. Essas misturas, devido à
27
elevada quantidade de ligante asfáltico e presença de agregados de pequenas
dimensões, requerem muito cuidado na execução (IBP, 1999).
Uma das grandes desvantagens das misturas AAUQ é a menor resistência às
deformações permanentes.
3.2.1.7. Areia-asfalto usinada a frio
É a mistura de emulsão asfáltica (EA), e agregado miúdo, contando ou não
com a presença de material de enchimento, em equipamento devidamente apropriado.
Basicamente, o produto é espalhado e comprimido a frio.
Nesta mistura há carência de agregados pétreos graúdos. Logo, podem ser
usados: areia, pedrisco, pó de pedra, pó de escória ou combinação deles. Nesse caso,
é importante usar emulsão de ruptura lenta que tenha por base asfaltos mais
consistentes para melhorar as características mecânicas da AAF (ABEDA, 2001).
3.2.1.8. Pré-misturado a frio (PMF)
Os pré-misturados a frio (PMF) consistem em misturas usinadas de agregados
graúdos, miúdos e de enchimento, misturados com emulsão asfáltica à temperatura
ambiente. Dependendo do local da obra, podem ser usadas para misturar os PMFs:
usinas de solo ou de brita graduada, usinas de concreto asfáltico sem ativar o sistema
de aquecimento dos agregados, usinas de pequeno porte com misturadores tipo rosca
sem fim, ou usinas horizontais dotadas de dosadores especiais. Para operações de
manutenção de pavimentos em uso, pode-se até lançar mão de betoneiras comuns,
de preferência as de eixo horizontal (IBP, 1999).
A mistura do tipo PMF é produzida em usinas simplificadas, sem a existência
de secadores. Além disso, os PMFs podem ser usados em camada de 30 a 70 mm de
espessura compactada, dependendo do tipo de serviço e da granulometria da mistura.
Espessuras maiores devem ser compactadas em duas camadas. As camadas devem
ser espalhadas e compactadas à temperatura ambiente. O espalhamento pode ser
feito com vibroacabadora ou até mesmo com motoniveladora, o que é conveniente
para pavimentação urbana de ruas de pequeno tráfego (ABEDA, 2001).
Vinculado a esta conveniência, essa mistura é muito utilizada em serviços de
conservação por conta de sua praticidade, já que é possível estocar a mistura ou
mesmo utilizá-la durante um dia inteiro de programação de serviços de conservação
de vias.
28
Outras vantagens da técnica de misturas a frio estão ligadas principalmente ao
uso de equipamentos mais simples, trabalhabilidade à temperatura ambiente, boa
adesividade com quase todos os tipos de agregado britado, possibilidade de
estocagem e flexibilidade elevada (ABEDA, 2001).
3.2.2. MISTURAS IN SITU EM USINAS MÓVEIS
Considerando as misturas descritas anteriormente, que utilizam usinas
estacionárias ou até a possibilidade de usinas móveis em alguns casos, e levando em
consideração casos principalmente de selagem e restauração de algumas
características funcionais, existe a possibilidade de utilizar outros tipos de misturas
asfálticas, que são processadas em usinas móveis especiais.
Estas misturas resultam na combinação de agregados-ligante imediatamente
antes da colocação no pavimento e são misturas relativamente fluidas, como a lama
asfáltica e o microrrevestimento.
3.2.2.1. Lama asfáltica
A lama asfáltica não é considerada um revestimento propriamente dito, visto
que sua espessura final é da ordem de 4 mm, mas é um ótimo processo para
preservar e manter revestimentos asfálticos.
A mesma tem sua aplicação principal em manutenção de pavimentos,
especialmente nos revestimentos com desgaste superficial e pequeno grau de
trincamento, sendo nesse caso um elemento de impermeabilização e
rejuvenescimento da condição funcional do pavimento. Aplica-se especialmente em
ruas e vias secundárias. Eventualmente ainda é usada em granulometria mais grossa
para repor a condição de atrito superficial e resistência à aquaplanagem (BERNUCCI
et al, 2008).
Outro uso é como capa selante aplicada sobre tratamentos superficiais
envelhecidos. No entanto, não corrige irregularidades acentuadas nem aumenta a
capacidade estrutural, embora a impermeabilização da superfície possa promover em
algumas situações a diminuição das deflexões devido ao impedimento ou redução de
penetração de água nas camadas subjacentes ao revestimento (BERNUCCI et al,
2008).
29
Além disso, por apresentar condições de elevada resistência à derrapagem,
devido a seu alto coeficiente de atrito, é também empregada na correção de trechos
lisos e derrapantes.
3.2.2.2. Microrevrestimento asfáltico
Esta é uma técnica que pode ser considerada uma evolução das lamas
asfálticas, pois usa o mesmo princípio e concepção, porém utiliza emulsões
modificadas com polímero para aumentar a sua vida útil. O microrrevestimento é uma
mistura a frio processada em usina móvel especial, de agregados minerais, fíler, água
e emulsão com polímero, e eventualmente adição de fibras (ABNT NBR 14948/2003).
Ele é mais utilizado em situações como: capa selante; camada intermediária
em projetos de reforço estrutural, para evitar a reflexão de trincas; recuperação
funcional de pavimentos deteriorados; e pode até ser usado como revestimento de
pavimentos, contanto que haja baixo volume de tráfego.
30
3. IRREGULARIDADES NOS PAVIMENTOS
Representando uma parcela significativa na infraestrutura de transportes
brasileira, os pavimentos são estruturas complexas e dependem de diversas variáveis
para que funcionem de forma plena. Dentre essas variáveis estão: solicitações
ambientais, tipo e qualidade dos materiais utilizados, cargas do tráfego, práticas de
manutenção e reabilitação do pavimento, técnicas construtivas, variação climática do
local, dentre outros.
Ao se estudar a possibilidade de implantação de uma estrada, de uma via
arterial ou até de uma rua local, é necessário que todas estas variáveis sejam
consideradas e analisadas, ressaltando os efeitos que as mesmas podem causar ao
pavimento estudado e como é possível preveni-lo. Feito isso, é necessário um
profissional especializado para dimensioná-lo, resultando em um bom projeto de
pavimentação pronto para ser executado.
A execução de obra de um pavimento envolve diversas etapas, dentre elas
uma usina, onde os materiais são preparados, incorporados e transformados na
mistura definida em projeto como a melhor opção. A partir disso, há o transporte até o
local e toda a aplicação correta deste material, em devidas camadas, de forma a
resultar no pavimento definido.
No entanto, infelizmente nem tudo é feito de acordo com as normas, seja por
desconhecimento do assunto ou por fator cultural. Erros de projeto, má execução e
falta de fiscalização são muito comuns e podem causar grandes prejuízos, diminuindo
a vida útil do pavimento, gerando defeitos precoces e danos imprevisíveis, como será
demonstrado nos itens a seguir.
3.1. IRREGULARIDADES DE PROJETO
De acordo com o DER/SP (2006), um projeto de pavimento deve ser elaborado
em três etapas: estudo preliminar, projeto básico e projeto executivo. O estudo
preliminar corresponde às atividades relacionadas ao estudo geral de pavimento,
baseado em dados de cadastros regionais e locais, observações de campo e
experiência profissional de maneira a permitir a previsão preliminar da estrutura de
pavimento e seu custo (DER/SP, 2006). É basicamente um reconhecimento do
território para, então, ser definido um estudo de viabilidade com relação a estruturação
de um pavimento.
31
Se o estudo preliminar terminar em bons resultados, é possível então a
implantação do tipo de pavimento escolhido em estudo, bastando definir como o
mesmo seria implantado. Para isso, pode-se começar a se aprofundar mais e definir
algumas opções de projeto para o local, elaborando o projeto básico. Segundo
DER/SP (2006), com os elementos obtidos nesta etapa do projeto básico, tais como:
topografia, investigações geológico-geotécnicas, projeto geométrico, projeto de
drenagem etc., devem ser estudadas alternativas de solução, com grau de
detalhamento suficiente para permitir comparações entre elas, objetivando a seleção
da melhor solução técnica e econômica para a obra.
Feito isso, é necessário analisar comparativamente os resultados e avaliar se
há uma solução possível que possa manter a viabilização da obra de um pavimento
naquele local específico. Não havendo problemas, o projeto executivo deve ser
iniciado e “a solução selecionada no projeto básico deve ser detalhada a partir dos
dados atualizados de campo, da topografia, das investigações geológico-geotécnicas
complementares, do projeto geométrico, do projeto de drenagem etc” (DER/SP, 2006).
Logo, observando as etapas de forma generalizada, nota-se que todas elas
necessitam de dados a serem coletados ou analisados em campo, sondagens, mapas
técnicos e específicos, características técnicas e muitos cálculos. Acaba sendo um
processo propício ao erro, por depender de fatores humanos, tanto para coleta de
informações quanto para elaboração de propostas e resultados. No entanto, pelo
histórico da área, há alguns erros de projeto que são muito comuns e, por isso, serão
destacados a seguir.
A caracterização errônea do local é um deles. Isso pode acontecer pelo fato da
empresa que coletou os dados ter realizado a coleta de forma ineficiente e/ou
incompleta, tanto como pode ter sido a desatenção do responsável pela compilação
das informações ou o próprio profissional que interpreta os dados coletados pode ter
se equivocado. Por mais que o engenheiro tenha formação apropriada para avaliar os
dados do local, muitas vezes a caracterização é difícil de definir, visto que não há
como realizar sondagens em todos os pontos do terreno, impossibilitando caracterizar
o local com exatidão.
Além disso, outro erro muito comum é que, infelizmente, alguns profissionais
da área de pavimentação se mantêm em laboratório e não presenciam a implantação
ou utilização dos conhecimentos em campo. Isso traz certa limitação para a
experiência profissional deles, como gera uma visão um pouco idealizada, de modo
que o que funciona em laboratório possa ser aplicável no campo.
32
Porém há também o erro na seleção dos materiais a serem utilizados na
composição do pavimento. O principal problema é que, ao projetar o pavimento com
as proporções de granulometria definidas, nem sempre são utilizados os métodos
indicados pelas normas ou até mesmo algumas normas se encontram defasadas.
Ainda assim, muitos selecionam os materiais visando como objetivo o custo da mistura
e do processo da mesma, o que leva a escolher materiais de menor qualidade e que
não podem suportar as variações climáticas do local. Este é um grande problema
encontrado nos pavimentos do Rio de Janeiro: são utilizados asfaltos CAP 50/70 por
serem mais econômicos, porém os mesmos muitas vezes não resistem a altas
temperaturas e não suportam tráfego pesado.
Apesar de haver normas e regulamentações com todos os processos
explicados passo a passo e ainda haver muitos cursos de especialização na área, há
quem faça a “receita de bolo”. A “receita de bolo” é basicamente um projeto pré-pronto
da mistura do pavimento, na qual o profissional responsável o aplica sempre que
achar necessário, sem coletar nenhum tipo de dado ou possuir qualquer conhecimento
do local. Normalmente, quando isso acontece, o pavimento não possui uma boa vida
útil, visto que o mesmo não foi dimensionado para suportar o tráfego do local ou então
não era adequado para o clima, o tipo de solo, a topografia, dentre diversos outros
fatores que afetam a escolha de um pavimento. No Rio de Janeiro, infelizmente, essa
cultura é enraizada, o que gera, como consequência, o erro citado no parágrafo
anterior.
Outro fator que influencia muito na qualidade final dos pavimentos e é um
grande problema atualmente na cidade do Rio de Janeiro é a questão das licitações.
Os processos de licitação deveriam privilegiar a melhor técnica ou, pelo menos,
requisitar algumas características básicas para que seja realizado um serviço de
qualidade, porém as mesmas acabam por priorizar sempre o custo, trazendo diversas
limitações e prejudicando a qualidade final do projeto. Vale ressaltar que também vem
sendo um grande empecilho encontrar agregados adequados para utilização na área,
No entanto, a principal irregularidade cometida é a criação de editais de
licitação para pavimentação com exigências completamente inadequadas.
Lamentavelmente, este problema existe no Brasil como um todo. Engenheiros que
trabalham para o setor público muitas vezes gostariam de realizar projetos de
pavimentação com qualidade, garantindo resistência e boa durabilidade, além de uma
grande vida útil, porém quem tem poder de tomada de decisão são as pessoas que
não possuem conhecimento específico da área e que visam apenas o custo baixo. As
33
mesmas não percebem o benefício em longo prazo que seria a construção de um
pavimento de qualidade, mesmo que considerado mais caro agora, o que gera as
exigências inadequadas presentes nos editais das licitações, como por exemplo, a
preferência pelo asfalto CAP 50/70, que é inapropriado para o clima brasileiro.
3.2. IRREGULARIDADES DE EXECUÇÃO
Após todo o projeto ter sido elaborado, tem-se como próxima etapa a execução
de obra da alternativa considerada como solução para a implantação de um pavimento
no devido local. Vários fatores externos influenciam na qualidade da execução da obra
e por isso é necessário muita cautela ao realizá-la, mesmo que em todas as etapas
construtivas. Inclusive, uma causa comum para estas irregularidades é a mão de obra
desqualificada.
A chuva é o principal fator externo que prejudica, e muito, não só o andamento
das obras, como também seu resultado final. Há quem tenha tanta pressa em finalizar
uma reparação ou reabilitação de um pavimento, visto que está sendo pressionado por
conta de prazos, que não procura saber se está em época de chuvas ou se isso
influenciaria na execução do serviço. Apenas o executa, com ou sem chuva, de forma
a cumprir ordens, sem pensar na qualidade do que está sendo implantado.
Infelizmente, isso é mais comum do que se imagina e, não muito mais tarde, o devido
pavimento estará estourado e danificado por problema de má execução.
No entanto, os erros podem ser encontrados antes da aplicação de um
pavimento na obra. Supondo que seja elaborado um projeto que não possua
irregularidades, o mesmo terá definido o agregado que deverá ser utilizado nas
diversas camadas do pavimento, porém nada disso é válido se não houver um
armazenamento adequado desse material. Muitas vezes, o responsável por sua
estocagem o dispõe em locais abertos, deixando o material exposto ao ar livre, o que
acarreta na mudança do teor de umidade do agregado e prejudica as misturas com
ligante asfáltico (CAP).
Os agregados devem ser manuseados e estocados de maneira a evitar
contaminação e minimizar sua degradação e segregação. A área de estocagem deve
ser limpa para a prevenção da contaminação do agregado (BERNUCCI et al., 2008).
Além disso, o sistema de dosagem da usina precisa ser extremamente preciso para
que não haja alterações no traço da mistura, sendo recomendado, então, que o
sistema de secagem e mistura da usina de asfalto seja o mais eficiente possível.
34
Porém, devido aos problemas apresentados nas vias do Rio, chega-se à
conclusão que a variação do teor e granulometria da mistura pode ser causada pela
ausência da calibração dos equipamentos, além de haver problema de manuseio na
utilização de temperaturas adequadas para os materiais da mistura. Segundo Bernucci
et al. (2008), faz-se necessário uma atenção especial quanto às temperaturas de
estocagem e usinagem de ligantes asfálticos, pois quando superaquecidos esses
materiais podem sofrer degradação térmica que por sua vez pode levar à perda das
suas características aglutinantes.
Outro fator importantíssimo e que pode ser causa de diversos defeitos é a
compactação inadequada, tanto na compactação asfáltica quanto na da base.
Sabendo que a capacidade de suporte precisa ser adequada à carga que será
recebida, erros na execução da compactação da base podem ser extremamente
prejudiciais à vida útil do pavimento, resultando em afundamentos que prejudicam as
camadas acima. Os problemas encontrados são compactar com teor de umidade
acima do normal, como já mencionado antes, e a supercompactação, que é passar o
rolo compactador além do necessário. Este último faz com que o solo, quando já está
compactado e com a maioria dos seus vazios já preenchidos, sofra o processo de
descompactação pela continuidade do impacto do cilindro vibratório.
Na visão de Bernucci et al. (2008), para que a compactação possa ser
executada de maneira eficiente, duas condições fundamentais devem estar presentes:
existência de confinamento ao compactar e temperatura adequada da mistura
asfáltica. Com isso em mente, na compactação asfáltica deve-se atentar ao controle
da temperatura do asfalto, pois é recomendado que não se utilize a compactação
vibratória com temperatura inferior a 100°C. Se a temperatura estiver próxima a esta, o
mais indicado é que se passe somente o rolo de pneus. Além disso, uma compactação
inadequada de cada camada pode afetar a espessura da mesma, deixando-a mais
fina ou mais espessa do que planejado, alterando a caracterização do pavimento
estudado e podendo prejudicar seu suporte estrutural.
Finalmente, há o quesito do transporte das misturas até a obra. As mesmas
são levadas ao local onde se está executando o pavimento por caminhões
transportadores geralmente com báscula traseira. Alguns fatores importantes devem
ser considerados neste caso: o tipo de tráfego no percurso, a velocidade de produção
da mistura asfáltica na usina; a distância de transporte e o tempo estimado para
descarregamento. Ainda assim, o risco de algum problema surgir durante o
35
deslocamento é provável, gerando irregularidades que Bernucci et al. (2008) cita,
como por exemplo:
– Temperatura excessiva ou temperatura baixa;
– Excesso ou ausência de ligante asfáltico;
– Mistura não homogênea;
– Excesso de agregado graúdo em relação ao projeto de dosagem;
– Excesso de agregado miúdo;
– Excesso de umidade;
– Segregação ou contaminação.
Todos estes fatores, de alguma forma, podem vir a ocorrer devido a falta de
manutenção dos caminhões, variação climática, imprevistos, lançamento inadequado
da mistura, dentre outros. Logo, é importante haver um planejamento elaborado para
todas as etapas do processo de transporte e lançamento das misturas, de modo a
manter a continuidade e fluidez do processo e estar sempre prevenido para qualquer
eventual problema.
3.3. DEFEITOS NOS PAVIMENTOS
É recorrente encontrar pavimentos em situações inadequadas, com diversos
tipos de trincas, marcas de trilhas de roda, panelas, até mesmo remendos mal
aplicados, dentre outros. Todos estes fatores são caracterizados como defeitos e são
consequências das irregularidades já apresentadas nos itens 3.1. e 3.2., porém
também podem ocorrer por conta da deterioração do pavimento, visto que os
pavimentos são elementos que possuem uma vida útil a ser respeitada.
Caso os defeitos sejam originados por conta da deterioração dos pavimentos,
sua causa pode se dar tanto pelas solicitações climáticas quanto pelas solicitações de
tráfego, sendo necessário levar em consideração a severidade destes defeitos e suas
dimensões, para que seja avaliada a gravidade da situação. Além dessa avaliação,
pode ser averiguado se os mesmos podem ser considerados defeitos superficiais ou
pertencentes da estrutura do pavimento, manifestando-se de diversas formas que
serão apresentadas a seguir.
36
3.3.1. TRINCAS POR FADIGA
Como o próprio nome já menciona, a fadiga é uma diminuição gradual da
resistência de um material por efeito de solicitações repetidas e, por conta disso, pode
ocorrer com maior frequência em áreas de trilhas de roda. Sua identificação visual se
dá por “couro de crocodilo” ou “tela de galinheiro”, visto que sua aparência é
semelhante, como mostra a Figura 13.
Figura 13: Trincas por Fadiga (DER/SP).
Estas trincas podem ser agravadas por conta do enfraquecimento estrutural
durante o período de chuvas, visto que quando as primeiras trincas começam a surgir,
permitem que a água da chuva comece a ter acesso ao interior da estrutura. Ao longo
do tempo, a estrutura vai enfraquecendo e, consequentemente, aumentando a
formação das trincas por fadiga. Além disso, pode ser ocasionada pela fadiga do
revestimento asfáltico ou por retração da base estabilizada em função da repetição
das cargas de tráfego.
Há também causas como uma mistura betuminosa fora das especificações em
conjunto a uma estrutura deficiente, materiais de má qualidade utilizados na mistura,
mão de obra negligenciada, idade avançada do pavimento ou espessura insuficiente
da camada para passagem do tráfego existente.
Elas costumam ocorrer em temperaturas intermediárias, ou seja, de 25°C a
40°C, e para ser classificada como este tipo de trinca, é necessário que as mesmas se
encontrem com uma distância menor do que 30 cm entre si.
Além disso, elas podem ser consideradas de severidade baixa, na qual há
poucas trincas conectadas, sem erosão dos bordos e sem evidências de
bombeamento; média, em que há trincas conectadas e bordos levemente erodidos,
porém sem evidências de bombeamento; ou alta, onde há trincas erodidas nos bordos,
37
movimentação dos blocos quando submetidos ao tráfego e há evidências de
bombeamento (ODA, 2014).
Caso elas surjam, para evitar que as mesmas se agravem, é ideal realizar
atividades de Manutenção e Reabilitação (M&R), levando em consideração a
severidade e a gravidade das trincas, como:
– Capa selante, caso a severidade seja baixa;
– Selagem das trincas, para evitar infiltração da água;
– Aplicação de remendo, um reparo permanente para problemas localizados;
– Melhoria do sistema de drenagem, evitando acúmulo de água;
– Substituição da sub-base, base e revestimento;
– Recapeamento, que seria um reforço estrutural;
– Reconstrução do pavimento, para casos mais graves.
