reis_car_07_t_m_geo-pavimento.pdf

DESENVOLVIMENTO DE EQUIPAMENTO E MÉTODO PARA

LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO COM VÍDEO-REGISTRO DE DEFEITOS

DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS

Carlos Alberto Ramim Reis

DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DOS

PROGRAMAS DE PÓS-GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE

FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS

NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIAS EM

ENGENHARIA CIVIL.

Aprovada por:

________________________________________________

Prof.ª Laura Maria Goretti da Motta, D.Sc.

________________________________________________ Prof. Jacques de Medina, L.D.

________________________________________________ Prof. Washington Peres Núñez, D.Sc.

RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL

JUNHO DE 2007

ii

REIS, CARLOS ALBERTO RAMIM

Desenvolvimento de Equipamento e

Método para Levantamento Visual Contínuo

com Vídeo-Registro de Defeitos de Pavimentos

Rodoviários [Rio de Janeiro] 2007

XV, 171 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ,

M.Sc., Engenharia Civil, 2007)

Dissertação - Universidade Federal do

Rio de Janeiro, COPPE.

1. Gerência de Pavimentos

2. Levantamento Visual Contínuo

3. Vídeo-Registro

4. Defeitos

I. COPPE/UFRJ II. Título ( série )

iii

Poema para meu filho: “Puro amor de minha alma Estrela linda e brilhante De rostinho fascinante Razão desse meu viver Filho após você nascer... Tudo é paz, carinho... bem querer. És a felicidade, orgulho Na vida de seu pai meu filho Razão de todo amor És meu sangue meu fervor Que Deus te abençoe pra sempre Um anjo em forma de gente Eu te amarei para sempre. Suave riso inocente Um olhar bem contente Luz divina e reluzente Você meu filho querido É a alegria que eu tinha pedido És minha paixão... Amor... pulsar do meu coração.”

Dedico cada letra, cada palavra, cada gesto, cada sorriso, cada sonho que constituíram este trabalho ao meu querido filho Carlos Alberto.

iv

AGRADECIMENTOS

Agradeço primeiramente a Deus, que é a fonte de toda a minha esperança e sabedoria, e

que me deu forças para superar e conquistar todos os obstáculos desta longa jornada.

A Prof.ª Laura Maria Goretti da Motta por ter me orientado com extrema sensatez e

sabedoria e pelo apoio, paciência, compreensão, atenção e segurança, passados desde o

primeiro encontro.

Ao Prof. Jacques de Medina pelo interesse e disponibilidade nesta pesquisa. Ao Prof.

Washington Peres Núñez por ter aceitado o convite para compor esta banca,

enriquecendo ainda mais o presente trabalho.

Às firmas de Consultoria Consulte Consultores de Engenharia Ltda representada pelos

grandes companheiros Prof. Paulo Emílio dos Santos Queiroz e Prof. Cezar Augusto

Vieira Queiroz e Enggeotech Engenharia Ltda, representada pelo companheiro Eng.

Rafael Cerqueira Silva, pela grande ajuda no desenvolvimento desta pesquisa.

Aos amigos engenheiros: Olímpio Luiz Pacheco de Moraes, Fabrício de Castro Alves,

Mônica Vasconcelos Reis, Fernanda Botelli Fagundes, Rodrigo Menegaz Muller e

Kefren Klein Lopes Vianna pela fundamental ajuda e cooperação nesta dissertação.

A minha esposa Aline Trindade Marlière e ao meu filho Carlos Alberto Marlière Reis

pela força e incondicional amor.

A todos os meus familiares, em especial minha mãe Vera Alice Ramim, meu pai Carlos

Alberto Reis, meus irmãos Affonso Henrique, Karla, Carlos Augusto e Carlos André, e

ao meu tio Paulo Roberto Reis pela confiança depositada e extraordinário apoio.

E finalmente a todos os meus amigos de trabalho, faculdade e mestrado, em especial

Diogo, Hugo, Dudu, Magrão, Diegles, Rogerinho e Flávio Pacheco pela ajuda nos

momentos difíceis e pelo simples fato de serem grandes amigos.

v

Resumo da Dissertação apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos

necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.).