3.3.2. TRINCAS EM BLOCOS
Conjunto de trincas interligadas caracterizadas pela configuração de blocos
formados por lados bem definidos, podendo, ou não, apresentar erosão acentuada nas
bordas (DER/SP, 2006). Ou seja, são trincas que dividem o pavimento em blocos
aproximadamente retangulares, podendo variar de 0,1m² a 10m², conforme ilustra a
Figura 14. As mesmas não possuem qualquer relação com o tráfego, podendo
aparecer em qualquer lugar.
Figura 14: Trincas em blocos (DER/SP).
Elas podem surgir por conta da contração de origem térmica, caso o
revestimento seja formado por misturas asfálticas com agregados finos e alto teor de
asfalto com baixa penetração, ou de variação do teor de umidade que poderia vir a
ocorrer nas camadas inferiores. A contração de bases tratadas com cimento ou com
utilização de solos tropicais também causam trincas em blocos.
38
Além disso, o envelhecimento do pavimento pode também ser considerado
uma causa, visto que o revestimento endurece e perde sua elasticidade por conta da
oxidação em virtude de tempo de mistura muito longo, temperatura de mistura elevada
ou período de armazenamento muito longo (ODA, 2014).
Vale ressaltar que a ausência de tráfego também acelera a evolução das
trincas em blocos, pois o remoldamento diminui a velocidade de envelhecimento do
revestimento.
Nesse tipo de trincas, as atividades de M&R mais recomendadas são:
– Aplicação de selante, ou seja, emulsão asfáltica seguida por tratamento
superficial, lama asfáltica ou recapeamento delgado;
– Reciclagem ou recapeamento, em casos mais graves.
3.3.3. TRINCAS NOS BORDOS
São trincas longitudinais próximas à borda do pavimento, usualmente
provocadas pela umidade no acostamento. O recalque do terreno de fundação ou a
ruptura de aterros podem causar trincas longas, longitudinais ou parabólicas.
Elas só surgem em pavimentos com acostamentos não-pavimentados, estando
as mesmas em uma faixa de até 60 cm a partir da extremidade do pavimento. Trincas
longitudinais que estejam fora das trilhas de roda também podem ser incluídas nessa
classificação. Além disso, as mesmas podem ser caracterizadas de acordo com a sua
severidade, podendo ser baixa, em que não há perda de material ou despedaçamento;
média, na qual há perda de material e despedaçamento em até 10% da extensão
afetada; ou alta, onde há perda de material e despedaçamento em mais de 10% da
extensão afetada.
Normalmente, a causa se dá pela compactação insuficiente dos materiais; por
possuir um sistema de drenagem deficiente, visto que pode ocorrer adensamento ou a
ruptura plástica do material das camadas sob a área trincada por conta da drenagem
inadequada; ou por falta de adequado confinamento lateral do acostamento, visto que
o acostamento normalmente não é pavimentado, facilitando o acesso da água pela
lateral para o interior da estrutura.
Dentre as atividades de M&R recomendadas, a mais adequada para esta
situação seria aplicar um selante para evitar a entrada de água no interior da estrutura
39
do pavimento e, consequentemente, evitar o enfraquecimento estrutural. No entanto,
há outras opções como:
– Retirar toda a vegetação próxima ao bordo do pavimento;
– Efetuar reparos nas instalações de drenagem;
– Aplicar uma pintura de ligação na área remendada;
– Aplicar mistura asfáltica usinada a quente, caso haja recalques nos bordos.
3.3.4. TRINCAS LONGITUDINAIS
Trinca isolada que apresenta direção predominantemente paralela ao eixo da
via. Quando apresentar extensão de até 1 m é denominado trinca longitudinal curta.
Quando a extensão for superior a 1 m, denomina-se trinca longitudinal longa (DER/SP,
2006). Um exemplo da mesma é ilustrado na Figura 15.
Figura 15: Trinca longitudinal de severidade alta (Foto: Priscilla Miguel).
Como já mencionado no item anterior, é importante diferenciar onde a trinca
está localizada, se é dentro da área das trilhas de roda ou fora da mesma, justamente
para que a sua classificação seja bem definida.
Além disso, elas costumam ocorrer nas juntas longitudinais de faixas de tráfego
contíguas e podem ser caracterizadas de acordo com a sua severidade, dentre as
40
quais a severidade baixa indica que as trincas tem abertura média inferior a 6 mm ou
estão seladas com material selante em boas condições; a severidade média aponta
que a trinca possui abertura média entre 6 e 19 mm ou está com trinca aleatória
adjacente de severidade baixa; e a severidade alta mostra que as trincas possuem
abertura média superior a 19 mm ou possuem trinca com abertura média inferior a 19
mm, porém têm trincas aleatórias adjacentes com severidade média a alta.
Este tipo de trinca muitas vezes é originado pela má execução de pavimentos
como, por exemplo, a inadequação da ligação das juntas longitudinais de separação
entre faixas de tráfego, criando uma pequena área de menor densidade e menor
resistência à tração ou a construção ou demolição de áreas adjacentes sem cautela na
divisão. Além disso, a contração e dilatação do revestimento devido ao gradiente
térmico pode ser outro fator agravante da criação de trincas longitudinais.
Com isso, algumas atividades de M&R que podem ser aplicadas são:
– Para trincas com abertura menor que 3 mm: não é necessário preenchimento;
– Para trincas com abertura entre 3 e 20 mm: limpeza, aplicação de selante
(asfalto modificado com borracha ou elastômeros) e lançamento de areia sobre
o selante;
– Para trincas com abertura maior que 20 mm: aplicação de reparo com remendo
ou, caso esteja previsto um recapeamento, é ideal preenchê-las com concreto
asfáltico de granulometria fina.
3.3.5. TRINCAS POR REFLEXÃO
As trincas por reflexão manifestam, na superfície do pavimento, o mesmo
padrão de trincas originadas nas camadas inferiores, assim como também refletem
suas juntas. Elas podem ser longitudinais, transversais ou em blocos. Além disso,
costumam ocorrer mais frequentemente em revestimentos asfálticos sobre pavimentos
de concreto de cimento Portland e sobre base tratada com cimento ou base executada
com solo arenoso fino laterítico (ODA, 2014).
Há possibilidade deste tipo de trincas também vir a ocorrer em recapeamentos
que tenham sido aplicados em pavimentos mais antigos, que não tiveram uma
manutenção adequada e já se encontram deteriorados e desgastados.
Para uma melhor análise, elas são classificadas de acordo com sua
severidade, na qual se pode obter uma severidade baixa, que agloba trincas com
abertura média inferior a 6 mm ou seladas com material selante em boas condições;
41
severidade média, que inclui trincas com abertura média entre 6 e 19 mm ou com
trincas aleatórias adjacentes com severidade baixa; ou severidade alta, na qual está
incluso trincas com abertura média superior a 19 mm ou trincas com abertura média
inferior a 19 mm, mas possuindo trincas aleatórias com severidade média a alta.
Com isso, sua causa se resume a movimentos verticais e horizontais, além de
contração e expansão das camadas inferiores, criando trincas que possam vir a ser
refletidas. Há diversos fatores que podem gerar estes movimentos como: variação de
temperatura ou teor de umidade das camadas; recalques de terra; solicitação do
tráfego ou através da perda de umidade em subleito com alto teor de argila. Os tipos
de solos citados no início deste item são mais propensos a essas movimentações.
Como solução para esta irregularidade, são propostas ações de Manutenção e
Reabilitação (M&R) como:
– Remendos e tratamento superficial ou lama asfáltica para reparos temporários;
– Recapeamento, de forma a realizar um reforço estrutural por geomembranas
ou por reciclagem das porções superficiais do pavimento antigo;
– Para trincas com abertura menor que 3 mm: não é necessário preenchimento;
– Para trincas com abertura entre 3 e 20 mm: limpeza, aplicação de selante
(asfalto modificado com borracha ou elastômeros) e lançamento de areia sobre
o selante;
– Para trincas com abertura maior que 20 mm: aplicação de reparo com remendo
ou, caso esteja previsto um recapeamento, é ideal preenchê-las com concreto
asfáltico de granulometria fina;
– Após selagem, é importante jogar areia seca por cima da mesma, de forma a
evitar que o tráfego a retire com facilidade.
3.3.6. TRINCAS TRANSVERSAIS
As trincas transversais são aquelas que se formam, de forma predominante,
perpendicularmente ao eixo da via, como ilustrado na Figura 16. Ao se levar em
consideração a severidade de uma trinca desse tipo, é importar adotar a mais elevada
dentre elas, contanto que esta represente pelo menos 10% da extensão.
42
Figura 16: Duas trincas transversais em uma esquina (Foto: Priscilla Miguel).
Assim como as trincas já apresentadas anteriormente, as trincas transversais
podem ser classificadas em níveis de severidade, sendo considerado de baixa
severidade aquelas com abertura média inferior a 6 mm ou seladas com material
selante em boas condições; de média severidade as trincas com abertura média entre
6 e 19 mm ou com trincas aleatórias adjacentes que tenham severidade baixa; e alta
severidade as que possuem abertura acima de 19 mm ou possuem abertura inferior a
essa medida, porém contendo trincas adjacentes menores com severidade média ou
alta.
Sua principal causa se dá pela contração térmica do revestimento e,
eventualmente, pela contração hidráulica das outras camadas, porém há outros
fatores que podem influenciar na origem deste tipo de defeito, como a utilização de
materiais de má qualidade, a presença de irregularidades na execução do pavimento
ou serviços inadequados das concessionárias, como parece ocorrer na Figura 16.
A principal atividade de Manutenção e Reabilitação (M&R) que pode ser
utilizada nesse caso é a aplicação do selante, de modo a selar as trincas transversais
existentes. Assim, é possível impedir a infiltração de água no interior do pavimento e,
consequentemente, evitar seu enfraquecimento estrutural.
43
3.3.7. REMENDOS
É chamada de “remendo” a porção da superfície do pavimento que obtiver uma
área maior que 0,1m² e que tenha sido removida e substituída, ou que tenha sido
aplicada por cima do pavimento original. A Figura 17 mostra um exemplo de remendo.
Figura 17: Dois remendos consecutivos em uma faixa de rolamento (Foto: Priscilla Miguel).
O mesmo não deveria ser considerado um tipo de defeito e sim uma alternativa
de solução para diversos problemas superficiais encontrados nos pavimentos, no
entanto quando o remendo é mal executado ele pode ser tão prejudicial quanto
qualquer outro defeito presente. Infelizmente, por conta das irregularidades na
execução, da pressa ou até mesmo do desconhecimento na área, muitos remendos
são mal executados no Brasil ou inclusive aplicados de forma equivocada.
Por conta disso, ele não só é considerado um defeito como possui níveis de
severidade assim como os itens citados anteriormente. Neste caso, porém, os níveis
de severidade são definidos dependendo do tipo de defeito apresentado como
problema do local, ou seja, o motivo pelo qual o remendo foi aplicado. Além disso, a
forma pela qual é realizada a execução do remendo também depende do tipo de
defeito presente.
Logo, não é necessário propor nenhuma atividade de M&R para este caso,
visto que não há uma causa específica para o problema além da má execução da
aplicação do remendo. Portanto, basta que a aplicação e execução do remendo sejam
efetuadas de forma correta para que não haja maiores problemas.
44
3.3.8. PANELAS
Basicamente, as panelas são buracos encontrados na superfície de um
pavimento, com uma dimensão mínima de 15 cm, como demonstrado na Figura 18.
Não há um local específico para o surgimento de uma panela, mas é comum encontrá-
las próximo às trincas existentes, visto que é onde há a maior probabilidade de ocorrer
uma fragmentação ou um desprendimento de uma placa de revestimento. Havendo
essa ausência de revestimento no local, a base do pavimento fica exposta à ação das
águas da chuva, provocando o carregamento do material da base o que resulta no
aprofundamento das panelas.
Figura 18: Panelas causadas por trincas por fadiga (Foto: Priscilla Miguel).
Elas são classificadas em níveis de severidade baixa, média e alta, sendo a
profundidade da panela o fator principal a ser considerado. Podem ser originadas por
conta da qualidade inadequada dos materiais utilizados, pela desintegração localizada,
pela desagregação do material sob a ação do tráfego ou pela infiltração inadequada
de água. Além disso, há a possibilidade de haver segregação da mistura utilizada, por
conta da ausência de ligante asfáltico em pontos localizados, ou uma falha estrutural
no pavimento o que, consequentemente, gera panelas.
Ainda assim, um fator muito importante não costuma ser levado em
consideração nestes casos: sistema de drenagem adequado. Este tipo de problema
construtivo é uma causa muito comum de diversos defeitos, não só as panelas, e deve
possuir um projeto muito bem planejado.
Com relação às atividades de M&R, a mais comum e mais utilizada para este
tipo de defeito é o remendo, que é rápido e fácil de transportar e aplicar, mas caso a
panela esteja em um estado mais grave, é necessário realizar uma atividade de
45
reabilitação. A mais indicada seria a realização de um recapeamento, o que traria um
reforço estrutural ao pavimento.
Vale ressaltar, no entanto, que o local deve possuir um sistema adequado de
drenagem, senão não adianta efetuar nenhuma das atividades de M&R, visto que
sempre haveria a presença de água parada, como mostra a Figura 19, agravando os
defeitos presentes no local e podendo causar danos severos a estrutura do pavimento.
Figura 19: Exemplo de sistema inadequado de drenagem (Foto: Priscilla Miguel).
3.3.9. DEFORMAÇÃO PERMANENTE
A deformação permanente é um tipo de distorção que se manifesta sob a forma
de depressões longitudinais, sendo decorrente da densificação dos materiais ou de
ruptura por cisalhamento (ODA, 2014), ou seja, é uma depressão longitudinal das
trilhas de roda.
Em conjunto com as trincas de fadiga, este é um dos maiores problemas
encontrado nos pavimentos do Rio de Janeiro, visto que é muito comum ocorrer em
pontos de ônibus, por possuir alta carga concentrada, e ainda em temperaturas
elevadas. No entanto, seus níveis de severidade são associados à profundidade da
deformação permanente a cada 15 metros e quanto mais profunda, maior a
severidade.
Além da carga concentrada e das temperaturas elevadas, estas distorções
também podem ser originadas por conta da compactação deficiente das camadas do
pavimento, pelo excesso de ligante asfáltico ou de finos na mistura asfáltica, ou da
contração das camadas inferiores. Ou seja, o pavimento teve uma compactação
inadequada, tornando-se densificado, ou teve uma irregularidade na sua execução
46
que o deixou com baixa estabilidade, tornando-o mais plástico e auxiliando nas
deformações.
Alguns outros fatores podem influenciar no surgimento deste defeito, como o
dimensionamento inadequado gerando espessuras insuficientes das camadas; a
dosagem inadequada da mistura, seja por agregados de baixa resistência e mais
arredondados ou por excesso de teor do ligante, gerando uma mistura instável com
grande tendência a deformar; a escolha inadequada do ligante; e o cisalhamento
causado pelo enfraquecimento por conta da infiltração de água que,
consequentemente, resultou em uma fluência plástica do material.
Para sanar este tipo de problema, pode-se realizar a reciclagem do
revestimento, como já comentado neste trabalho; o recapeamento delgado ou o
recapeamento espesso, dependendo da severidade do defeito; ou pode-se reconstruir
este trecho da via, de modo a utilizar novos materiais ou materiais reciclados, sendo
este último apenas para situações de maior gravidade.
3.3.10. CORRUGAÇÃO
É uma distorção, ou deformação plástica, caracterizada pela formação de
ondulações transversais na superfície do pavimento. A mesma é encontrada em
pontos que apresentam elevados esforços tangenciais como frenagem, curvas e
aceleração, deixando evidente a má qualidade da mistura por conta de dosagem
inadequada ou por problemas construtivos. Um exemplo é ilustrado na Figura 20.
Figura 20: Exemplo de corrugação no bordo da pista (esquerda) e no meio da pista (direita).
A fraca ligação entre a base e o revestimento, o excesso de umidade no
momento da construção e a cura insuficiente das misturas (com emulsões asfálticas
ou asfaltos diluídos) são exemplos destes problemas construtivos. Para que seja
47
definido o seu nível de severidade, basta associá-lo aos efeitos sobre a qualidade do
rolamento.
Suas causas podem vir de uma falha estrutural; de algum problema construtivo,
como já explicitado anteriormente; ou de uma dosagem inadequada da mistura, como
o excesso de asfalto ou de agregados finos, a presença de ligante asfáltico pouco
viscoso ou até mesmo a presença de agregados arredondados, com textura lisa ou
granulometria inadequada.
Logo, as atividades de M&R recomendadas, levando em conta o nível de
severidade do defeito em questão, são:
Aplicação de remendos;
Reciclagem de revestimentos com espessura superior a 5 cm, seguindo com
uma aplicação de capa selante ou concreto asfáltico;
Recapeamento delgado;
Recapeamento espesso (reforço estrutural);
Reconstrução da estrutura, com novos materiais ou reciclados.
3.3.11. EXSUDAÇÃO
Sabe-se que se o revestimento for muito rígido, podem surgir trincas por fadiga,
porém se for feito o contrário, ou seja, caso seja utilizada uma taxa muito elevada de
ligante, podem ocorrer as exsudações. A exsudação é definida por excesso de ligante
asfáltico na superfície do pavimento, diminuindo o coeficiente de atrito pneu-pavimento
e comprometendo a segurança no mesmo.
Este defeito é, basicamente, um movimento ascendente do asfalto, resultando
em uma película na superfície do pavimento que ocorre, normalmente, nas trilhas de
roda e em locais de climas quentes, sendo ilustrado na Figura 21.
48
Figura 21: Exsudação presente das trilhas de roda
(http://www.portaldetecnologia.com.br/tags/pavimentos/page/2/).
Neste caso, o defeito também é classificado em níveis de severidade, na qual a
severidade baixa é definida como quando há apenas uma mudança da coloração em
relação ao restante do pavimento por haver um excesso de asfalto; enquanto a
severidade média consiste na perda de textura superficial e a severidade alta
representa marcas de pneus evidentes em tempos quentes, além de uma aparência
brilhante e agregados cobertos pelo asfalto.
Suas principais causas são o baixo índice de vazios presente na mistura
asfáltica; a sobrecarga do tráfego que pode compactar muito e agravar o problema e;
como já comentado anteriormente, o excesso de ligante asfáltico. Levando isso em
consideração, as atividades de M&R mais adequadas seriam:
Tratamento superficial, como capa selante, que é um reparo temporário;
Recapeamento delgado, atividade que seria o ideal;
Sulcos, para reduzir o problema de aquaplanagem;
Aplicação de areia quente, que deve ser imediatamente compactada e varrida
após o resfriamento;
Reciclagem, caso seja necessário fazer uma reabilitação do pavimento.
3.3.12. AGREGADOS POLIDOS
Os agregados polidos são resultado de uma ação abrasiva do tráfego, visto
que esta acaba eliminando as partes ásperas e desregulares das partículas dos
agregados. Resumidamente, o que acontece de fato é que os agregados sofrem um
grande desgaste, removendo o ligante asfáltico presente no local e expondo os
agregados mais graúdos (Figura 22). Logo, eles acabam sendo “polidos” pelo próprio
49
tráfego e ficando mais “lisos”, o que, consequentemente, trazem menos atrito pneu-
pavimento, comprometendo a segurança.
Figura 22: Exemplo de agregados polidos, mais lisos, por conta de agentes externos (SHRP
Manual).
Este defeito também é classificado por níveis de severidade, sendo estes
definidos de acordo com a redução no coeficiente de atrito pneu-pavimento. Quanto
menor o coeficiente, maior a severidade.
Além da ação abrasiva do tráfego presente no local, outra causa comum para
este tipo de problema é a seleção inadequada dos materiais da mistura, ou seja,
agregados com pouca resistência à abrasão, que é o caso de agregados originados de
rochas calcárias. Portanto, para este tipo de defeito, as atividades de M&R mais
recomendadas seriam:
Tratamento superficial ou lama asfáltica, caso baste uma manutenção;
Reciclagem ou recapeamento delgado, em caso de reabilitação;
Definição de novos materiais ou reciclados, caso seja necessária a
reconstrução do pavimento.
3.3.13. DESGASTE
O desgaste é caracterizado pela aspereza superficial do pavimento, visto que
consiste na perda de adesividade do ligante asfáltico e, em casos mais avançados, no
desalojamento progressivo das partículas de agregado (Figura 23). Primeiramente, há
perdas de agregados miúdos apenas, mas com o agravamento do problema, ocorrem
perdas de agregados graúdos também, resultando à aspereza superficial já citada.
50
Figura 23: Exemplo de desgaste com agregados desalojados (MELO, 2014).
Vale ressaltar que o desgaste engloba a intemperização, a oxidação, o
endurecimento, a volatilização e o envelhecimento, e é caracterizado por níveis de
severidade também. A severidade baixa é definida quando há apenas perda de
agregados miúdos, enquanto a severidade média é considerada em casos na qual a
textura superficial já se encontra áspera e há perdas de materiais não só miúdos como
também alguns graúdos. Por último, a severidade alta representa casos mais graves,
nos quais a textura superficial se encontra muito áspera e com perdas de agregados
graúdos.
Há diversos motivos que podem fazer com que este tipo de defeito ocorra,
como:
Teor de ligante insuficiente (problema de dosagem);
Agregados sujos, úmidos ou com pequena resistência à abrasão;
Compactação insuficiente, resultando em envelhecimento precoce;
Superaquecimento da mistura na usina, ocasionando na perda de voláteis;
Endurecimento do ligante (envelhecimento);
Segregação da mistura, ocasionando em excesso de finos em alguns locais e
ausência em outros, facilitando a oxidação;
Abertura precoce ao tráfego, antes do ligante aderir ao agregado;
Perda de adesividade ligante-agregado por ação de produtos químicos, água
ou abrasão;
Execução do pavimento em condições meteorológicas desfavoráveis.
Basicamente, se resume em problemas na mistura (de dosagem e seleção de
materiais) ou problemas construtivos. As atividades necessárias para manutenção e
reabilitação deste tipo de defeito devem ser:
Capa selante, tratamento superficial ou lama asfáltica;
51
Reciclagem ou recapeamento delgado.
3.3.14. DESNÍVEL ENTRE PISTA E ACOSTAMENTO
É a diferença de elevação entre a faixa de tráfego e o acostamento. A mesma
pode ter sido gerada pela aplicação sucessiva de recapeamentos na faixa de tráfego
como também pela erosão ou consolidação de acostamento não pavimentado (Figura
24).
Figura 24: Desnível entre pista e acostamento não pavimentado
(http://www.camaradepenapolis.com.br/fotos/noticia_1192.jpg).
Seu nível de severidade é substituído pelas medições do desnível e suas
soluções podem ser:
Recomposição do acostamento, no caso de erosão ou consolidação;
Fresagem ou reciclagem do revestimento, no caso de recapeamentos
sucessivos.
3.3.15. BOMBEAMENTO
O bombeamento é a saída de água por meio das trincas encontradas no
pavimento, sob a ação das cargas do tráfego (Figura 25). O defeito é identificado pela
deposição do material carreado das camadas inferiores na superfície do pavimento.
52
Figura 25: Bombeamento com liberação de material fino (SHRP, 1993).
Neste caso, os níveis de severidade não são aplicáveis, visto que o
bombeamento depende do teor de umidade das camadas inferiores de cada
pavimento.
Sua causa se dá pela existência de água nos vazios sob o revestimento ou
pela pressão exercida das cargas oriundas do tráfego, podendo ser sanado somente
pela eliminação da água acumulada dentro do pavimento, com instalação de uma
drenagem subterrânea ou melhoria da existente.
3.4. CONTROLE TECNOLÓGICO
Tendo em vista todos os itens apresentados anteriormente, com todos os
possíveis problemas que podem ser encontrados ao longo da área de pavimentação e
suas devidas consequências, agora será abordado o que deve ser feito para evitar que
estes defeitos e irregularidades ocorram ou, pelo menos, sejam corrigidas de forma
eficiente. As atividades que englobam essas ações preventivas e corretivas são
chamadas de Controle Tecnológico.
O Controle Tecnológico é realizado em paralelo com a elaboração do projeto e
execução da obra, em todas as etapas, de modo a verificar todos os processos para
minimizar possíveis problemas e manter tudo sobre controle, resultando em um
pavimento de qualidade.
Para pavimentação asfáltica, por exemplo, devem ser coletadas amostras de
materiais constituintes e de misturas, tanto logo após a produção das mesmas nas
usinas, como imediatamente antes e depois do devido transporte ser realizado, para
verificação de diversas características, como a temperatura da mistura, sua
viscosidade, granulometria, proporções do material, dentre outras.
53
Isto é feito visto que é importante saber se a mistura está mantendo as
propriedades necessárias, estudada em projeto, de modo a resultar em um pavimento
de qualidade para o devido local.
Em campo, deve ser acompanhado o controle da temperatura da mistura,
sendo importante a coleta de amostras antes da aplicação na pista e logo após o
lançamento da mistura na mesma, que serão submetidas aos ensaios em laboratório,
para verificação das mesmas características já explicitadas. Vale ressaltar que
também é importante controlar a espessura aplicada conforme a especificação do
projeto, e também o grau de compactação por meio de amostras extraídas da pista.
Caso o pavimento seja rígido, é importante ter as características do material
demonstradas por meio do controle tecnológico de concreto, que além do estudo do
traço e de seus devidos materiais, tem a inclusão dos ensaios de tração na flexão e
ensaios para a verificação de desgaste superficial, dentre outros.
Em campo são acompanhadas as especificações de concreto, como por
exemplo, a distância entre juntas, espessura, corte de juntas, temperatura de
lançamento, cura, etc. Vale ressaltar que o Concreto, seus componentes e derivados,
precisam ser submetidos a ensaios de qualidade devido ao grande número de
variáveis que influem nas suas características.
A execução de todos os serviços também deve ser verificada de forma
minuciosa, de modo a manter a qualidade dos mesmos. Um exemplo disso é se
atentar ao estado dos equipamentos e à sua calibração, se os mesmos possuem
condições de realizar o serviço de forma satisfatória e se o operador o está realizando
corretamente.
54
4. SISTEMA DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS
4.1. INTRODUÇÃO
A ideia de um SGP foi criada e desenvolvida nos Estados Unidos, com
seus conceitos e sua implantação, na metade dos anos de 1970, com a utilização de
um banco de dados digital. A principal motivação para que o SGP fosse elaborado foi
a necessidade de preservar as rodovias da época.
Em 1985, a American Association of State Highway and Transportation Officials
(AASHTO) publicou seu primeiro guia sobre gerência de pavimentos e, em seguida, o
Federal Highway Administration (FHWA) determinou como requisito, para captação de
investimentos, a implantação do SGP nas malhas rodoviárias norte-americanas
federais. Estas duas ações foram determinantes para a implantação do SGP nos EUA,
estando ele presente na maioria dos estados americanos até a metade dos anos de
1980. De acordo com o NHI (1998), em 1994, 58 das 60 agências já tinham
implantado um SGP.
A AASHTO chegou a publicar mais um guia de SGP em 1990, porém o mesmo
foi substituído por um guia de SGP mais recente chamado Pavement Management
Guide, também elaborado pela AASHTO, em 2001.
A partir disso, graças ao programa Highway Development and Management
(HDM) do World Bank, com o intuito de aplicar sua metodologia requerida para a
obtenção de investimentos em infraestrutura rodoviária, se tornou apenas uma
questão de tempo até que houvesse interesse de outros países no SGP e no que o
mesmo representava. Logo, desde 1980, ano em que foi desenvolvida a primeira
versão do software HDM-III, os países em desenvolvimento vinham aplicando a
metodologia do HDM.
Atualmente, a versão utilizada do HDM é o software HDM-4, com novas
ferramentas para auxiliar na análise regionalizada, além de permitir calibração nos
modelos utilizados. No entanto, países desenvolvidos preferiram implantar seus
próprios SGPs, de modo que fossem consideradas as pesquisas com base técnica de
suas próprias malhas rodoviárias. Alguns países em desenvolvimento, como o Brasil e
a África do Sul, têm se aproximado cada vez mais desta realidade.
No Brasil, apesar da participação nas pesquisas para desenvolvimento das
primeiras versões do HDM nos anos 1970 (HDM-I e HDM-II), a implantação de um
55
SGP no DNER (atualmente incorporado ao DNIT) só se deu a partir de 1982, quando
a Direção do Órgão, por iniciativa do Instituto de Pesquisas Rodoviárias, criou a
Comissão Permanente de Gerência de Pavimentos – CPGP (VISCONTI, 2000).
Inicialmente a CPGP utilizou o chamado Índice de Suficiência para priorizar
projetos de restauração de pavimentos. Este índice não levava em conta fatores de
ordem econômica, mas ponderava informações que refletiam as condições de
conservação e de utilização da rodovia, sendo aceito na época pelo Banco Mundial
(VISCONTI, 2000).
De acordo com Visconti (2000), a partir de 1985 o DNER começou a utilizar a
metodologia e os procedimentos para utilização dos resultados dos levantamentos de
campo do modelo HDM-III, com o objetivo de selecionar economicamente as
alternativas de manutenção para todos os trechos da rede federal pavimentada. A
metodologia do HDM-III foi completamente implantada em 1990, quando o Banco
Mundial avaliou como incompleta a metodologia de levantamento de defeito em
superfície (levantamento visual contínuo) realizada pelo DNER. O Banco Mundial
ainda determinou, em complementação à avaliação econômica com o HDM-III, a
necessidade de utilização de modelo para avaliar as estratégias de manutenção
rodoviária em condição de restrição orçamentária.
Em meados de 2000, o Brasil começou a utilizar o HDM-4, novo modelo de
análise técnica e econômica de rodovias do Banco Mundial. Atualmente, muitos
estados brasileiros usam o HDM-4, porém os mesmos estão em processo de
implantação de seus próprios SGPs, mais especificamente com o banco de dados em
fase de estruturação.
4.2. DEFINIÇÃO
De acordo com Haas, Hudson e Zaniewski (1994), “a gerência de pavimentos é
um processo que abrange todas as atividades envolvidas com o propósito de fornecer
e manter pavimentos em um nível adequado de serviço. Envolve desde a obtenção
inicial de informações para o planejamento e elaboração de orçamento até a
monitorização periódica do pavimento em serviço, passando pelo projeto e construção
do pavimento e sua manutenção e reabilitação ao longo do tempo”.
Com isso, seu principal objetivo é utilizar informações confiáveis para a tomada
de decisão para produzir um programa de manutenção e reabilitação que dê o máximo
56
de retorno possível aos recursos disponíveis. Além disso, é importante que seja
fornecida a resposta para as seguintes questões (ODA, 2014):
O que precisa ser feito em uma determinada rede de pavimentos? (seleção da
estratégia ótima);
Como devem ser executados os serviços? (definição das atividades de M&R
para cada seção);
Quando serão necessárias intervenções para evitar a ruptura e prolongar a
vida em serviço do pavimento?
Onde se localizam os projetos prioritários? (pensar nas características de
tráfego).
Logo, um Sistema de Gerência de Pavimentos (SGP) pode ser definido como
uma ferramenta que auxilia o processo de tomada de decisões sobre os investimentos
rodoviários (SHOJI, 2000). Além de este sistema possuir a função de diagnosticar os
pavimentos e relatar as suas condições atuais, há também a possibilidade de avaliar
os mecanismos de deterioração de modo a prever sua situação futuramente. Com
isso, podem-se definir as estratégias de intervenção que se façam necessárias para,
assim, melhorar as condições dos pavimentos e reduzir seus custos de manutenção e
reabilitação (M&R), além dos custos operacionais dos próprios veículos. A Figura 26
ilustra um fluxograma básico de um SGP.
Figura 26: Fluxograma básico de um SGP (ODA, 2014).
57
Outra interpretação que pode ser feita é a divisão do SGP em duas partes bem
definidas: o “sistema”, responsável pela realimentação de informações do banco de
dados, como avaliações técnica e econômica, além de pesquisas e retratações de
experiências anteriores; e a parte de “gerência”, responsável por toda a administração
do sistema, de modo a elaborar um bom planejamento e controlar a produtividade para
obter os devidos resultados.
Também vale ressaltar que SGP tem como componentes inter-relacionados o
planejamento, a pesquisa, o projeto, a construção e manutenção, e a avaliação e
monitoramento de pavimentos; enquanto que seus principais fatores externos
condicionantes podem ser os recursos orçamentários, os dados necessários ao
sistema e as diretrizes políticas e administrativas. Além disso, seu processo de tomada
de decisão é dividido em dois níveis: o nível de rede, que é mais amplo e trata de toda
a rede, e o nível de projeto, que é mais detalhado e feito por trecho.
Nível de Rede: Planejamento + Programação + Orçamento
Nível de Projeto: Dimensionamento + Construção + M&R
É importante lembrar que, muitas vezes, em decisões de nível de projeto, as
mesmas são realizadas de acordo com um modelo de priorização, ou seja, o que
estiver em piores condições é o trecho mais emergencial e deve ser tratado como
prioridade. O modelo de priorização será detalhadamente abordado mais a frente, no
item 4.4..
4.3. DADOS PARA A GERÊNCIA DE PAVIMENTOS
Como já introduzido anteriormente, para um SGP funcionar de forma plena e
eficiente, é necessário haver uma série de dados já coletados. Dessa forma, será
possível gerar segmentos homogêneos baseado nesses fatores.
4.3.1. BANCO DE DADOS – HISTÓRICO DOS PAVIMENTOS
De acordo com sua definição, um banco de dados é uma ferramenta para
coletar e organizar informações. São conjuntos de registros dispostos em estrutura
regular que possibilita a reorganização dos mesmos e produção de informação, onde
normalmente são agrupados para um mesmo fim.
No caso em questão, a finalidade seria a estruturação de um Sistema de
Gerência de Pavimentos (SGP). A presença de um banco de dados é fundamental
para o funcionamento correto do SGP. É nele que irão constar todos os dados
58
necessários, que devem ser confiáveis, para embasamento do estudo e da efetiva
avaliação e definição de estratégias alternativas, afetando diretamente o resultado. Na
Figura 27, tem-se uma ideia da quantidade de informações que interage com o banco
de dados de um SGP.
Figura 27: Atividades do SGP que interagem com o Banco de Dados (Albuquerque, 2007).
Com isso, ele atua basicamente como um “histórico” do trecho estudado, visto
que preserva informações coletadas para estudos futuros, assim como adiciona novas
informações e atualiza as informações existentes quando necessário.
Por isso, o histórico do pavimento é muito relevante neste tipo de análise.
Perguntas como – Quando construíram este pavimento? Quais foram os métodos
construtivos utilizados e por quê? Em que época do ano ele foi construído? Quais
materiais foram utilizados e por quê? Quando foram realizadas as atividades de
manutenção? Foi necessária realizar alguma atividade de reabilitação? Por quê? Há
quanto tempo ele está em uso? Quais problemas já surgiram neste pavimento e como
foram solucionados? – devem ser feitas e, quando possível, respondidas.
Dessa forma, o responsável terá a oportunidade de estudar a situação do local
e preparar uma solução adequada, baseado na experiência de erros já cometidos
anteriormente, evitando que os mesmos ocorram novamente e se tornem reincidentes.
59
Além disso, muitos outros dados devem ser levados em consideração e
coletados para a obtenção de um banco de dados completo. Dentre eles, é importante
ser considerado o levantamento de características da rodovia, informações da faixa de
rolamento, das camadas de pavimento, do tráfego, as características ambientais da
região, parâmetros do pavimento, dentre outros, como explicitado na Figura 28.
Figura 28: Dados importantes para a composição de um Banco de Dados (Albuquerque, 2007).
4.4. DESEMPENHO DOS PAVIMENTOS
Anteriormente foram apresentados os tipos de defeitos que possam vir a surgir
nos pavimentos, assim como suas prováveis causas e atividades de M&R mais
adequadas. Levando isso em consideração, será abordado em seguida como estes
defeitos são identificados e interpretados nas avaliações subsequentes.
60
4.4.1. AVALIAÇÃO FUNCIONAL: LEVANTAMENTO DE CAMPO
A avaliação funcional é a determinação da capacidade de desempenho
funcional momentânea, conhecida como serventia, que o pavimento proporciona ao
usuário, ou seja, o conforto em termos de qualidade de rolamento. O desempenho
funcional refere-se à capacidade do pavimento de satisfazer sua função principal, que
é a de fornecer superfície com serventia adequada em termos de qualidade de
rolamento (DER/SP, 2006).
Vale ressaltar que serventia é a capacidade de um pavimento construído em
um determinado trecho servir ao usuário em um dado momento quanto ao seu
conforto ao rolamento (e em parte quanto à segurança). Logo, a avaliação funcional
trata de analisar o pavimento quanto a sua função para o usuário: dar conforto ao
rolamento.
Em seguida, é apresentada a descrição das avaliações realizadas para se
classificar e definir as condições do pavimento estudado.
4.4.1.1. Avaliação de Defeitos da Superfície – Levantamento
Visual Contínuo
Primeiramente, é realizado o Levantamento Visual Contínuo (LVC) que nada
mais é do que a avaliação da superfície do pavimento apenas com observação visual
e contínua, realizada por dois técnicos dentro de um veículo, estando um deles
conduzindo.
No LVC, são avaliadas todas as faixas de tráfego do trecho rodoviário em
análise, empregando-se segmentos de extensão de 1 km, onde são identificadas as
ocorrências, a frequência e a severidade de cada tipo de defeito (DER/SP, 2006).
Após isso, é definida uma nota que traduza a condição de rolamento do trecho
em questão, levando em consideração, principalmente, o quesito do conforto
(representado como Valor de Serventia Atual – VSA, na Figura 29). Vale ressaltar que
essa nota acaba sendo subjetiva, visto que cada técnico avaliador pode ter uma
interpretação diferente do que é confortável ou não.
61
Figura 29: Classificação da nota do Valor de Serventia Atual (DNIT, 2011).
Três parâmetros podem ser determinados (DER/SP, 2006):
Índice de Defeitos de Superfície (IDS): representa o grau de deterioração de
superfície do pavimento a partir do somatório da ponderação das frequências e
dos pesos relativos às severidades das ocorrências dos distintos tipos de
defeitos verificados;
Valor de Serventia Atual (VSA): representa as condições de conforto e
segurança ao rolamento percebidas pelos usuários da rodovia;
Índice de Condição Funcional (ICF): caracteriza a condição funcional do
pavimento, envolvendo aspectos relacionados aos defeitos de superfície e à
serventia, a partir de critério decisório envolvendo os dois índices anteriores.
No caso dos pavimentos rígidos, a avaliação subjetiva consiste na atribuição de
notas ou conceitos aos trechos inspecionados, como já explicado, mas levando em
consideração os dados de projeto, de construção, de operação, de reparação e de
reforço.
4.4.1.2. Avaliação Objetiva da Superfície
Segundo DER/SP (2006), a avaliação objetiva da superfície de pavimentos
flexíveis e semirrígidos consiste no levantamento e classificação de ocorrências
aparentes na superfície do pavimento e na medida das deformações permanentes nas
trilhas de roda.
Defeitos do tipo trincas isoladas ou interligadas, panela e desgaste, são
exemplos destas ocorrências.
62
Além disso, neste tipo de avaliação, quatro parâmetros podem ser
determinados (DER/SP, 2006):
FA: frequência absoluta, que corresponde ao número de vezes em que as
ocorrências ou defeitos são verificados;
FR: frequência relativa, que é a relação entre a frequência absoluta, FA, e o
número N de estações inventariadas, multiplicada por 100;
IGI: índice de gravidade individual, que é o resultado da multiplicação da
frequência relativa, FR, pelo fator de ponderação, FP, adotado para cada tipo de
ocorrência;
IGG: índice de gravidade global, que é o somatório dos índices de gravidade
individuais para cada segmento definido como homogêneo.
Para os pavimentos rígidos, esta etapa consiste no preenchimento de ficha de
inspeção contendo os diferentes tipos de defeitos de pavimentos rígidos para a
posterior determinação do Índice de Condição do Pavimento (DER/SP, 2006).
O Índice de Condição do Pavimento (ICP) é a medida de condição estrutural do
pavimento, capaz de fornecer ao engenheiro de pavimentação informações para a
verificação das condições da rodovia e para o estabelecimento de políticas de
manutenção, prevenção e de recuperação (DNIT, Norma 060/2004).
4.4.1.3. Irregularidade Longitudinal
A avaliação da irregularidade longitudinal de pavimentos consiste no
levantamento dos desvios existentes na superfície do pavimento. A escala padrão de
irregularidade adotada no Brasil é expressa em contagens/km (DER/SP, 2006). Este
tipo de levantamento deve ser realizado em todas as faixas de tráfego e nas duas
trilhas de roda.
Em outras palavras, é a grandeza física que representa os desvios da
superfície na direção longitudinal da via, medida para se quantificar o estado da
superfície de um dado trecho por meio de métodos de avaliação direta ou indireta.
Para pavimentos flexíveis ou semirrígidos, na avaliação direta, o método se dá
por meio de equipamentos de CLASSE I (nível e mira, Dipstick, perfilômetro do TRL,
etc.) e CLASSE II (perfilógrafos, equipamentos com sensores a laser, APL francês,
63
etc.). Já na avaliação indireta os equipamentos são de CLASSE III do tipo-resposta
(TRL Bump integrator, Maysmeter, IPR-USP, etc.).
No caso dos pavimentos rígidos, a irregularidade longitudinal do pavimento
deve ser determinada pela utilização e operação do perfilógrafo em cada faixa de
tráfego a ser inspecionada. Como parâmetro da condição da superfície, deve resultar
o Índice de Perfil (IP), cuja unidade é fornecida em mm/km (DER/SP, 2006).
O Índice de Perfil é responsável por gerar um perfil longitudinal do pavimento
(Figura 30) e quando o IP resulta em valores inferiores a 160 mm/km, a superfície em
estudo é caracterizada como uma superfície apropriada.
Figura 30: Exemplo de perfil longitudinal de um pavimento.
4.4.1.4. Cadastro Contínuo de Reparos Superficiais e Profundos
Realizado somente para pavimentos flexíveis e semirrígidos, é o cadastro de
remendos superficiais e profundos necessários previamente à execução da
restauração principal. O cadastro deve ser realizado por técnico experiente em
avaliação de pavimentos na ocasião do levantamento de defeitos da avaliação objetiva
da superfície (DER/SP, 2006).
Este tipo de atividade é interessante para obras de restauração, visto que a
mesma poderá quantificar e elaborar orçamentos prévios dos serviços relacionados
aos remendos, de modo a trazer estes resultados antes mesmo das obras serem
executadas.
É importante lembrar que este cadastro deve ser feito para todas as faixas de
tráfego do trecho em questão, continuamente, assim como nos acostamentos.
64
4.4.2. AVALIAÇÃO DA CAPACIDADE ESTRUTURAL
A análise estrutural possibilita a estimativa da capacidade de carga de uma
estrutura de pavimento e a sua vida de serviço sob determinadas condições de
tráfego. O principal parâmetro para a avaliação estrutural é a obtenção da deflexão do
pavimento representada pela resposta das camadas estruturais e do subleito perante
a aplicação do carregamento. Quando uma carga é aplicada em um ponto da
superfície do pavimento, todas as camadas fletem devido às tensões e às
deformações geradas pelo carregamento. Os pavimentos mais sadios estruturalmente
fletem menos do que outros pavimentos mais debilitados. A diferença na resposta
entre os pavimentos sadios e debilitados indica os efeitos no desempenho estrutural.
Assim sendo, pavimentos com deflexões mais baixas suportam um maior número de
solicitações de tráfego (DNER, 1998).
Resumindo, a avaliação estrutural tem como objetivo avaliar a capacidade de
resposta das camadas estruturais frente às solicitações das cargas oriundas do
tráfego, estimando também a sua vida de serviço.
Por conta disso, é importante ter conhecimento das características dos
materiais componentes do pavimento, através de ensaios. Estes ensaios podem ser
realizados por métodos destrutivos, como extração de corpo de prova do próprio
pavimento, a abertura de trincheiras ou aplicação de poços de sondagem; como
também podem ser realizados por métodos não destrutivos, como ensaios de Viga
Benkelman, FWD – Falling Weight Deflectometer, dentre outros, com o objetivo de
obter a bacia de deflexão.
A bacia de deflexão representa a deformação que o pavimento terá ao se
passar cargas repetidas pela sua superfície, resultando em um deslocamento por
conta deste carregamento. Sua ilustração se encontra na Figura 31.
65
Figura 31: Deformações no pavimento, também conhecida como deflexões (DNIT, 2006).
A Figura 31 mostra o comportamento das deformações em cada camada e
como elas se redistribuem ao longo de sua profundidade. É importante saber que o
parâmetro d0 indica a deflexão máxima da estrutura, ou seja, ela reflete sua
deformabilidade (resiliência) global, definindo que quanto maior d0, mais resiliente
(elástica) será a estrutura.
Vale ressaltar que o desempenho estrutural do pavimento está vinculado a sua
condição física também, ou seja, a presença de trincas, deformações permanentes,
irregularidades longitudinais ou qualquer outra irregularidade que possa interferir no
seu desempenho estrutural, sendo mais um motivo da necessidade de uma atividade
de reabilitação ou restauração.
Estes defeitos podem demonstrar indicativos de comprometimento estrutural
através de valores, como (DNIT, 2006):
Trincamento por fadiga > 20% da área; ou
Afundamento nas trilhas de roda > 1,2cm.
A execução do reforço deve ter lugar quando os níveis de defeitos excederem
os limites exemplificados anteriormente (DNIT, 2006). Além disso, os ensaios
destrutivos e não destrutivos também trazem indicativos deste tipo de
comprometimento. No entanto, os ensaios destrutivos, além de serem mais invasivos
por retirarem corpos de prova, têm sua realização mais trabalhosa e não se consegue
simular exatamente os estados de tensões que ocorrem em campo.
66
Já os ensaios não destrutivos, utilizados em conjunto com o inventário de
defeitos, constituem-se na maneira mais apropriada para determinar a adequação
estrutural do pavimento (DNIT, 2006). Eles podem ser usados para (DNIT, 2006):
– Auxiliar o projeto de reforço estrutural;
– Distinguir os diferentes segmentos para efeito de projeto, em função dos
valores de deflexão encontrados;
– Determinar causas de defeitos e verificar locais com falta de suporte ou
excesso de vazios;
– Diferenciar os períodos críticos de deterioração do pavimento, em função das
variações sazonais nas deflexões;
– Indicar a capacidade da estrutura do pavimento em suportar o tráfego atual e
futuro;
– Avaliação dos módulos de elasticidade por retroanálise.
Lembrando que a deflexão citada nos itens anteriores é a mesma da Figura 31.
Este tipo de ensaio analisa todas as incógnitas demonstradas nesta figura, de modo a
estudá-las por meio de equipamentos, sendo três deles os mais utilizados: vigas de
deflexão, na qual a viga Benkelman é o mais utilizado; equipamentos dinâmicos de
vibração; e equipamentos dinâmicos de impacto, também conhecidos como FWD –
Falling Weight Deflectometer.
A viga Benkelman é o dispositivo mais simples e difundido para o levantamento
de deflexões em pavimentos. Ela mede a resposta do pavimento submetido a um
carregamento estático ou a aplicação de uma carga em movimento com baixa
velocidade (DNIT, 2006).
Os equipamentos dinâmicos de vibração medem a resposta do pavimento
quando submetido a uma carga vibratória ou cíclica. Enquanto isso, o FWD – ou
defletômetros de impacto – transfere ao pavimento uma carga dinâmica de impacto e
mede os devidos resultados (DNIT, 2006).
Levando tudo isso em consideração, uma observação importante deve ser
ressaltada quanto aos pavimentos rígidos. Além da avaliação estrutural por medição
das deflexões do pavimento, que no caso de pavimento rígido avalia-se, geralmente,
no interior de cada placa de concreto, deve-se analisar também o desempenho de
transferência de carga entre placas por amostragem representativa do trecho
(DER/SP, 2006).
67
Portanto, nota-se que é importante estudar a estrutura do pavimento, visto que
assim é possível conseguir informações valiosas para o projetista, como sua
adequação estrutural e seu grau de restauração, possibilitando o mesmo de escolher e
dimensionar a melhor alternativa dentre as atividades de restauração existentes.
4.5. MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS
De acordo com DNIT (2006), a conservação dos pavimentos pode ser definida
como sendo um conjunto de serviços destinados à preservação do pavimento nas
condições em que ele foi originalmente construído ou no estado em que foi
posteriormente restaurado. Logo, a conservação apenas ajuda a rodovia a
desempenhar, de maneira satisfatória, o seu papel durante a vida para a qual ela foi
projetada.
As atividades de Manutenção e Reabilitação (M&R) são tipos de intervenção e
devem ser executadas com certa periodicidade, sendo esta já definida no
planejamento do projeto. Elas são realizadas de modo a solucionar os problemas
identificados no pavimento em questão, seja por conta das cargas de tráfego ou pelo
próprio meio ambiente. A Figura 32 mostra um desenho esquemático simples para
facilitar a interpretação.
Figura 32: Fatores que influenciam no desempenho do pavimento (DNIT, 2011).
Estas atividades possuem três finalidades principais (DNIT, 2006):
– Prolongar a vida útil das rodovias;
68
– Reduzir o custo de operação dos veículos;
– Contribuir para que as rodovias de mantenham permanentemente
abertas ao tráfego e permitir uma maior regularidade, pontualidade e
segurança aos serviços de transporte.
É muito importante que todas estas atividades sejam bem executadas,
preservando a qualidade do serviço, de modo a fazer com que a atividade em questão
cumpra com seu objetivo.
As atividades M&R já foram brevemente citadas anteriormente neste trabalho,
com o intuito de relacioná-las como solução aos devidos defeitos. Logo, neste item, as
mesmas serão definidas de forma mais completa, levando em consideração sua
classificação e características.
4.5.1. ATIVIDADES: PREVENÇÃO, RECUPERAÇÃO, RECONSTRUÇÃO E
REFORÇO
As atividades de Manutenção e Reabilitação podem ser classificadas em
manutenção preventiva, manutenção corretiva ou de recuperação, reconstrução e
reforço. Porém, primeiramente é importante saber a diferença básica entre atividades
de manutenção e atividades de reabilitação.
As atividades de manutenção têm como objetivo preservar ou manter o período
de projeto do pavimento, aumentando pouco o nível de serventia, mas evitando a
deterioração precoce (ODA, 2014).
Já as atividades de reabilitação objetivam prolongar a vida em serviço do
pavimento, elevando o nível de serventia próximo ao valor máximo e criando
condições para um novo ciclo de deterioração (ODA, 2014). Por ser um investimento
bem maior, esta solução acaba sendo mais cara, porém traz um resultado de maior
qualidade.
A comparação das duas com relação à serventia do pavimento está ilustrada
na Figura 33.
69
Figura 33: Diferença de resultados ao se realizar uma manutenção ou uma reabilitação.
Além disso, outro ponto importante de destacar é que as atividades de M&R,
descritas nos próximos itens, fazem parte das ações consideradas nas análises de
estratégias de intervenção, realizadas em nível de rede.
4.5.1.1. Atividades de Prevenção
Também chamada de manutenção preventiva, é aquela efetuada em intervalos
predeterminados e de acordo com critérios preestabelecidos, com o objetivo de reduzir
a probabilidade de falha ou de degradação do funcionamento de uma instalação
(ABNT, 1994). Ou seja, são serviços previamente aplicados com o objetivo de evitar o
surgimento ou agravamento de defeitos. Sua frequência depende do trânsito,
topografia e clima (DNIT, 2007).
Tem por objetivo conter a deterioração em seu estágio inicial.
Na manutenção preventiva podem ser incluídas as atividades de manutenção
de rotina. Estas são reparos localizados de defeitos na pista ou no acostamento com
extensão inferior a 150m e manutenção regular dos dispositivos de drenagem, dos
taludes laterais, da faixa lindeira, dos dispositivos de sinalização e demais instalações
da rodovia (DNIT, 2007).
Além disso, a manutenção periódica também pode ser inclusa neste item,
caracterizada por ser um tipo de conservação requerida em intervalos de tempo
determinados (DNIT, 2007). Nela são realizadas atividades para melhorar as
condições superficiais com vistas à preservação da integridade estrutural e qualidade
de rolamento.
70
Logo, neste item, podem ser englobados os seguintes serviços:
Remendos superficiais; Desobstrução dos sistemas de drenagem; Reparos
localizados; Limpeza da pista; Selagem de pequenas trincas – para
manutenção preventiva ou rotineira;
Tratamento superficial; Lama asfáltica; Reforços esbeltos em concreto
asfáltico; Banhos selantes – para manutenção periódica.
Vale ressaltar que a selagem de trincas é o enchimento de trincas com material
adequado, com o objetivo de aumentar a vida útil do bem trincado (DNIT, 2007). O
DNIT estabelece as normas para execução dos serviços de manutenção e as mesmas
podem ser encontradas em DNIT 154/2010 - ES.
4.5.1.2. Atividades de Recuperação
São reparos realizados em pequenas áreas do pavimento, devendo ser feitos
tão logo os defeitos apareçam (Fernandes Jr e Pantigoso, 1998). Segundo DNIT
(2006), é um processo a ser ordinariamente aplicado a um pavimento desgastado,
com o objetivo de restabelecer suas adequadas características técnicas.
De modo geral, é um tipo de manutenção corretiva, na qual é realizada após a
ocorrência de um problema, destinada a recolocar uma instalação em condições de
executar uma função solicitada (ABNT, 1994).
De forma mais específica, é o conjunto de operações de conservação que tem
como objetivo reparar ou sanar um defeito e restabelecer o funcionamento dos
componentes da rodovia propiciando conforto e segurança aos usuários (DNIT, 2007).
Um exemplo muito importante é a reciclagem do pavimento, que é basicamente
uma regeneração do mesmo. Segundo DNIT (2007), trata-se do processo de
recuperação de pavimentos com a reutilização de material resultante da fresagem do
trecho deteriorado. Entre as vantagens deste processo, pode ser citado: conservação
de agregados, ligantes e de energia; preservação do meio ambiente e manutenção
das condições geométricas existentes, como já visto anteriormente neste trabalho.
Além disso, o DNIT interpreta as atividades de recuperação considerando duas
vertentes: a recuperação do pavimento através de sua restauração ou de sua
reabilitação.
71
No primeiro caso, o DNIT (2006) afirma que é um processo a ser
ordinariamente aplicado a um pavimento que, desfrutando ainda da devida habilitação,
e apresentando desempenho compatível com os competentes modelos de previsão,
se encontra próximo de alcançar, conforme aferido por parâmetros temporais e/ou
índices de desempenho, o estágio final do ciclo de vida correspondente. No caso, a
solução em geral, deverá recair na execução de recapeamento do pavimento
existente.
Já no segundo caso, o DNIT (2006) descreve que é um processo a ser adotado
para um pavimento que, conforme aferido pelos mesmos parâmetros, já ultrapassou,
de forma significativa, o estágio final do ciclo de vida correspondente e apresenta
anomalias com tendências irreversíveis, em termos de desempenho funcional e
estrutural – não desfrutando mais, portanto, da devida habilitação. A solução em geral
também é a execução de recapeamento do pavimento existente.
Há também a utilização de remendos profundos como solução alternativa.
Logo, conclui-se que as atividades de recuperação incluem serviços como reparos
seletivos, recapeamentos, remendos profundos e aplicação de camadas de
regularização, com a finalidade de restaurar a capacidade estrutural ou a qualidade de
rolamento.
4.5.1.3. Atividades de Reconstrução
São atividades com o objetivo de reestruturar o pavimento, mais
especificamente à adição e/ou à substituição de camadas estruturais do pavimento
bem como do revestimento, de tal forma que a estrutura resultante possa suportar a
repetição das cargas por eixo incidentes, em condições de segurança e conforto para
o usuário, durante o novo período de projeto estabelecido (DNIT, 2007).
Ela pode ser caracterizada como parcial ou total. Em situações de reconstrução
parcial, a espessura total a ser removida e substituída se limita a uma profundidade tal
que não atinge a espessura total do pavimento; enquanto que em casos de
reconstrução total, a espessura total a ser removida e substituída atinge toda a
espessura do pavimento podendo, eventualmente, inclusive atingir o subleito (DNIT,
2006).
Essas atividades são requeridas normalmente em situações de grandes
severidades, com problemas maiores e mais graves, no qual a única solução é refazer
72
tudo de novo. Por conta disso, acaba sendo uma medida de intervenção muito
trabalhosa, demorada e com um custo expressivo.
Vale ressaltar que a estrutura danificada, muitas vezes, é consequência da
negligência humana que, consequentemente, resulta na impossibilidade de reabilitar o
pavimento. Logo, é importante evitar que o pavimento atinja um estado de
deterioração a ponto de não cumprir mais com sua finalidade, evitando, assim,
grandes gastos que não estão previstos para a sua reconstrução. Para que isso não
ocorra, basta manter uma manutenção preventiva periódica adequada e possuir um
sistema de drenagem de qualidade.
Trincas por fadiga e deformação permanente, quando não possuem
manutenção adequada, são patologias muito comuns que geram uma necessidade de
reconstrução do pavimento. Outros defeitos como a corrugação e os agregados
polidos também podem precisar de reconstrução caso a causa identificada esteja
relacionada à sua estrutura.
4.5.1.4. Atividades de Reforço
O reforço de um pavimento é o aporte estrutural, constituído de uma ou mais
camadas asfálticas, a ser(em) sobreposta(s) a um pavimento existente, após
devidamente executadas as correções superficiais necessárias, com a finalidade de
torná-lo apto a cumprir um novo ciclo de vida (DNIT, 2006).
Em paralelo, de acordo com DNIT (2006), o recapeamento consiste na
adequada sobreposição ao pavimento existente de uma ou mais camada(s)
constituída(s) de mistura asfáltica e/ou concreto de cimento Portland. Tal sobreposição
conferirá ao pavimento existente adequado aporte estrutural, mantendo-o assim apto a
exercer, em continuidade, um novo ciclo de vida, de conformidade com as premissas
técnico-econômicas.
Vale ressaltar que o recapeamento é dividido em dois tipos: o recapeamento
delgado, que conta com a escarificação e mistura com material da base, além da
compactação antes do lançamento da nova camada de revestimento; e o
recapeamento espesso, que é o mesmo que reforço estrutural, abordado neste item.
Percebe-se, então, que ambos possuem definições muito parecidas, pelo fato
de que um reforço estrutural é o mesmo que um recapeamento espesso. Logo, o
reforço é um revestimento aplicado por cima de outro já presente no local, de modo a
reforçá-lo ou restaurá-lo.
73
A adoção de um reforço é muito comum mesmo que o pavimento não aponte
ter falhas estruturais significativas, a fim de readequá-lo para uma nova demanda de
tráfego ou alinhá-lo por conta de eventuais irregularidades longitudinais. Na Figura 34
é ilustrada a evolução da deterioração em rodovias pavimentadas, onde se pode notar
o reforço requerido como solução em grande parte da vida útil da rodovia.
Figura 34: Evolução da deterioração em rodovias pavimentadas e o papel do reforço estrutural
(DNIT, 2006).
Com relação a esse gráfico, o DNIT (2006) aponta que uma rodovia
pavimentada pode ser mantida em bom estado mediante conservação rotineira, a um
custo bastante baixo. Com o aumento da deterioração, o pavimento deve ser
recuperado de maneira a permanecer em bom estado, por meio de selagem,
recapeamento ou reforço do revestimento.
Além disso, o DNIT (2006) também afirma que o reforço restabelece a
qualidade de rolamento da rodovia e a capacidade estrutural necessária para suportar
o tráfego durante vários anos, começando assim um novo ciclo do pavimento. Com
isso, a Figura 34 também explicita que, com a aplicação do reforço de maneira
adequada, a vida útil da rodovia pavimentada aumenta expressivamente (linha mais
grossa).
4.5.2. RETROANÁLISE
Talvez a mais importante utilização de parâmetros deflectométricos na
atualidade seja a avaliação dos valores modulares das camadas dos pavimentos, para
as suas condições in situ, mediante técnicas de retroanálise (DNIT, 2006).
74
A retroanálise dos pavimentos é um tipo de avaliação feita a partir de dados da
estrutura existente de um determinado pavimento.
Conhecendo-se a linha de influência deflectométrica (bacia de deflexão) na
superfície da estrutura, que usualmente se obtém pelo ensaio de equipamentos de
impacto do tipo Falling Weight Deflectometer (FWD) devidamente calibrados; assim
como as espessuras, constituição e parâmetros de cada camada do pavimento
através de pesquisas histórico-cadastral ou sondagens diretas; é possível realizar a
retroanálise para a determinação dos módulos de resiliência das camadas
componentes do pavimento.
Busca-se, portanto, determinar por tentativas sucessivas, com o auxílio de um
programa computacional que permita o cálculo das tensões, deformações e
deslocamentos em pavimentos, o conjunto de valores de módulos das camadas do
pavimento que reproduza a deformada levantada em campo. Os valores encontrados
são assumidos como os módulos para as condições de campo de cada camada,
podendo ser utilizados em análises mecanísticas da estrutura existente (DNIT, 2006).
Estes valores são fundamentais para a avaliação mecanicista do pavimento e
trazem importantes informações acerca do mesmo. Através deles é possível verificar a
integridade de cada camada, estimar sua a vida útil remanescente do pavimento e as
medidas adequadas a sua restauração.
O processo de retroanálise dispensa medidas trabalhosas e demoradas in loco
bem como a coleta de amostras e ensaios de laboratório para esta finalidade (DNIT,
2006).
4.5.3. DIMENSIONAMENTO DE REFORÇOS
De acordo com Huang (1993), o dimensionamento de reforços de pavimentos é
realizado considerando como critérios de ruína o aparecimento de fendas por fadiga
nas misturas asfálticas e o aparecimento de deformações permanentes na zona de
passagem das trilhas de roda dos veículos, não sendo habitual a consideração da
reflexão de fendas.
Em geral, a deformabilidade do pavimento é a informação mais relevante para
que seja feito um dimensionamento de reforço no mesmo. Deve-se realizar uma
avaliação estrutural, levando em consideração o comportamento da estrutura com
relação ao tráfego; verificar as deformações permanentes, seu caráter residual e se há
rupturas plásticas existentes no local; e avaliar as deformações recuperáveis da
75
estrutura, ou seja, seu comportamento elástico com relação aos esforços de tração
que, quando repetitivos, podem levar à fadiga.
A avaliação estrutural pode ser feita por ensaios destrutivos e não destrutivos,
como já explicitado anteriormente, enquanto que a deformabilidade é realizada pela
análise da deformação elástica do pavimento sob a ação de uma carga ou um esforço.
A mesma pode ser vinculada com o desempenho em serviço. Além disso, é importante
obter as condições da superfície de rolamento através do cálculo do IGG já comentado
anteriormente.
Após a obtenção destes dados, devem-se calcular os valores característicos
para o dimensionamento do reforço (Figura 35), ou seja:
A deflexão de projeto, considerada para o reforço: dp = dmédia + σ;
Sendo dmédia a deflexão média e σ a sua variância.
O tráfego de projeto (Np): é a solicitação futura de tráfego que o reforço irá
receber;
O tráfego total (Nt): Nt = Na + Np
Sendo Na o tráfego existente;
Nt corresponde à solicitação que o antigo pavimento irá receber,
desde a sua abertura ao tráfego até o final de uma nova vida de
projeto, se não for restaurado.
Figura 35: Exemplo da relação dos tráfegos.
Vale ressaltar que o parâmetro de tráfego N deve seguir o método do DNER /
USACE, que define N a partir da equação 1:
N = 365 x VDM x P x F.V. x F.R.
Equação 1
Onde:
VDM: Volume Diário Médio (Nº de veículos) – estimado estatisticamente;
P: Período de projeto (Vida útil em anos projetado para a rodovia);
F.V.: Fator de Veículos;
F.R.: Fator Regional ou Climático.
76
Após essas definições, basta seguir o Método DNER-PRO 11/79, que diz que é
necessário calcular a deflexão admissível (dadm) de modo a manter a deflexão do
pavimento abaixo desse valor, evitando que surjam trincas no revestimento em
questão. Logo:
log dadm = 3,01 - 0,176 log N
Equação 2
Para o dimensionamento de reforços, é necessário utilizar a equação 2
substituindo N por Np, tráfego de projeto.
Em seguida, é utilizado o critério deflectométrico ou de deformabilidade, que
estima a espessura necessária de reforço do pavimento, através dos resultados do
levantamento deflectométrico executado para avaliação estrutural. No caso da
utilização de um reforço feito em concreto asfáltico (CBUQ), tem-se a equação 3:
Equação 3
Onde:
hca : espessura do reforço de concreto asfáltico do pavimento;
K = 40: fator de redução de deflexão próprio do concreto asfáltico;
Dp = dp: deflexão de projeto determinada para o subtrecho homogêneo, objeto
de dimensionamento, em centésimos de milímetro;
Dadm = dadm: deflexão admissível após a execução do reforço do pavimento,
em centésimos de milímetro.
Após isso, caso necessário, é preciso realizar o dimensionamento das
camadas inferiores do reforço do pavimento existente, sempre que o dimensionamento
indicar espessuras de reforço, para concreto asfáltico, superiores a 5 cm.
Logo, para o cálculo das espessuras das camadas não constituídas de
concreto asfáltico, devem-se adotar os coeficientes de equivalência estrutural
recomendados pelo DNER e transcritos a seguir (Tabela 4) (DNER, 1979).
Tabela 4: Tabela com os coeficientes de equivalência estrutural (adaptado de DNER, 1979).
Material K
Solo-cimento (RCS7dias < 28kgf/cm2) 1,00
Solo-cimento (28 < RCS7dias < 45kgf/cm2) 1,40
Solo-cimento (RCS7dias > 45kgf/cm2) 1,70
77
Material granular (ISC > 60) 1,00
Brita graduada (ISC > 80) 1,10
Macadame betuminoso 1,20
PMF denso (%Vv < 6%) 1,40
PMQ denso (%Vv < 6%) 1,70
CBUQ (%Vv < 5%) 2,00
Com isso, a espessura do concreto asfáltico substituído deverá ser multiplicada por:
Ainda assim, apesar de tudo já estar praticamente definido, é importante levar
em consideração alguns critérios da avaliação estrutural que ainda não foram
explicitados.
Não há, por exemplo, normas rígidas que permitam definir com precisão, para
o projeto de reforços de pavimentos existentes, a fronteira que separa os campos de
aplicação dos critérios deflectométrico e de resistência. Em tese, seria lícito aceitar-se
que os métodos de projeto baseados no critério deflectométrico seriam válidos quando
a estrutura subjacente ao reforço estivesse funcionando em regime aproximadamente
elástico, ou, em outras palavras, quando as cargas incidentes ocasionassem
exclusivamente deformações de caráter transitório (DNER, 1979).
Ou seja, há possíveis problemas, como deformações plásticas relevantes
causadas por processos de rupturas ao cisalhamento, que podem ocorrer no
pavimento existente que não estão sendo verificados pelo método de
dimensionamento relacionado ao critério deflectométrico.
Por conta disso, o DNER propôs um critério para a fixação das diretrizes a
serem adotadas para efeito da avaliação estrutural dos pavimentos (DNER, 1979).
Foram formulados cinco casos típicos para os subtrechos homogêneos, de modo que
as situações estudadas se enquadrem em um deles. Os seguintes parâmetros foram
considerados neste estudo:
– N: Número de solicitações de eixos equivalentes ao eixo padrão de 8,2t;
– dp: Deflexão de projeto;
– R: Raio de Curvatura;
– dadm: Deflexão admissível;
– IGG: Índice de Gravidade Global.
78
Portanto, levando em consideração estes parâmetros e a tabela elaborada pelo
DNER ilustrada na Figura 36, pode-se definir da melhor forma os critérios para a
avaliação estrutural do reforço do pavimento em questão.
Figura 36: Tabela com os critérios para Avaliação Estrutural (adaptada de DNER, 1979).
4.5.4. USO DE SOFTWARES DE SGP
Alguns softwares em uso ou em desenvolvimento serão apresentados
brevemente neste item.
4.5.4.1. SGP desenvolvido na Finlândia
O SGP desenvolvido pela Administração Rodoviária e Hidroviária da Finlândia
(Roadway and Waterway Administration, RWA), combina um modelo de otimização
baseado no Processo de Markov que direciona as questões de reabilitação dos
pavimentos e alocação de fundos em nível de rede a um modelo que analisa a
prioridade e a programação dos projetos individuais (THOMPSON et al., 1987).
Como a gerência em nível de rede e em nível de projeto, neste caso, estão
inclusos em um mesmo menu dentro da base do programa, é possível realizar uma
troca de informações entre a gerência destes dois níveis, sendo isto considerado uma
vantagem deste tipo de SGP.
Para o nível de rede, são elaboradas normas para organizar a seleção e
programação de grupos de projetos. Como o programa é baseado no Processo de
Markov, ele analisa os gastos resultantes das possíveis estratégias alternativas para
cada grupo de pavimentos, recomendando a que tiver o melhor custo/benefício, ou
79
seja, que possa minimizar os custos visando em longo prazo. Estes custos são
considerados os custos totais, somando os custos de manutenção, construção e
operação dos veículos.
Este programa consiste de quatro módulos básicos (SHOJI, 2000):
– Um modelo probabilístico que descreve a deterioração do pavimento;
– Um modelo do custo operacional dos veículos;
– Um modelo de custo de construção para cada atividade de reabilitação;
– Análise das limitações possíveis em relação ao orçamento.
Deixando a parte econômica toda sob responsabilidade da gerência em nível
de rede, a gerência em nível de projeto considera que apenas o conjunto de variáveis
não-econômicas, que são consideradas nas decisões da programação de alocação
dos recursos, são relevantes.
Vale ressaltar que a análise em nível de projeto é desempenhada em nível
distrital, portanto a rede nacional é dividida em arquivos separados para cada distrito.
Essa parte do sistema fornece fácil acesso à base de dados de projetos e base de
dados de operações que podem ser utilizados para analisar determinados projetos e
suas relações com os demais (SHOJI, 2000).
4.5.4.2. Sistema PMS – III: SGP desenvolvido em Ohio
O sistema PMS (Pavement Management System – 3th version) trata de um
SGP para aplicação em nível de rede, sendo desenvolvido e implementado pelo
Departamento de Transportes de Ohio (Ohio Department of Transportation, ODOT),
que determina as estratégias de M&R e o orçamento anual necessário a cada seção
durante um período de 6 anos (MAJIDZADEH et al., 1990). Basicamente, levando em
consideração apenas a situação atual e um modelo de previsão determinístico, este
SGP consegue prever a futura condição da rede, além de suas necessidades e
orçamentos.
Dois critérios são adotados para selecionar a estratégia de M&R (SHOJI,
2000):
– A maximização dos benefícios produzidos pelos pavimentos a partir de um
determinado investimento anual; ou
– A minimização dos custos para manter a condição da rede acima de um
determinado nível mínimo.
80
Além disso, o programa é constituído pelos seguintes módulos (SHOJI, 2000):
– Condição do pavimento: caracteriza os defeitos do pavimento, a qualidade de
rolamento e a segurança do usuário;
– Estratégia de reparo: seleção considerando-se informações sobre a via e os
defeitos existentes (tipo, severidade e extensão), o tipo do pavimento e a
classe funcional;
– Custo: determinado conforme a estratégia selecionada;
– Previsão do desempenho: inclui modelos de previsão da deterioração do
pavimento com o tempo, sendo utilizadas equações em função do volume de
tráfego, estrutura do pavimento e características do solo;
– Otimização: identifica a estratégia e o orçamento ótimos a serem alocados;
– Geração de relatórios.
4.5.4.3. Sistema NOS: SGP desenvolvido no Arizona
Inicialmente denominado de NOS (Network Optimization System), ele é
sistema de otimização em nível de rede que tem sido utilizado pelo ADOT (Arizona
Department od Transportation) desde 1980, e foi implementado e denominado AZNOS
em 1993. É uma ferramenta que auxilia a realização de um planejamento financeiro
efetivo para programas de preservação de pavimentos através do uso de uma
pequena quantidade de informações, considerando dados apenas sobre a
irregularidade longitudinal e as trincas (WANG et al., 1992).
O modelo original de NOS recomendava uma estratégia ótima de reabilitação a
longo prazo (estacionário) e outra estratégia ótima de reabilitação a curto prazo (antes
de atingir o estado estável) para pavimentos em qualquer condição (SHOJI, 2000). Um
modelo de programação linear era utilizado para minimizar o custo total de gerência,
justamente para manter a rede acima dos padrões mínimos, enquanto que as
probabilidades de transição das condições dos pavimentos eram definidas pelo
Processo de Markov.
Então, em 1992 o programa NOS foi revisado, assim originando o programa
AZNOS. Levando em conta os dados dos últimos 13 anos existentes, novas matrizes
de probabilidades de transição foram geradas. Além disso, foi necessário adicionar
novas ressalvas em relação às irregularidades longitudinais e às trincas.
Um processo mais rigoroso para selecionar as estratégias de M&R foi adotado,
pois durante o desenvolvimento do antigo NOS foi percebido que mesmo para
81
intervenções de menor grau era necessário muito tempo para selecionar as
estratégias mais adequadas (SHOJI, 2000). Os seguintes critérios passaram a ser
obedecidos:
– A manutenção de rotina é praticável para todos os estados de condição;
– Todas as estratégias são praticáveis para os melhores estados de condição;
– Mais que uma ação deve ser praticável em cada estado de condição.
4.5.4.4. Sistema HDM: Versão HDM-4
Este sistema já foi apresentado anteriormente neste trabalho, principalmente
por conta do seu histórico e sua relação atualmente com o Brasil. O HDM é o software
mais conhecido e mais importante para análise no âmbito da rede, e hoje está na
versão HDM-4. Este programa é avançado e tornou-se uma meta que a maioria dos
órgãos rodoviários mais evoluídos busca gradativamente atingir, conforme os seus
recursos técnicos e as suas disponibilidades financeiras.
Segundo a definição do DNIT, o programa HDM-4 foi idealizado para a análise
econômica de rede rodoviária para investimentos com restrição orçamentária,
buscando atingir a maior extensão possível, visando o maior retorno através do Valor
Presente Líquido dos diversos cenários estudados, dentro de um horizonte de projeto
(por exemplo, 20 anos), podendo analisar diversas alternativas de intervenção para
cada célula, indicando a época para a realização dos investimentos, tendo como
objetivo final a melhor condição da rede no final do horizonte de projeto.
O HDM-4 necessita de alguns dados de entrada para que possa avaliar e
selecionar a melhor estratégia, estando dentre estes dados: as condições atuais dos
pavimentos das rodovias (extensões, estrutura, volume de tráfego, defeitos,
irregularidade, deflectometria, geometria – largura de pista, largura de acostamentos,
declividades médias, índice de curvatura, etc. – condições climáticas, de topografia,
idade do pavimento, idade da última restauração, dentre outros); dados do perfil do
fluxo de tráfego que passa pelo local (tipo de veículos, peso, custos de aquisição e de
manutenção, custo do combustível); as políticas de intervenção (tipo de manutenção
ou restauração e custo) e os cenários de investimento.
Segundo DNIT (2007), na operação do HDM são utilizados alguns parâmentos,
entre eles:
– Taxa de Desconto: É a taxa de oportunidade de capital do setor público, isto é,
a taxa de retorno do investimento marginal. A taxa de desconto a ser usada
82
para os estudos de viabilidade do HDM será definida pela autoridade de
planejamento responsável pelo projeto e, normalmente, é utilizada para
calcular o valor presente liquido (VPL) dos custos e benefícios.
– Valor Presente Líquido (VPL): É a diferença entre os custos e os benefícios de
um projeto.
– Custo Econômico: Representa os custos reais, sem taxas, impostos e leis
sociais.
– Custo Financeiro: Representa os custos realmente desembolsados, incluindo
as taxas, impostos e leis sociais.
– Taxa Interna de Retorno (TIR): É aquela em que o VPL é igual a zero.
Após isso, o sistema avalia os dados e fornece resultados traduzidos nos tipos
de intervenção para cada segmento, custo e época, dentro de um cenário de
investimentos. A Figura 37 ilustra a interação entre o SGP e o software HDM-4.
Figura 37: Interação entre SGP e o HDM-4 (adaptada de DNIT, 2012).
Vale ressaltar que este programa é de uso obrigatório para obtenção de
investimentos do Banco Mundial.
4.6. TOMADA DE DECISÃO
A análise de pavimentos consiste na determinação de suas condições atuais,
na previsão de condições futuras e na avaliação de prioridades de intervenção.
A determinação das condições atuais do pavimento é representada pelo seu
nível de degradação, enquanto que a previsão das condições futuras é caracterizada
por modelos de desempenho, relacionando os respectivos parâmetros do pavimento,
já apresentados anteriormente. Todas essas informações são incluídas no banco de
83
dados do SGP, que é o responsável por relacioná-las com a tomada de decisão
necessária, de forma a avaliar as prioridades de intervenção.
Como já explicado anteriormente, a gerência de pavimentos em Nível de Rede
trabalha com informações mais resumidas e generalizadas, relacionadas a toda malha
viária, utilizadas para a tomada de decisões essencialmente administrativas:
Planejamento + Programação + Orçamento.
Algumas das características ou aplicações de um sistema de gerência em Nível
de Rede são descritas abaixo (ODA, 2014):
– Identificação de projetos candidatos para intervenções;
– Priorização dos projetos considerando as características de desempenho,
tráfego, custo aos usuários e outros fatores locais;
– Geração de necessidades de orçamento da agência a curto e longo prazo;
– Análise de estratégias de intervenção, com avaliação da condição atual do
sistema e previsão da condição futura, em função dos recursos aplicados em
cada alternativa, como já explicado.
Vale ressaltar que o Guia de Gerência de Pavimentos da AASHTO de 1990,
especifica o procedimento descrito abaixo para apoio à decisão na escolha de
alternativas em um SGP em Nível de Rede (ODA, 2014):
Avaliação da Condição Geral da Rede: Os pavimentos recebem avaliações por
pontuação (conceitos quantitativos), juntamente com conceitos qualitativos;
Estabelecimento de Estratégias de Manutenção, Reabilitação e Reconstrução
(MR&R): Neste caso, existem quatro métodos de avaliação para
estabelecimento de estratégias:
Método da Matriz – que correlaciona um defeito específico com uma
estratégia apropriada de MR&R;
Árvore de Decisão – são estudadas variáveis importantes para auxiliar na
seleção de estratégias MR&R;
Método do Custo do Ciclo de Vida – que seleciona estratégias de MR&R
baseado nos custos do ciclo de vida de uma combinação de estratégia
requerida em um período de análise (construção, manutenção, reabilitação,
etc);
Método de Otimização – que relaciona a maximização dos benefícios aos
usuários, a maximização do padrão de desempenho da rede e a
minimização dos custos presentes totais;
84
Custos requeridos: o SGP fornecerá uma estimativa dos custos requeridos
para preservar a rede pavimentada nos níveis de desempenho desejáveis;
Nas análises de estratégias de intervenção citadas anteriormente, serão
consideradas as ações de manutenção preventiva, corretiva, reconstrução e reforço,
em Nível de Rede, de forma menos específica.
No entanto, no âmbito considerado como Nível de Projeto é trabalhado
informações mais técnicas e específicas, relacionadas a seções particulares do
pavimento, incluindo um diagnóstico detalhado dos defeitos, suas prováveis causas e
métodos corretivos alternativos. Lembrando-se do que já foi citado anteriormente,
Nível de Projeto engloba Dimensionamento + Construção + Manutenção e
Reabilitação.
Algumas atividades em Nível de Projeto são exemplificadas em seguida (ODA,
2014):
– Seleção das atividades de manutenção, reabilitação e reconstrução, com base
em critérios estabelecidos pelos níveis mais elevados da gerência;
– Realimentação da base de dados com relação ao desempenho do pavimento,
fornecendo dados para as atividades de projeto, construção e manutenção;
– Definição dos parâmetros principais de projeto, tais como: resistência do
subleito, número de solicitações do eixo padrão e especificações para os
materiais.
A partir das informações oferecidas em níveis de rede e de projeto, os SGPs,
sob situação de restrição orçamentária, utilizam, geralmente, a técnica de priorização
para a seleção de projetos, permitindo a manutenção da rede viária na melhor
condição possível e ao menor custo.
A partir de um programa de priorização, pode-se analisar a utilização de várias
alternativas de intervenção, inclusive a estratégia base, ou seja, aquela em que só se
deve realizar intervenção na rodovia quando o pavimento estiver na sua condição
limite (ODA, 2014).
Após a definição das prioridades, tem-se, a princípio, que definir a melhor
estratégia de M&R em Nível de Rede, ou seja, verificar qual seria a melhor solução
dentre as opções englobadas nesse nível, como:
– Não fazer nada;
85
– Manutenção Preventiva Periódica;
– Manutenção Corretiva;
– Reconstrução; ou
– Reforço.
O fluxograma básico de um SGP, como já ilustrado na Figura 26, explicita bem
as opções.
Feita a análise em Nível de Rede, deve-se passar ao próximo nível mais
específico a ser verificado, o Nível de Projeto. Neste nível, são definidas as atividades
de manutenção de acordo com o tipo de deterioração apresentado e, se for o caso, no
dimensionamento dos reforços e da reconstrução.
A partir dos quatro métodos de avaliação para estabelecimento de estratégias
apresentados pela AASHTO em 1990, este trabalho utilizará as “árvores de decisão”
na escolha das estratégias de Manutenção e Reabilitação, além das mesmas também
poderem auxiliar na seleção da atividade mais adequada de acordo com o tipo de
deterioração. Estas árvores de decisão podem ser encontradas no anexo A,
lembrando que as mesmas foram retiradas de fontes como Fernandes Jr. & Pantigoso
(1997) e Oda et al. (1999).
Com isso, as estratégias podem ser selecionadas através de fatores como a
condição dos pavimentos, levando em consideração os tipos de defeitos com suas
severidades e extensões; assim como o Volume de Tráfego Médio Diário (VDM),
quando este influencia a ocorrência dos defeitos.
Como pode ser visualizado nas mesmas, as árvores de decisão adotam as
seguintes atividades de M&R:
– Não fazer nada;
– Capa selante;
– Lama asfáltica;
– Tratamento superficial;
– Selagem de Trincas
– Preenchimento de buracos;
– Remendo;
– Regularização;
– Drenagem;
– Reciclagem;
– Recapeamento;
86
– Reconstrução;
– Recomposição do acostamento;
– Aplicação de areia quente.
Além disso, os fatores considerados são classificados da seguinte forma:
Severidade do defeito: baixa, média ou alta;
Extensão do defeito: pequena ou grande;
Tráfego (VDM x 1.000): leve (< 1,0), médio (1,0 – 5,0) ou pesado (> 5,0).
87
5. ESTUDO DE CASO
A região escolhida para o estudo em questão é a cidade do Rio de Janeiro,
localizada no estado do Rio de Janeiro, na região Sudeste do Brasil.
O estado do Rio de Janeiro ocupa uma área de 43.780,172 km² e, apesar de
ser, efetivamente, o quarto menor estado do Brasil, concentra 8,4% da população do
país, figurando, consequentemente, como o Estado com maior densidade demográfica
do Brasil. É também o terceiro maior litoral do país, ficando atrás apenas da Bahia e
Maranhão, respectivamente (WIKIPEDIA, 2015).
5.1. PERFIL DA CIDADE DO RIO DE JANEIRO
5.1.1. LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA
A capital e maior cidade do estado do Rio de Janeiro é a cidade homônima, a
segunda cidade mais populosa do Brasil, além de ser a segunda maior metrópole do
país e a sexta maior da América (WIKIPEDIA, 2015). A localidade da cidade do Rio de
Janeiro perante todo o território estadual se encontra ilustrada na Figura 38.
Figura 38: Localidade da cidade do Rio de Janeiro (WIKIPEDIA, 2015).
5.1.2. POPULAÇÃO
Na estimativa de 2014, a população do Rio de Janeiro, segundo Instituto
Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), é de 6.453.682 habitantes, possuindo
uma densidade populacional de 5.389,46 hab/km². No entanto, em 2010, de acordo
com o IBGE, a população do Rio de Janeiro era de 6.320.446 habitantes (39,5% da
88
população estadual), sendo que 46,83% eram homens e 53,17% de mulheres. Além
disso, segundo o censo de 2010 da mesma fonte, 100% da população era urbana
(WIKIPEDIA, 2015).
Sua região metropolitana, com 11.835.708 habitantes, é a segunda maior
conurbação do Brasil, a terceira da América do Sul e a 23ª do mundo. Com isso,
atualmente as taxas de incremento médio anual da população indica, de modo geral,
uma aceleração na taxa de crescimento dos demais municípios da Região
Metropolitana, e um pequeno aumento na taxa da capital (WIKIPEDIA, 2015).
5.1.3. ÁREA TOTAL
A área da cidade do Rio de Janeiro equivale a 1.197,463 km², sendo que seu
litoral possui 197 quilômetros de extensão e inclui mais de cem ilhas que ocupam 37
km², desdobrando-se em três partes, voltadas à baía de Sepetiba, ao oceano Atlântico
e à baía de Guanabara (WIKIPEDIA, 2015).
O litoral da baía de Sepetiba tem como único acidente geográfico de expressão
a Restinga da Marambaia e é arenoso, baixo e pouco recortado. O litoral da baía de
Guanabara é recortado, baixo, abarca muitas ilhas (como a do Governador com de 29
km²) e, em suas margens, situam-se o centro comercial e os subúrbios industriais
(WIKIPEDIA, 2015).
5.1.4. ÁREA URBANA
O município do Rio de Janeiro é usualmente dividido em quatro regiões
geográficas: Zona Oeste, Zona Norte, Zona Sul e Centro. A divisão das mesmas é
mostrada na Figura 39.
Figura 39: Subdivisão de zonas da cidade do Rio de Janeiro (WIKIPEDIA, 2015).
89
Segundo o IBGE, o bairro mais populoso da capital fluminense é Campo
Grande, com 328.370 habitantes. A região oeste concentra grande parte dos bairros
mais populosos do município, tendo um alto crescimento populacional, mas não um
desenvolvimento similar, causando indevidas aglomerações e segregações.
Outros bairros com população igual ou superior a cem mil habitantes são
Bangu (243.125), Santa Cruz (217.333), Realengo (180.123), Tijuca (163.805),
Jacarepaguá (157.326), Copacabana (146.392), Barra de Tijuca (135.924), Maré
(129.770), Guaratiba (110.049), Senador Camará (105.515) e Taquara (102.126). Nos
bairros da região sul, como Copacabana, quase 25% de seus moradores são idosos
(WIKIPEDIA, 2015).
A Ilha do Fundão, local escolhido como projeto piloto para o estudo em
questão, está localizada na Zona Norte.
5.1.5. CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS
É importante ressaltar que o clima do Rio de Janeiro é o tropical atlântico, com
variações locais, devido às diferenças de altitude, vegetação e proximidade do
oceano. Logo, por se tratar de uma cidade litorânea, o efeito da maritimidade é
perceptível, traduzindo-se em amplitudes térmicas relativamente baixas. Os verões
são quentes e úmidos e ocasionalmente com temporais (WIKIPEDIA, 2015).
Somado a isso, segundo dados do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET),
desde 1961 a temperatura mínima absoluta registrada no Rio de Janeiro foi de 3,8 °C
em julho de 1974, na estação meteorológica de Jacarepaguá, e a máxima histórica
atingiu 43,2 °C em Santa Cruz (WIKIPEDIA, 2015). No entanto, a temperatura média
anual considerada atualmente é de 23°C.
O maior acumulado de precipitação em 24 horas foi de 178,5 mm em 6 de abril
de 2010, enquanto em um mês o recorde foi de 472,9 mm em janeiro de 1962; e o
menor índice de umidade relativa do ar foi de 26% em 10 de março de 2007
(WIKIPEDIA, 2015).
5.1.6. VIAS URBANAS
Outro ponto de grande relevância é que a cidade do Rio de Janeiro é um dos
mais importantes entrepostos rodoviários do Brasil. Dentre as autoestradas e vias
expressas que dão acesso à cidade, destacam-se (WIKIPEDIA, 2015):
90
BR-116 (também chamada localmente de Rodovia Presidente Dutra e de
Rodovia Rio-Teresópolis);
BR-040;
BR-101;
RJ-071 (mais conhecida como Linha Vermelha); e
Avenida Brasil.
Estas cinco vias formam o grande complexo rodoviário que dá acesso à cidade
do Rio de Janeiro, sendo utilizadas diariamente por milhares de pessoas que entram e
saem da cidade (WIKIPEDIA, 2015).
Além dos veículos, o Rio de Janeiro também possui uma presença expressiva
na área de transporte não motorizado. A cidade detém 140 km de ciclovias, a maior
metragem do país e a segunda maior da América Latina, perdendo apenas para
Bogotá, com 250 km (WIKIPEDIA, 2015).
Segundo estimativas do Instituto Municipal de Urbanismo Pereira Passos (IPP),
cerca de 320 mil pessoas utilizam bicicletas na cidade. A malha está espalhada por
toda a orla, do Leme à praia do Pontal, na Lagoa, no centro, e em outras áreas das
zonas Sul e Oeste (WIKIPEDIA, 2015).
5.1.7. FROTA
É importante saber o tipo de tráfego que será considerado, visto que, em certas
situações, o mesmo possui grande influência na determinação do tipo de pavimento.
O perfil a frota do Rio de Janeiro é a segunda maior do país, composta por
1.894.528 automóveis, 260.849 motocicletas, 37.224 motonetas, 115.273
caminhonetes, 17.723 ônibus, 17.933 micro-ônibus, 41.388 caminhões, dentre outros
tipos de veículos (IBGE/2014). Totalizando, o número total de veículos que circula pela
cidade é de 2.576.947 veículos.
5.2. PROCEDIMENTO PARA IMPLEMENTAÇÃO DO SGP
Após se ter o conhecimento das características do local escolhido, assim como
seu perfil básico, é importante começar a desenvolver seu devido SGP. Sabe-se que a
estruturação necessária para a implementação de um SGP é composta por fatores
apresentados na Figura 40.
91
5.2.1. INVENTÁRIO
Adquirir o inventário é o primeiro passo para que seja possível implementar um
SGP, visto que assim pode-se conhecer a malha viária que está sendo considerada e
avaliar os dados existentes.
Por incluir informações cruciais para definição de estratégias, como as
características da via – dimensões da pista, dos acostamentos e dos dispositivos de
drenagem – o tipo e volume do tráfego local e, principalmente, todo o histórico do
pavimento – ano em que foi construído, como foi construído, métodos utilizados, quem
executou, materiais utilizados e por que, tipos de misturas asfálticas aplicadas e por
que, espessuras das camadas, restaurações (onde, como e porquê), dentre outros – é
de extrema importância a obtenção do inventário, não sendo possível realizar a
implementação de um Sistema de Gerência de Pavimentos sem a presença do
mesmo no estudo.
Infelizmente, este foi o principal problema encontrado para estudar e
desenvolver um SGP neste trabalho e será explicado mais a frente.
5.2.2. AVALIAÇÃO
As avaliações funcional e estrutural, anteriormente apresentadas, são incluídas
nesta etapa do processo. Caso as mesmas já tenham sido feitas, basta recolher seus
resultados para aplicação no SGP, senão é preciso realizá-las em campo. Ela deverá
INVENTÁRIO AVALIAÇÃO LEVANTAMENTO DE
DEFEITOS
IP (ÍNDICE DE PRIORIDADE)
DE CADA SEÇÃO
ESTRATÉGIA DE M&R
(NÍVEL DE REDE)
ATIVIDADES DE M&R
(NÍVEL DE PROJETO)
IMPLEMENTAÇÃO
Figura 40: Estrutura de um SGP para implementação.
92
ocorrer em paralelo com a obtenção do inventário (Figura 40), visto que um
complementará as informações do outro.
Para a realização da avaliação funcional é preciso, a princípio, avaliar a
superfície de rolamento do pavimento de modo que cada avaliador dê uma nota ao
mesmo com relação ao seu conforto e rolamento. É preciso preencher uma ficha de
avaliação para cada seção estudada, utilizando uma escala de 0 a 5, que definirá o
Valor de Serventia Atual (VSA) do pavimento, como já explicado. A devida ficha está
explicitada na Figura 41.
ACEITÁVEL?
ÓTIMO
Sim BOM
Não REGULAR
Indeciso RUIM
PÉSSIMO
Identificação da Seção: NOTA:
Avaliador: Data: Hora: Veículo:
0
1
2
3
4
5
Figura 41: Ficha para avaliação da serventia.
É importante seguir algumas condições impostas pela norma DNER-PRO
07/94 (Avaliação Subjetiva da Superfície de Pavimentos - DNER, 1994) ao realizar
esta avaliação, dentre elas:
Cada avaliador deve considerar somente o estado atual da superfície de
rolamento;
A avaliação deve ser feita sob condições climáticas totalmente favoráveis
(sem chuva, nevoeiro, neblina, etc.);
Devem ser ignorados os aspectos do projeto geométrico (largura de faixas,
traçado em planta, rampas, etc.), assim como a resistência à derrapagem do
revestimento;
Devem ser considerados principalmente os buracos, saliências e as
irregularidades transversais e longitudinais da superfície;
Devem ser desprezadas eventuais irregularidades causadas por recalques
de bueiros;
Cada trecho deve ser avaliado independentemente e não deve haver troca
de informações entre os avaliadores;
93
Cada avaliador deve considerar o conforto proporcionado pelo pavimento
caso tivesse que utilizá-lo dirigindo um veículo durante 8 horas ou ao longo
de 800 km.
Após a definição do VSA, é preciso realizar a avaliação objetiva da superfície do
pavimento, identificando os defeitos superficiais assim como a presença da
irregularidade longitudinal, como já explicitado neste trabalho.
A irregularidade longitudinal pode ser quantificada por perfilômetros (Figuras 42
e 43), perfilógrafos (Figura 44) e veículos equipados com acelerômetros (Figura 45) ou
medidores do tipo “resposta”, representado na Figura 46 (ODA et al.,1999).
Figura 42: Perfilômetro CHLOE, utilizado no AASHO Road Test (ODA et al.,1999).
Figura 43: Esquema do Perfilômetro CHLOE (HAAS et al., 1994).
94
Figura 44: Esquema de um perfilógrafo (HAAS et al., 1994).
Figura 45: Car Road Meter, equipado com acelerômetro (ODA et al., 1999).
Figura 46: Maysmeter, medidor de irregularidade longitudinal do tipo resposta (HAAS et al.,
1994).
Tendo, por fim, a avaliação objetiva definida, conclui-se a avaliação funcional
como um todo, sendo necessário agora realizar as avaliações estruturais em questão,
que são de grande importância para a posterior definição das estratégias do SGP.
95
A avaliação estrutural só pode ser feita através de ensaios, sendo estes já
apresentados através de métodos destrutivos ou não destrutivos. O método destrutivo
não é o mais ideal por razões já apresentadas, sendo aconselhável a realização dos
ensaios através de métodos não destrutivos. Neste caso, os equipamentos mais
utilizados são a Viga Benkelman, ilustrada nas Figuras 47 e 48; os defletômetros
vibratórios, representado na Figura 49, utilizando o Dynaflect como exemplo; e os
defletômetros de impacto, usando o Dynatest como exemplo, presentes nas Figuras
50, 51 e 52.
Figura 47: Execução de ensaio com Viga Benkelman.
Figura 48: Esquema da Viga Benkelman (ODA et al., 1999).
96
Figura 49: Esquema do defletômetro vibratório à esquerda e o Dynaflect à direita (ODA et al.,
1999).
Figura 50: Esquema de defletômetro de impacto (FWD) (ODA et al., 1999).
Figura 51: Dynatest como exemplo de defletômetro de impacto (FWD).
97
Geofones
Carga
Bacia de Deflexão
L1
L2
L6 L7
ICR = L1 - L2
ICB = L6 - L7
Figura 52: Ensaio com defletômetro de impacto (FWD) - bacia de deflexão e índices de
curvatura do revestimento e da base (ODA et al., 1999).
A avaliação estrutural não só definirá as camadas da estrutura do pavimento,
como também fornecerá suas características, com o tipo de material e espessura,
além dos diversos componentes adquiridos nos ensaios, podendo avaliar a situação
real e atual, estruturalmente, do pavimento.
5.2.3. LEVANTAMENTO EM CAMPO
O levantamento de defeitos em campo deverá ocorrer em paralelo com os dois
itens já apresentados (Figura 40), visto que este levantamento apresenta informações
que também são de muita importância para a definição das estratégias de intervenção
mais a frente.
Segundo Oda et al. (1999), um bom levantamento de defeitos deve:
Identificar as seções que não necessitam de manutenção imediata;
Identificar as seções que requerem apenas manutenção de rotina;
Identificar e priorizar as seções que requerem manutenção preventiva;
Identificar as seções que necessitam de reabilitação.
Neste caso, a função é reconhecer os defeitos, assim como sua localidade
exata no pavimento, sua severidade, dimensão e provável causa, definindo
posteriormente os tipos de atividades necessárias de manutenção ou reabilitação,
assim como a ordem de prioridade dentre as seções estudadas.
Para que isso seja realizado de maneira padronizada, o Programa norte-
americano de Pesquisa SHRP (Programa Estratégico de Pesquisas Rodoviárias)
elaborou um manual de levantamento de defeitos no campo.
98
Este manual considera 15 tipos de defeitos em pavimentos flexíveis
identificando-os através de fotos e figuras. Apresenta, para cada tipo de defeito, a
descrição, os níveis de severidade (inclusive com fotos) e a forma de quantificação da
extensão (ODA et al., 1999). Neste trabalho, o detalhamento dos defeitos se encontra
no item 3.3., e o mesmo foi baseado neste manual por meio de suas classificações.
Portanto, é importante que nesta etapa sejam utilizadas as planilhas expostas
no Anexo B deste trabalho, que podem ser consideradas como um registro para
levantamento de defeitos, a fim de evitar um levantamento incompleto ou não
padronizado.
Vale ressaltar que é muito importante registrar os defeitos encontrados com
fotos e desenhar croquis para facilitar a localização dos mesmos em comparação com
o trecho em questão. Além disso, é interessante utilizar a denotação proposta por Oda
et al. (1999), que comenta que os defeitos devem ser representados por símbolos
apropriados e identificados por um número correspondente ao tipo de defeito, seguido
pelo nível de severidade (B – Baixa, M – Média, A – Alta). Assim, por exemplo, um
remendo (defeito 7) com severidade média é identificado como “7M”.
Baseado em Oda et al. (1999), um exemplo padrão do croqui e a simbologia
dos defeitos estão presentes no Anexo C.
Após todo o levantamento estar concluído e representado em croquis, deve-se
avaliá-los de modo a combinar os defeitos entre si, o que, segundo Oda et al. (1999),
pode ser calculado a partir de informações detalhadas sobre a extensão e nível de
severidade de diferentes formas de deterioração dos pavimentos.
A condição do pavimento pode ser quantificada, por exemplo, pelo Índice de
Condição do Pavimento (ICP), que varia de 0 a 100, onde 100 representa uma
excelente condição do pavimento. Para o cálculo do ICP pode-se utilizar a equação 4,
cujas variáveis Dij e fij são, respectivamente, extensão e fator de ponderação do
defeito i com o nível de severidade j (ODA et al., 1999):
Equação 4
Como certos defeitos influem mais que outros para a perda de serventia do
pavimento, cada nível de severidade de um determinado defeito deve ser associado a
um fator de ponderação, sendo que os fatores de ponderação também devem ser
99
ajustados para as condições operacionais e ambientais do local onde serão utilizados
(ODA et al., 1999).
Com isso, Oda et al., (1999) adaptou uma planilha do Instituto do Asfalto
(1981), que tem como objetivo quantificar o ICP, levando em consideração todos os
defeitos considerados no Programa de Pesquisa SHRP. A mesma se encontra no
Anexo D.
O ICP também pode auxiliar na escolha dentre as alternativas para seleção da
atividade de M&R mais adequada, como mostra a Figura 53.
Figura 53: Estratégia de manutenção e reabilitação mais indicada com base no valor do ICP
(ODA et al., 1999).
5.2.4. ÍNDICE DE PRIORIDADE (IP)
Após a obtenção de todos os dados necessários, pode-se começar a análise
dos mesmos. É importante começar avaliando a prioridade de cada trecho, verificando
quais seções necessitam de manutenção corretiva, reabilitação ou apenas
manutenções de rotina ou preventiva.
É nesta etapa, portanto, que deve ser aplicado o método de priorização,
analisando todas as informações disponíveis e todos os fatores externos, de modo a
resultar em uma lista de ranking das seções, cada uma com seu devido IP, para que
se possa começar a pensar nas alternativas estratégicas disponíveis.
Os fatores mais influentes na decisão de prioridades são o tráfego, a
importância da via e os defeitos presentes na mesma. Dentre eles, o tráfego deveria
ser prioritário, visto que o mesmo possui contato direto com os problemas encontrados
na seção, podendo agravá-los de forma imprevisível. Ainda assim, é importante
manter um equilíbrio e avaliar com cautela a gravidade da situação de cada fator.
Por exemplo, uma via principal, com grande volume de tráfego, possui trincas
de baixa severidade, enquanto que a outra via estudada é secundária, com baixo fluxo
de tráfego, mas com defeitos de alta severidade. Qual das duas opções deverá
receber a devida prioridade? Essa decisão deve ser feita baseada no perfil das vias e
Reconstrução Recapeamento Manutenção
0 20 40 60 80 100ICP
100
nas características de cada defeito encontrado em ambos os casos, por isso a
necessidade de um equilíbrio na decisão.
5.2.5. ESTRATÉGIA DE M&R
Até então, nota-se que não se pode chegar nesta etapa sem a disponibilização
de todas as informações da malha viária existente a ser estudada, por mais que seja
uma etapa muito importante e decisória.
Aqui se deve começar a elaborar as estratégias de intervenção em uma visão
macro, ou seja, em nível de rede. As árvores de decisão, presentes no Anexo A deste
trabalho, devem ser utilizadas de modo a definir qual a melhor estratégia a ser
adotada considerando alguns fatores ilustrados nas árvores.
Por exemplo, supondo que houvesse a presença de deformação permanente
nas trilhas de roda de uma seção:
A avaliação funcional definiu que havia uma deformação permanente na seção;
A avaliação estrutural verificou a real causa do defeito em questão: Problema
estrutural;
O inventário forneceu o tipo de tráfego presente na seção: Tráfego pesado;
O levantamento de defeitos definiu a dimensão e, consequentemente, a
severidade do defeito da seção: Severidade média.
Tendo todas as informações necessárias, basta utilizar a árvore de decisão
para deformação permanente (Anexo A – Item XI) e verificar que:
Severidade média Tráfego Pesado Recapeamento
Logo, a árvore sugere que seja realizado um recapeamento no local. No
entanto, a decisão na aplicação de recapeamento delgado ou espesso (reforço
estrutural) deverá se basear no resultado encontrado na avaliação estrutural da seção.
No exemplo dado, a avaliação estrutural afirmou haver problemas estruturais
no pavimento da seção em questão, logo a estratégia de intervenção indicada para
esta situação seria um recapeamento espesso – ou reforço estrutural – na seção
estudada.
101
5.2.6. ATIVIDADES DE M&R
Após a definição das estratégias de intervenção necessárias para cada seção,
é preciso decidir como se dará a aplicação das mesmas em nível de projeto, ou seja,
elaborando o detalhamento técnico de cada uma delas.
Neste caso, deverão ser avaliados novamente os materiais existentes no local,
tanto na superfície quanto estruturalmente, de modo a definir a composição dos novos
materiais que serão utilizados ou se é possível reutilizar algum já existente, utilizando
a reciclagem como intervenção.
Além disso, outras informações como métodos construtivos, dimensionamento
de cada atividade e suas abordagens, deverão ser definidas nesta etapa. No caso do
exemplo fornecido no item anterior, deverá ser verificado se o reforço estrutural será
precedido de fresagem ou não, além da sua espessura, composição com o tipo de
mistura asfáltica utilizada, assim como o tipo de ligante, agregado, dentre outros.
5.2.7. IMPLEMENTAÇÃO
Como o próprio nome diz, esta última etapa é responsável pela implementação
de todo o planejamento realizado pelo SGP. É o momento em que tudo começa a ser
realizado na prática.
Para que esta etapa seja realizada de forma plenamente satisfatória é
importante que, até aqui, todas aquelas perguntas – citadas anteriormente na
definição de “histórico de um pavimento” – já tenham sido respondidas. As mesmas
são novamente destacadas a seguir.
Quando construíram este pavimento?
Quais foram os métodos construtivos utilizados e por quê?
Em que época do ano ele foi construído?
Quais materiais foram utilizados e por quê?
Quando foram realizadas as atividades de manutenção?
Foi necessária realizar alguma atividade de reabilitação? Por quê?
Há quanto tempo ele está em uso?
Quais problemas já surgiram neste pavimento e como foram solucionados?
Dentre muitas outras.
Vale ressaltar que é importante fazer parcerias com órgãos maiores e de maior
poder de aquisição, além de montar uma equipe de campo e outra de projeto, para
102
que todo o processo de implementação seja acompanhado de perto, mantendo um
controle tecnológico de qualidade.
5.3. SGP – RIO
Inicialmente, a ideia era desenvolver um Sistema de Gerência de Pavimentos
(SGP) para a cidade do Rio de Janeiro, utilizando os dados dos pavimentos existentes
fornecidos pela Prefeitura da cidade do Rio de Janeiro. Com isso, algumas vias seriam
escolhidas para compor o projeto piloto no estudo deste trabalho, com o intuito de
demonstrar a aplicabilidade do SGP na cidade do Rio de Janeiro.
Infelizmente, ao longo do andamento deste trabalho, após diversas pesquisas e
consultas sem obter sucesso, a Prefeitura do Rio de Janeiro nos confirmou que não
possui os dados referentes aos pavimentos da cidade – ou seja, o histórico do
pavimento, características geométricas da via, condição funcional e estrutural dos
pavimentos, etc – e, sem essas informações, se tornou inviável realizar qualquer
tentativa de desenvolver um SGP na prática.
Levando isso em consideração e pensando em uma solução alternativa, foi
feito o contato com a Prefeitura da Cidade Universitária da UFRJ, localizada na Ilha do
Fundão, com o mesmo intuito de obtenção de dados dos pavimentos existentes,
passando então a realizar o estudo com as vias da Ilha do Fundão.
No entanto, é importante lembrar que este trabalho está sendo elaborado em
plena greve dos funcionários públicos, ou seja, ainda que se tenha conseguido
conversar com um engenheiro desta Prefeitura, o mesmo não era responsável por
essa área e não tinha acesso aos dados dos pavimentos das vias do Fundão.
Portanto, estando o funcionário responsável em greve, não foi possível, novamente,
obter as informações necessárias para o desenvolvimento de um SGP para a cidade
do Rio de Janeiro.
Ainda assim, uma tese de doutorado, recentemente publicada por Nascimento
(2015), utilizou as vias existentes da Ilha do Fundão como área para seu estudo,
apresentando alguns dados que seriam de interessante aplicação para este trabalho.
A devida tese aborda sobre a implementação e a validação do modelo de
danos contínuos por viscoelasticidade para mistura de asfalto e análise de pavimento
no Brasil (NASCIMENTO, 2015). Com isso, em parceira com o Centro de Pesquisas e
103
Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguez de Mello (CENPES) localizado na UFRJ,
sua tese possui alguns dados que serão apresentados a seguir.
Porém, vale ressaltar que o estudo realizado por Nascimento (2015) não teve a
necessidade de incluir informações estruturais dos pavimentos estudados, tornando os
referentes dados incompletos e, consequentemente, dificultando o desenvolvimento e
implementação de um SGP.
Logo, serão apresentados a seguir os dados coletados, que seriam aplicáveis
a este trabalho.
5.3.1. INVENTÁRIO DA REDE VIÁRIA URBANA
Já ciente do contexto, apenas alguns dados foram obtidos com relação à malha
viária urbana da Ilha do Fundão. Todos os dados apresentados a seguir são baseados
em Nascimento (2015).
Definido como “Projeto Fundão”, o projeto estudado na tese de Nascimento
(2015) tem aproximadamente 11 km de seções experimentais, compostas por
diferentes misturas asfálticas (aplicadas na camada de revestimento asfáltico), que
foram aplicadas entre 2005 e 2011. Durante este tempo, foram construídas diferentes
soluções para os pavimentos. Vale ressaltar que o principal objetivo do projeto Fundão
era testar diferentes asfaltos (ligantes asfálticos) desenvolvidos pelo CENPES.
Quanto às misturas asfálticas usadas nas seções experimentais, as mesmas se
classificam segundo o tamanho máximo nominal (Nominal Maximum Aggregate
Sized), apresentando NMAS de 19.1 mm, 12.5 mm e 9.5 mm, projetadas segundo as
especificações da AASHTO M 323 (NASCIMENTO, 2015).
Na Figura 54 podem-se observar as seções experimentais no mapa do campus
da UFRJ.
104
Figura 54: Mapa da Ilha do Fundão ilustrando as seções experimentais (adaptada de
NASCIMENTO, 2015).
As seções possuem extensão de 60 a 200 metros e o método de reabilitação
utilizado em todo este projeto, para casos mais expressivos, foi o recapeamento.
Com relação às outras soluções de revestimento asfáltico, muitas seções que
estão submetidas a níveis de tráfego baixo e médio foram reabilitadas usando várias
técnicas de tratamentos superficiais, como capa selante, lama asfáltica e
micropolimento (NASCIMENTO, 2015).
Além disso, após a execução das camadas das seções experimentais, eles
avaliaram o desempenho do pavimento de acordo com o método de porcentagem de
área trincada. Vale ressaltar que todas as seções foram construídas como parte da
reabilitação de um pavimento já existente, porém o pavimento existente em si não foi
avaliado de forma funcional e nem estruturalmente.
5.3.1.1. SITUAÇÃO INICIAL DOS PAVIMENTOS
a) Dados apresentados por Nascimento (2015)
Para se avaliar a situação dos pavimentos existentes antes de construir as
seções, uma pesquisa de condição de pavimento inicial foi conduzida para caracterizar
o comportamento estrutural bem como a utilidade dos mesmos no “Projeto Fundão”.
Para isso, três investigações foram realizadas como parte da pesquisa e implicou-se
105
em testes de deflexão não destrutivos, poços de inspeção e radar de penetração de
solo (NASCIMENTO, 2015).
Como o equipamento Falling Weight Deflectometer (FWD) não estava
disponível no devido período, eles utilizaram, inicialmente, uma Viga Benkelman
automatizada para realizar as medidas das deflexões, de acordo com a norma DNIT
133/2010-ME. Além disso, cravaram-se três poços de inspeção de modo a investigar a
espessura da camada do pavimento, identificar os tipos materiais e extrair materiais de
camadas diferentes para posterior caracterização em laboratório.
Considerando que só três poços de inspeção não seria suficiente para
caracterizar todos os pavimentos existentes, e considerando também a natureza
destrutiva dos poços, uma pesquisa utilizando um GPR (Ground Penetrating Radar),
conhecido como radar de penetração no solo, foi conduzida para determinar a
espessura de camada do pavimento de uma maneira extensa e não destrutiva
(NASCIMENTO, 2015). Apesar de algumas características estruturais terem sido
avaliadas, apenas foi publicado o resultado das deflexões máximas dos pavimentos
existentes. As mesmas foram medidas de 20 em 20 metros e apenas o resultado da
faixa de rolamento central está explicitado. O gráfico encontra-se ilustrado na Figura
55.
Figura 55: Deflexões máximas da faixa central dos pavimentos existentes, medidas pela Viga
Benkelman (NASCIMENTO, 2015).
Embora o método da Viga Benkelman não seja o mais adequado para a
análise mecanicista do pavimento, os dados mostrados na Figura 55 permite observar
que as condições estruturais do local do pavimento variam em diferentes pontos. Por
exemplo, entre os pontos 125 e 200, os valores de deflexão máxima são,
aproximadamente, 30 mm x 0,01 mm, o que representa uma condição estrutural muito
106
boa. Por outro lado, entre os pontos 60 e 120, os valores são, aproximadamente, 100
mm x 0,01 mm, representando um pavimento enfraquecido quanto ao seu
comportamento estrutural. Portanto, a solução de um mesmo recapeamento em
ambos os trechos se comportaria de maneira diferente (NASCIMENTO, 2015).
A partir disso, Nascimento (2015) assumiu que todos os segmentos
homogêneos dos pavimentos possuíam a mesma estrutura para, então, definir as
espessuras de cada camada. Na utilização de um SGP, essas suposições não podem
existir, visto que impossibilitaria a ferramenta de trazer uma solução real e correta para
o pavimento estudado. É necessária a utilização de dados realistas e condizentes com
a situação do pavimento.
Após a definição das espessuras, Nascimento (2015) avaliou e classificou as
condições dos pavimentos, levando em consideração dois parâmetros – IRI
(International Roughness Index ou Índice de Irregularidade Internacional) e IGG (Índice
de Gravidade Global) – e chegou a conclusão de que a maioria deles estão em
condições ruins ou péssimas, como mostra a Figura 56.
Figura 56: Classificação dos Pavimentos por meio do IRI e do IGG (NASCIMENTO, 2015).
b) Obtenção dos dados ausentes
Por mais que se tenha conseguido todos os dados anteriormente
apresentados, muitos foram obtidos baseados em suposições, enquanto outros
simplesmente não existem.
Caso houvesse interesse, de fato, em implementar um SGP para a cidade do
Rio de Janeiro, o que deveria ser feito nesta situação é, infelizmente, abrir trincheiras
nos pavimentos a serem estudados para que se possa ter conhecimento da estrutura
107
do mesmo atualmente. Assim sendo, seria necessário preencher uma planilha para
cada seção, sendo a mesma utilizada como base para a elaboração do inventário da
rede viária urbana. A planilha segue ilustrada na Figura 57.
Figura 57: Planilha para cada seção, utilizada no preenchimento do inventário da rede viária
urbana (FERNANDES JR, 2005).
Como não houve nenhum tipo de registro quando os pavimentos foram
construídos, não há como saber o que se tem sob o revestimento a não ser por meio
de poços de inspeção ou trincheiras, e é imprescindível a obtenção destas
informações para a implantação de um SGP.
Como é inviável abrir trincheiras ao longo de todos os pavimentos da cidade,
seria interessante realizar esta coleta de informações por regiões. Por exemplo,
poderia ser aproveitada a situação atual da região da Zona Sul do Rio de Janeiro, na
presença de diversas obras por parte das concessionárias, tornando-se possível
realizar a coleta de amostras ou verificar a estrutura dos pavimentos.
5.3.1.2. VOLUME DE TRÁFEGO
a) Dados apresentados
Infelizmente, a Prefeitura da Cidade Universitária não disponibilizou os dados
completos do fluxo de tráfego de todas as vias da Ilha do Fundão, foi fornecida apenas
a contagem de veículos de uma avenida, a Avenida Horácio Macedo – destacada na
Figura 58, para a utilização neste estudo.
108
Figura 58: Localização da Av. Horácio Macedo em azul.
Além disso, Nascimento (2015) apresenta a distribuição horária do tráfego no
Fundão, ilustrando três horas de pico: às 8hs da manhã, 12hs e às 17hs da tarde
(Figura 59). Como a Ilha do Fundão é praticamente universitária e industrial, a
movimentação diminui expressivamente nos horários da noite, de 20hs até às 5hs da
manhã.
Figura 59: Distribuição horária do tráfego da Ilha do Fundão (NASCIMENTO, 2015).
Levando a Figura 59 em consideração, e sabendo que a contagem da Avenida
Horácio Macedo é por hora e referente ao ano de 2013, incluindo os meses de janeiro
109
a outubro – infelizmente, não foi possível adquirir os dados de novembro e dezembro –
pode-se obter o volume de tráfego na pior situação, que seria nos horários de pico.
As contagens obtidas na Avenida Horácio Macedo encontram-se a seguir,
separadas por mês e por horas de pico:
Janeiro: 284.282 veículos
8hs: 34.994 veículos
12hs: 17.145 veículos
17hs: 18.325 veículos
Fevereiro: 241.459 veículos
8hs: 29.666 veículos
12hs: 15.677 veículos
17hs: 14.195 veículos
Março: 294.969 veículos
8hs: 36.398 veículos
12hs: 16.142 veículos
17hs: 19.812 veículos
Abril: 277.433 veículos
8hs: 35.050 veículos
12hs: 16.454 veículos
17hs: 17.266 veículos
Maio: 295.777 veículos
8hs: 36.002 veículos
12hs: 17.797 veículos
17hs: 18.780 veículos
Junho: 323.417 veículos
8hs: 37.596 veículos
12hs: 21.750 veículos
17hs: 17.402 veículos
Julho: 317.738 veículos
8hs: 33.817 veículos
12hs: 22.895 veículos
17hs: 21.380 veículos
Agosto: 338.118 veículos
8hs: 36.922 veículos
110
12hs: 21.640 veículos
17hs: 23.773 veículos
Setembro: 349.222 veículos
8hs: 36.541 veículos
12hs: 22.407 veículos
17hs: 24.495 veículos
Outubro: 341.580 veículos
8hs: 37.713 veículos
12hs: 22.434 veículos
17hs: 22.479 veículos
Nota-se que, dentre os meses apresentados, aquele que possuiu maior número
de veículos em circulação é agosto. Além disso, avaliando as contagens horárias das
horas de pico (8hs da manhã, 12hs e 17hs da tarde), nota-se que o horário com maior
volume de veículos em todos os meses é sempre às 8hs da manhã, sendo, por isso,
considerada a pior situação.
Outro ponto importante observado por Nascimento (2015) é que o tráfego que
frequenta a Ilha do Fundão é composto por ônibus, caminhões leves e médios, além
dos veículos de passeio. Além disso, a média local do tráfego diário de caminhões era
de 1.500 caminhões na época do início do projeto (2005), o que seria lógico concluir é
que atualmente esse valor teria uma média bem maior, levando em consideração o
grande crescimento urbano da Ilha do Fundão desde então. No entanto, isso só pode
ser comprovado a partir de novas contagens.
b) Obtenção dos dados ausentes
A comparação dos dados anteriores de volume de tráfego não é a ideal, serve
apenas para demonstração de como se deve considerá-los e avaliá-los.
Basicamente, os dados de contagem que foram obtidos sobre a Avenida
Horácio Macedo deveria existir para todas as seções estudadas do projeto, assim
como o gráfico da Figura 59 deveria ser elaborado para cada seção em questão. É
importante entender que, por exemplo, em uma seção pode haver um fluxo maior de
caminhões do que em outra, além de haver vias em que se passa ônibus com
frequência, enquanto em outras não há sequer ponto de ônibus.
Essas pequenas diferenças fazem com que seja necessário um estudo
detalhado de contagens e que cada seção necessite de sua própria caracterização.
111
Seria preciso um número bem maior de dados com relação ao tráfego do que o que foi
obtido para este trabalho.
5.3.1.3. AVALIAÇÃO DA CONDIÇÃO DOS PAVIMENTOS
Não foram encontradas informações com relação às condições dos pavimentos
baseadas no método de cálculo do ICP ou pelo preenchimento da planilha presente no
Anexo D.
Houve uma avaliação feita por Nascimento (2015) na qual ele conclui que a
maioria das vias da Ilha do Fundão se encontra em estado de preservação a nível ruim
ou péssimo (Figura 56), porém esta conclusão foi baseada em dados incompletos, não
havendo o levantamento de defeitos necessário para que a mesma fosse considerada
válida.
Neste caso, seria necessário obter as informações completas de um
levantamento para que a implementação do SGP fosse condizente. Após desenvolver
todo o cálculo necessário para encontrar o valor do ICP, basta aplicá-lo na
classificação por ICP (Figura 53) e verificar a sugestão de M&R prevista, preenchendo
uma planilha similar à ilustrada na Figura 60.
Figura 60: Planilha para avaliação da condição do pavimento (FERNANDES JR, 2005).
5.3.2. AVALIAÇÃO DOS PAVIMENTOS
Infelizmente, não foi possível conseguir nenhum tipo de dado relacionado à
avaliação dos pavimentos existentes na Ilha do Fundão, tanto para avaliação
funcional, quanto a avaliação estrutural. Na verdade, não é realizado nenhum tipo de
avaliação estrutural normalmente na Ilha do Fundão.
As avaliações feitas no “Projeto Fundão” de Nascimento (2015) com a Viga
Benkelman, os ensaios destrutivos, dentre outros equipamentos, foram realizados com
o intuito de conseguir informações suficientes apenas para se testar o ligante em
questão. O foco da pesquisa era diferente, visto que não era ligado a nenhuma
questão estrutural do pavimento. Por conta disso, os dados estão incompletos e não
podem ser utilizados neste trabalho.
ICP: Aceitável: M & R Prevista:
SAAE Calçada: Drenagem:
AVALIAÇÃO DA CONDIÇÃO DO PAVIMENTO
112
Ainda assim, uma conclusão interessante de Nascimento (2015), a partir das
avaliações funcionais efetuadas, é que o principal problema encontrado nos
pavimentos da Ilha do Fundão são trincas por fadiga, estando as mesmas presentes
em diversos níveis de severidade, incluindo severidade alta.
Vale ressaltar que isso não exclui o fato de existir outros diversos tipos de
defeitos nos pavimentos em questão, apenas afirma que Nascimento (2015) analisou
os mesmos com foco nos problemas por fadiga.
No entanto, seria ideal a realização das avaliações funcional e estrutural de
acordo com as devidas normas, de modo a obter todas as análises de forma verídica
e, assim, ter resultados realistas que condizem com a situação dos pavimentos
estudados.
5.3.3. TREINAMENTO PARA O LEVANTAMENTO DA CONDIÇÃO
DOS PAVIMENTOS
5.3.3.1. SITUAÇÃO ATUAL
Os dados obtidos com relação ao levantamento de defeitos da malha viária da
Ilha do Fundão foram poucos e feitos por alunos graduandos da Engenharia Civil da
UFRJ (LEAL et al., 2013). Três alunos que cursaram a matéria de “Pavimentação B”
entregaram como trabalho final o levantamento detalhado de defeitos de três vias da
Ilha do Fundão, sendo estas (Figura 61):
Avenida Pedro Calmon (PC);
Rua Maria Paulina de Souza (MPS);
Rua Maria Dolores Lins de Andrade (MDLA).
113
Figura 61: Mapa da Ilha do Fundão ilustrando, em azul, as vias em que foram feitas o
Levantamento de Defeitos.
O levantamento foi baseado na metodologia apresentada no item 5.2.3.,
utilizando as planilhas do Anexo B e a simbologia do Anexo C, porém foi feito em
trechos de apenas 200 metros em cada via. Ainda assim, o levantamento foi muito
bem detalhado, com representações, de 15 em 15 metros, da localização de cada tipo
de defeito com a sua devida severidade, em croquis feitos por escala e com anexo de
fotos.
Mais à frente seguem dois exemplos do referido levantamento, referentes às
vias Avenida Pedro Calmon (Figura 62) e Rua Maria Dolores Lins de Andrade (Figura
63).
No croqui da Figura 62, os alunos fizeram questão de mostrar o problema de
drenagem existente no local. Por mais que o sistema de drenagem não seja
considerado especificamente um defeito, é uma das causas mais comuns no
agravamento do mesmo, visto que auxilia ainda mais a presença de água no local e a
infiltração da mesma na estrutura do pavimento.
Além disso, foram mapeadas algumas panelas de baixa severidade – 8B; como
também um pequeno remendo bem executado e uma grande área de trincas por
fadiga, consideradas de alta severidade – 1A. Muito provavelmente as trincas por
fadiga chegaram nesta situação de alto grau por conta do sistema de drenagem
inadequado presente no local.
114
Figura 62: Croqui de um trecho de 15 metros da Avenida Pedro Calmon, ilustrando o
levantamento dos defeitos juntamente com sua severidade, segundo simbologia do Anexo C
(LEAL et al., 2013).
115
Figura 63: Croqui de um trecho de 15 metros da Rua Maria Dolores Lins de Andrade, ilustrando
o levantamento dos defeitos juntamente com sua severidade, segundo simbologia do Anexo C
(LEAL et al., 2013).
116
Já no caso da Figura 63, A Rua Maria Dolores Lins de Andrade possui três
defeitos ao longo do trecho de 15 metros explicitado no croqui: trincas por fadiga,
desgaste e remendo. Três remendos diferentes foram mapeados, sendo dois
considerados de média severidade (7M) e um considerado de alta severidade (7A).
Pode-se notar que o remendo caracterizado com alta severidade possui uma
geometria irregular, além de ser muito grande e ter a presença de trincas por fadiga, o
que mostra que, provavelmente, não era a melhor solução a ser aplicada. As trincas
indicam que seu material não é de boa qualidade e que o problema que existia
anteriormente permanece acontecendo, mesmo sob o novo revestimento.
Além disso, há trincas por fadiga de severidade média (1M) no revestimento do
pavimento original, além de um desgaste em fase inicial. O sistema de drenagem do
local se encontra sem manutenção, visto que os bueiros encontram-se abertos, sendo
possível passar qualquer objeto grande e obstruir a passagem de água, acumulando-a
na pista.
Após a demonstração desses dois exemplos, será apresentada a seguir, de
uma forma geral, a situação do trecho de 200 metros estudado em cada via:
Avenida Pedro Calmon: Esta via possui um sistema de drenagem inadequado,
visto que em todo o trecho estudado foi encontrada água acumulada em seus
bordos. Há também a presença de panelas de baixa severidade e muitas
trincas transversais e longitudinais, porém de baixa e média severidade, sendo
necessário realizar somente a selagem das mesmas. Além disso, dos 7
remendos identificados, 6 foram caracterizados com severidade média ou alta
– por possuírem trincas transversais e por fadiga, além de panelas –
mostrando a necessidade de uma manutenção. Fora isso, há muito desgaste
em toda sua extensão e predominância de trincas por fadiga de alta severidade
ao longo de quase todo o trecho, deixando claro que o pavimento não passa
por uma boa manutenção há bastante tempo.
Rua Maria Paulina de Souza: Neste caso, não há muita variedade de defeitos
presentes no trecho estudado, com apenas uma panela de baixa severidade e
uma pequena área com agregados polidos, porém a presença de trincas por
fadiga é predominante. As mesmas podem ser encontradas ao longo de todo o
trecho, caracterizadas com severidade baixa em sua maioria, porém com
extensões consideráveis – acima de 10 metros. Além disso, foi mapeado um
desnível de pista com relação ao acostamento de 14 metros de extensão, já
em estado deteriorado, necessitando de manutenção.
117
Rua Maria Dolores Lins de Andrade: Dentre as três vias estudadas, esta pode
ser considerada, com base no levantamento dos defeitos, a que está em piores
condições. Nos primeiros 93 metros do trecho, foram mapeados 16 remendos
mal executados – totalmente irregulares e metade com grandes áreas – sendo
8 deles considerados de alta severidade, 6 de severidade média e 2 de baixa
severidade. Enquanto isso, a área restante estava completamente desgastada,
com algumas pequenas trincas por fadiga, considerando então como desgaste
de alta severidade. A partir dos 94 metros, o pavimento original encontrava-se
menos desgastado, no entanto ainda com presença de muitos remendos – 20
remendos irregulares, estando 15 com severidade média e 5 com severidade
alta – além de pequenas panelas e trincas por fadiga de severidade média.
Neste caso, a via deveria estar há anos sem atividades de manutenção,
chegando a um estado de deterioração preocupante.
5.3.3.2. SITUAÇÃO IDEAL
Sabe-se que estes dados foram obtidos de um trabalho acadêmico, não sendo
considerado ideal, visto que o levantamento não foi realizado por pessoas capacitadas
na área. No entanto demonstra de modo suficiente o estado em que se encontram
atualmente as vias da Ilha do Fundão.
Isso acontece porque esta etapa, relacionada ao levantamento detalhado dos
defeitos, não é realizada, de nenhuma maneira e em nenhum momento, na Ilha do
Fundão. Ela é desconsiderada no método utilizado por eles, não sendo possível,
assim, mapear todos os defeitos encontrados ao longo de toda sua malha viária,
principalmente aqueles que estão em fase inicial e que, com um tratamento
preventivo, evitaria problemas inconvenientes futuramente.
Com isso em mente, propõe-se como solução que seja oferecido um devido
treinamento para os funcionários responsáveis por essa coleta de dados. Os mesmos
poderiam estudar os defeitos existentes considerados por SHRP (1993) e aprender a
como caracterizá-los, medi-los e registrá-los adequadamente, como já explicado e
indicado no Anexo B deste trabalho.
Não é preciso seguir exatamente o modelo sugerido no Anexo B, podendo o
responsável elaborar sua própria planilha. O importante é que todos os fatores
presentes na planilha do Anexo B sejam considerados no levantamento de defeitos, de
modo a mantê-lo completo e padronizado para cada seção considerada no estudo,
118
tendo, assim, todas as informações necessárias da malha viária total da Ilha do
Fundão.
5.3.4. LEVANTAMENTO DAS ATIVIDADES ADOTADAS NOS
PROGRAMAS DE MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DOS
PAVIMENTOS
Como já explicado, as atividades de Manutenção e Reabilitação (M&R) dos
pavimentos podem ser divididas em manutenção preventiva, manutenção corretiva,
reconstrução e reforço.
5.3.4.1. SITUAÇÃO ATUAL
Dentre elas, as atividades adotadas no Programa de M&R dos Pavimentos da
Ilha do Fundão, em sua maioria, não incluem a manutenção preventiva. Apesar de ter
sido explicado por Nascimento (2015) que, em seu projeto, houve atividades de
manutenção preventiva nas vias de tráfego leve – como lama asfáltica, capas selantes
e micropolimento – infelizmente, esta atividade não é periodicamente aplicada. Este
caso foi pontual e realizado especialmente para o projeto em questão.
Infelizmente, as principais atividades realizadas na Ilha do Fundão e,
provavelmente, na cidade do Rio de Janeiro, são, em sua maioria, atividades de
manutenção corretiva. Quando são mapeados os defeitos, os responsáveis dão a
preferência para aqueles que necessitam de manutenção corretiva, deixando de lado
aqueles que precisariam apenas de uma atividade de prevenção. Não há a
preocupação de manter o desempenho de um pavimento, apenas de consertá-lo
quando extremamente necessário.
Um caso típico que se vê todo dia, como os frequentadores da Ilha do Fundão,
é o surgimento de uma panela no pavimento. A panela possui todo um processo até
que, de fato, ela apareça no revestimento, ou seja, é preciso tempo e alguns fatores
externos – existência de trincas, fluxo de tráfego e chuva – para que isso aconteça.
Ainda assim, os responsáveis pela manutenção do pavimento preferem esperar até
que a panela seja formada e cresça até uma severidade considerável para que, então,
seja realizado algum tipo de intervenção – normalmente são remendos, conhecidos
comumente como “tapa-buracos”.
Por que não se pode evitar que isso aconteça? Não só seria mais vantajoso,
como também mais acessível financeiramente. A manutenção corretiva, que muitas
119
vezes, dependendo do estado de deterioração do pavimento, pode se tornar uma
atividade de reforço estrutural ou reconstrução, sairia bem mais caro.
Além disso, como na Ilha do Fundão não existe nenhum tipo de avaliação
estrutural dos pavimentos, não há como saber quando a causa do defeito é estrutural.
Com isso, são propostas atividades de intervenção inadequadas e superficiais para o
defeito estrutural em questão, agravando ainda mais a situação do pavimento, fazendo
com que, assim, se tenha custos desnecessários.
Como já apresentado, a reconstrução ou o reforço estrutural (recapeamento
espesso) são atividades de intervenção para defeitos com causas estruturais e, por
isso, são pouco utilizadas na Ilha do Fundão, justamente por não haver a necessidade
das mesmas perante a avaliação incompleta deles.
Na verdade, não só existe essa necessidade, como também, para certos
trechos, provavelmente seria a única solução. O próprio trecho aqui explicitado da Rua
Maria Dolores Lins de Andrade está há tanto tempo sem passar por uma manutenção
adequada que, provavelmente, sua causa já deve ser estrutural. Apenas realizando
uma avaliação estrutural no local seria possível saber, de fato, suas reais condições.
5.3.4.2. SITUAÇÃO IDEAL
A princípio, em uma situação ideal, o responsável pela condição dos
pavimentos teria todos os dados necessários atualizados: o levantamento de defeitos
de todas as vias que compõem a malha viária da Ilha do Fundão, as avaliações
funcional e estrutural de cada seção, assim como o ICP e a atividade de M&R prevista.
Além disso, haveria a realização de atividades preventivas periodicamente,
como capas selantes e lama asfáltica, impermeabilizando o pavimento de modo a
evitar a penetração da água da chuva pelas trincas existentes. Assim, também seria
evitado o agravamento de defeitos já presentes no revestimento e que deverão
receber manutenção corretiva, como a aplicação de reparos seletivos de qualidade.
Também vale ressaltar que é importante haver a reabilitação dos pavimentos,
que pode ser realizada através de recapeamentos, precedidos ou não por fresagem.
Porém, caso seja necessária a renovação da estrutura do pavimento com remoção da
estrutura danificada, deve-se aplicar como solução a reconstrução do mesmo.
120
5.3.5. ÍNDICE DE PRIORIDADE
5.3.5.1. SITUAÇÃO ATUAL
Como já dito anteriormente, a Ilha do Fundão não realiza nenhum tipo de
avaliação estrutural na sua malha viária, visto que eles já possuem uma cultura de
considerar como prioridade os defeitos que necessitam de manutenção corretiva,
independente das causas que estariam relacionadas a eles.
Eles não realizam nenhum procedimento de priorização com relação aos
defeitos, à importância da via ou ao tráfego existente, apenas planejam suas
atividades de intervenção de acordo com a demanda de manutenção corretiva que
veem ser necessária.
5.3.5.2. SITUAÇÃO IDEAL
Seria necessário haver um estudo de cada via, considerando todos os fatores
já mencionados – tráfego, importância da via e os defeitos existentes. Dentre eles,
para o Rio de Janeiro e, consequentemente, para a Ilha do Fundão, é aconselhável
que o tráfego possua maior prioridade.
Também é importante ressaltar que, para a implementação do SGP na cidade
do Rio de Janeiro, estes três fatores não bastariam no estudo. Seria essencial
considerar as avaliações funcional e estrutural, e também o levantamento de defeitos,
como já explicados anteriormente neste trabalho. No entanto, um fator que ainda não
foi mencionado, porém deve ser levado em consideração na priorização, é uma
avaliação da vida restante do pavimento.
A avaliação da vida restante do pavimento visa estimar o período de tempo que
o pavimento estudado ainda terá futuramente, sendo esta avaliação determinada a
partir da retroanálise.
Quando se tiver todos estes resultados avaliados e considerados, é possível
estimar o IP e elaborar o devido ranking das seções, obtendo uma priorização
adequada para a cidade do Rio de Janeiro.
5.3.6. ESTRATÉGIA DE MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO
Como já explicado, é nesta etapa que são usadas as árvores de decisão,
presentes no Anexo A deste trabalho, mantendo a decisão em nível de rede.
121
Levando em consideração os dados coletados, serão utilizadas como exemplo
de aplicação as trincas por fadiga da Figura 62, visto que foi um defeito encontrado
tanto no levantamento feito por Nascimento (2015), como também no levantamento
realizado pelos alunos graduandos da UFRJ.
A partir dos dados coletados, tem-se:
A avaliação funcional de Nascimento (2015) definiu que havia trincas por fadiga
ao longo das seções;
As trincas por fadiga escolhidas para análise encontram-se na Avenida Pedro
Calmon;
Não foi realizada uma avaliação estrutural no local;
Como esta avenida se localiza na entrada da Ponte do Saber, existe tráfego de
ônibus: tráfego pesado;
O levantamento de defeitos definiu a dimensão e, consequentemente, a
severidade do defeito da seção: severidade alta, com extensão de 15 metros.
Tendo todas as informações necessárias e sabendo que a extensão é
considerada pequena (é menor do que 30% da área da via), basta utilizar a árvore de
decisão para trincas por fadiga (Anexo A – Item I) e verificar que:
Severidade alta Extensão Pequena Tráfego Pesado Remendo +
Drenagem
Logo, a árvore sugere que seja realizado um remendo no local, atentando para
um sistema de drenagem adequado. No entanto, a decisão na necessidade do
remendo seria confirmada se houvesse os dados estruturais que seriam encontrados
na avaliação estrutural da seção.
Por exemplo, caso fosse definido pela avaliação estrutural que o surgimento
das trincas se deu por problemas contidos na estrutura do pavimento, provavelmente a
atividade de M&R recomendada seria alterada para Reconstrução + Drenagem, visto
que seria necessário recompor a estrutura do pavimento.
Portanto, nota-se que todas as informações influenciam de alguma forma na
decisão da estratégia que será abordada, sendo de extrema importância obter todos
os dados para que seja desenvolvido e implementado um SGP o mais próximo
possível da realidade.
122
6. CONCLUSÃO
Inicialmente, a intenção era desenvolver um Sistema de Gerência de
Pavimentos (SGP) para a cidade do Rio de Janeiro, mas isso se tornou inviável a
partir do momento em que não foi possível adquirir os dados necessários.
Era preciso a obtenção de todo o inventário, ou seja, dos históricos dos
pavimentos para usar como base de dados, fazendo com que se iniciasse todo o
processo de estudo e desenvolvimento do SGP. É imprescindível que se tome
conhecimento do que já existe atualmente, pois só assim é possível definir as
estratégias de intervenção a fim de buscar melhorias.
Na Ilha do Fundão também não há esse tipo de registro de dados, visto que
são avaliações que demandam tempo e custo, o que, muitas vezes, é razão de
desmotivação, tornando-se a principal dificuldade para que sejam realizadas.
Logo, por não haver nenhuma maneira de obtenção das informações
completas dos pavimentos existentes no Rio de Janeiro, decidiu-se por apenas propor
um passo a passo de uma das formas de implementação do SGP. Neste trabalho foi
detalhado tudo o que deve ser considerado para que a implementação ocorra de
forma satisfatória, descrevendo e destrinchando fatores essenciais para sua aplicação.
Espera-se que futuramente seja desenvolvido um Sistema de Gerência de
Pavimentos para a cidade do Rio de Janeiro, em parceria com a Universidade, e que
esse trabalho possa auxiliar os responsáveis a atingirem seus objetivos.
Uma sugestão para trabalhos futuros é a parceria com a Prefeitura da Cidade
do Rio de Janeiro na montagem de um banco de dados, a partir da coleta de
informações dos pavimentos de trechos em que estão sendo executadas obras de
infraestrutura pelas concessionárias de serviços públicos. Além disso, recomenda-se a
seleção de uma área piloto, onde poderia ser realizado o estudo de todas as etapas
necessárias para a implementação de um SGP.
123
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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http://www.dtt.ufpr.br/Pavimentacao/Notas/TextoComplementar.pdf
VISCONTI, T. S. O sistema gerencial de pavimentos do DNER. Departamento
Nacional de Estradas e Rodagem, Instituto de Pesquisas Rodoviárias, Divisão de
Apoio Tecnológico, Brasil, 84 p, 2000.
WANG, K. C. P.; ZANIEWSKI, J.; DELTON, J. Analysis of Arizona department of
transportation’s new pavement network optimization system. Transportation
Research Record (TRB), National Research Council, Washington D. C., n 1455,
pp. 91-100, 1992.
127
ANEXO A – Árvores de Decisão
I. Trincas por Fadiga do Revestimento
Tráfego Atividade de M&R Severidade
Leve
Médio
Pesado
Leve
Capa Selante
Capa Selante
Médio Capa Selante
Pesado Lama Asfáltica
Baixa
Grande
Não fazer nada
Não fazer nada Pequena
Extensão
Leve
Médio
Pesado
Leve
Médio
Pesado
Não fazer nada
Capa Selante
Remendo
Capa Selante
Lama Asfáltica
Tratamento Superficial
Média
Pequena
Grande
Leve
Médio
Pesado
Leve
Médio
Pesado
Capa Selante
Remendo
Remendo + Drenagem
Tratamento Superficial
Recapeamento
Reconstrução + Drenagem
Alta
Pequena
Grande
128
II. Trincas em Blocos
III. Trincas Laterais
IV. Trincas Longitudinais
Atividade de M&R Severidade Extensão
Baixa
Não fazer nada
Capa Selante
Pequena
Grande
Média
Capa Selante
Selante + Lama Asfáltica
Pequena
Grande
Alta
Selante + Tratamento Superf.
Reciclagem ou Recapeamento
Pequena
Grande
Atividade de M&R Severidade
Baixa Não fazer nada
Média Selante
Alta Remendo + Drenagem
Atividade de M&R Severidade
Baixa Não fazer nada
Média Selante
Alta Remendo
129
V. Trincas por Reflexão
VI. Trincas Transversais
VII. Remendos
VIII. Panelas
Tráfego Atividade de M&R Severidade
Baixa
Leve
Médio
Pesado
Não fazer nada
Não fazer nada
Capa Selante
Média
Alta
Leve
Médio
Pesado
Leve
Médio
Pesado
Capa Selante
Selante + Lama Asfáltica
Selante + Tratamento Superf.
Selante + Tratamento Superf.
Remendo + Lama Asfáltica
Recapeamento
Atividade de M&R Severidade
Baixa
Média
Alta
Não fazer nada
Selante
Remendo
Atividade de M&R Severidade
Baixa Não fazer nada
Média Selante + Tratamento Superf.
Alta Remendo
Atividade de M&R Severidade
Baixa buracos Preenchimento de
Média Remendo
Alta Remendo + Drenagem
130
IX. Corrugação
X. Exsudação
XI. Deformação Permanente nas Trilhas de Roda
Atividade de M&R Severidade
Baixa Não fazer nada
Média Reciclagem ou Recapeamento
Alta Reconstrução
Atividade de M&R Severidade
Baixa Não fazer nada
Média Aplicação de Areia Quente
Alta Tratamento Superficial
Tráfego Atividade de M&R Severidade
Baixa
Média
Alta
Leve
Médio
Leve
Médio
Pesado
Leve
Médio
Pesado
Não fazer nada
Não fazer nada
Regularização
Regularização
Reciclagem
Recapeamento
Reciclagem
Recapeamento
Pesado Reconstrução
131
XII. Agregados Polidos
XIII. Desgaste
Tráfego Atividade de M&R Severidade
Baixa
Média
Alta
Leve
Médio
Leve
Médio
Pesado
Leve
Médio
Pesado
Não fazer nada
Não fazer nada
Lama Asfáltica
Lama Asfáltica
Reciclagem
Tratamento Superficial
Reciclagem
Tratamento Superficial
Pesado Recapeamento
Tráfego Atividade de M&R Severidade
Baixa
Média
Alta
Leve
Médio
Pesado
Leve
Médio
Pesado
Leve
Médio
Pesado
Não fazer nada
Não fazer nada
Lama Asfáltica
Lama Asfáltica
Reciclagem
Tratamento Superficial
Reciclagem
Tratamento Superficial
Recapeamento
132
ANEXO B – Planilhas para Levantamento de Campo
PLANILHA 1
LEVANTAMENTO DE DEFEITOS NO CAMPO
IDENTIFICAÇÃO DA SEÇÃO: ________________________________
DATA DO LEVANTAMENTO (DIA/MÊS/ANO): __ __ / __ __ / __ __
TÉCNICOS: ________________,_________________,_________________
NÍVEL DE SEVERIDADE
TIPO DE DEFEITO BAIXA MÉDIA ALTA
1. TRINCAS POR FADIGA (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
2. TRINCAS EM BLOCOS (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
3. TRINCAS NOS BORDOS (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
4. TRINCAS LONGITUDINAIS (m)
4a - Nas Trilhas de Roda
Selagem (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
4b - Fora das Trilhas de Roda
Selagem (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
5. TRINCAS POR REFLEXÃO
Número __ __ __ __ __ __ __ __ __
Trincas Transversais (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
Selagem (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
Trincas Longitudinais (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
Selagem (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
6. TRINCAS TRANSVERSAIS (m)
Número __ __ __ __ __ __ __ __ __
Extensão (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
Selagem (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
7. REMENDOS (Número) __ __ __ __ __ __ __ __ __
Área (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
133
PLANILHA 2
LEVANTAMENTO DE DEFEITOS NO CAMPO
IDENTIFICAÇÃO DA SEÇÃO: ________________________________
DATA DO LEVANTAMENTO (DIA/MÊS/ANO): __ __ / __ __ / __ __
NÍVEL DE SEVERIDADE
TIPO DE DEFEITO BAIXA MÉDIA ALTA
8. PANELAS (Número) __ __ __ __ __ __ __ __ __
Área (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
9. DEFORMAÇÃO PERMANENTE NAS TRILHAS DE RODA
(% da extensão da seção) __ __ __ __ __ __ __ __ __
10. CORRUGAÇÃO (Número) __ __ __ __ __ __ __ __ __
Área (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
11. EXSUDAÇÃO (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
12. AGREGADOS POLIDOS (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
13. DESGASTE (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__
15. BOMBEAMENTO (Número) __ __ __
Extensão (m) __ __ __.__
16. OUTRO (Descrever)
OBSERVAÇÃO:
REGISTRAR "0" PARA OS TIPOS DE DETERIORAÇÃO E/OU NÍVEIS
DE SEVERIDADE NÃO ENCONTRADOS.
__ __ __.__ __ __ __.__
__ __ ____ __ __
134
PLANILHA 3
LEVANTAMENTO DE DEFEITOS NO CAMPO
IDENTIFICAÇÃO DA SEÇÃO: ________________________________
DATA DO LEVANTAMENTO (DIA/MÊS/ANO): __ __ / __ __ / __ __
9. DEFORMAÇÃO PERMANENTE NAS TRILHAS DE RODA
TRILHA INTERNA TRILHA EXTERNA
No. Distância (m) Deformação (mm) No. Distância (m) Deformação (mm)
1 0 __ __ __. 1 0 __ __ __.
2 15 __ __ __. 2 15 __ __ __.
3 30 __ __ __. 3 30 __ __ __.
4 45 __ __ __. 4 45 __ __ __.
5 60 __ __ __. 5 60 __ __ __.
6 75 __ __ __. 6 75 __ __ __.
7 90 __ __ __. 7 90 __ __ __.
8 105 __ __ __. 8 105 __ __ __.
9 120 __ __ __. 9 120 __ __ __.
10 135 __ __ __. 10 135 __ __ __.
11 150 __ __ __. 11 150 __ __ __.
14. DESNÍVEL ENTRE PISTA E ACOSTAMENTO
Leitura Distância (m) Desnível (mm)
1 0 __ __ __.
2 15 __ __ __.
3 30 __ __ __.
4 45 __ __ __.
5 60 __ __ __.
6 75 __ __ __.
7 90 __ __ __.
8 105 __ __ __.
9 120 __ __ __.
10 135 __ __ __.
11 150 __ __ __.
135
ANEXO C – Simbologia dos Defeitos e sua Aplicação em um
Croqui
1. Trincas por Fadiga 8. Panelas B, M, A* B, M, A*
2. Trincas em Blocos 10. Corrugação
B, M, A* S: Selada
3. Trincas nos Bordos 11. Exsudação
B, M, A* B, M, A*
4. Trincas Longitudinais 12. Agregados Polidos
B, M, A* S: Selada
5. Trincas por Reflexão 13. Desgaste
B, M, A* B, M, A*
6. Trincas Transversais 15. Bombeamento
B, M, A* S: Selada
7. Remendos 9. Deformação Permanente nas
B, M, A* Trilhas de Rodas** 14. Desnível Pista/Acostamento
* Níveis de severidade: Baixa, Média e Alta **
TIPO DE DEFEITO SÍMBOLO SÍMBOLO TIPO DE DEFEITO
Não indicado no mapeamento dos defeitos
X X X X
X
s s
s
s
136
SEÇÃO: 2
Comentários: ACENTUADA IRREGULARIDADE LONGITUDINAL.
6
4
5
7
2
3
1
0 2 5 1 3 6 8 9 7 4 0 12 10 11 13 14 15 m
6
4
5
7
2
3
1
0 20 15 25 30 m
7,7
7B
7,7
X X X X X X X X X
X
X
1M
1B
X X
X
X
8M
8A
1B
1M X X X X X X X X X
X X X X X X X X X X X X X X
X X X X X X X X X X X X X
X
X X
X
X X
X
PARADA DE ÔNIBUS
FOTO 3
137
ANEXO D – Planilha para Avaliação da Condição dos
Pavimentos