DESENVOLVIMENTO DE EQUIPAMENTO E MÉTODO PARA

LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO COM VÍDEO-REGISTRO DE DEFEITOS

DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS


Junho/2007

Orientadora: Laura Maria Goretti da Motta

Programa: Engenharia Civil

A avaliação funcional dos pavimentos é parte essencial de todo Sistema de

Gerência de Pavimentos na constituição do banco de dados rodoviários. Este trabalho

tem como principal objetivo apresentar um novo método de Levantamento Visual

Contínuo de defeitos da superfície de pavimentos rodoviários. Com as constantes

inovações da informática e das técnicas de filmagem, junto com o desenvolvimento dos

veículos e dos sistemas de georreferenciamento via GPS (“global positioning system”),

foi possível a adaptação do veículo de Levantamento Visual Continuo para um

laboratório móvel de coleta de dados rodoviários. São apresentados os equipamentos

necessários para realização dos levantamentos e os softwares utilizados na coleta e

elaboração de dados, que em conjunto compõem a essência do laboratório móvel. Com

o intuito de verificar os dados utilizando este novo método, foram realizados

levantamentos na ilha do Fundão, no campus principal da UFRJ, e comparações dos

resultados obtidos com dados de uma avaliação objetiva realizada no mesmo local. Os

resultados não apresentaram uma correlação aceitável tendo afirmado a necessidade de

uma atualização nos procedimentos atuais de Levantamento Visual Contínuo.

vi

Abstract of Dissertation presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the

requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.).

DEVELOPMENT OF EQUIPMENT AND METHOD FOR CONTINUOUS VISUAL

SURVEY WITH VIDEO FILMING OF DISTRESSES OF ROAD PAVEMENTS


June/2007

Advisor: Laura Maria Goretti da Motta

Department: Civil Engineering

The functional evaluation of pavements is an essential tool of any Pavement

Management System and an important part of a road data base. This work has as main

objective to present a new method for Continuous Visual Survey of distresses of surface

of road pavement. With the constant innovations in computer science, filming

techniques and the development of the vehicles and the GPS - Global Positioning

System, it was possible to adapt a vehicle used for Continuous Visual Survey in a

mobile laboratory that collects road data. Brief description of necessary equipment for

the surveying and the software for data acquisition and processing are presented. They

constitute the base of the mobile laboratory. In order to check data acquired using this

new method surveys, have been carried out in the Fundão Island in Rio de Janeiro,

Brazil, and the results were compared to these resulting of an objective evaluation in the

same site. The results have not shown an acceptable correlation ship. As a consequence,

it is strongly suggested the to develop of new testing procedure for Continuous Visual

Survey of pavements.

vii

ÍNDICE INTRODUÇÃO ...............................................................................................................1

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.......................................................................................7

2.1 – SISTEMAS DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS ............................................. 7

2.1.1 - Conceitos e Objetivos de Sistemas de Gerência de Pavimentos (SGPs) ...... 7

2.1.2 - Níveis de Decisão na Gerência de Pavimentos ........................................... 10

2.1.3 - Atividades Básicas de um SGP................................................................... 11

2.1.4 - Implementação de um Sistema de Gerência de Pavimento ........................ 13

2.2 – AVALIAÇÃO DE PAVIMENTOS .................................................................. 15

2.2.1 - Definição e generalidades ........................................................................... 15

2.2.2 - Defeitos dos Pavimentos ............................................................................. 17

2.2.2.1 - Tipos de Defeitos e suas descrições ..................................................... 18

2.2.2.2 – Métodos de avaliação dos defeitos de superfície ................................ 38

2.2.3 - A Irregularidade dos Pavimentos ................................................................ 52

2.2.3.1 - Métodos e Equipamentos de medida das irregularidades .................... 54

2.2.3.2 - Escalas de irregularidade...................................................................... 61

2.2.4 - Avaliação Estrutural dos Pavimentos: Deformações dos pavimentos ........ 64

2.2.4.1 - Métodos e Equipamentos de medida das deflexões ............................. 65

LABORATÓRIO MÓVEL DE COLETA DE DADOS RODOVIÁRIOS ..............74

3.1 – INTRODUÇÃO................................................................................................. 74

3.2 – VEÍCULO DE LEVANTAMENTO ................................................................. 75

3.3 – FONTE DE ENERGIA ..................................................................................... 76

3.4 – ODÔMETRO DIGITAL ................................................................................... 77

3.5 – RECEPTORES GPS - GLOBAL POSITIONING SYSTEM ........................... 78

3.6 – FILMADORA DIGITAL .................................................................................. 79

3.7 – MICROCOMPUTADOR DE LEVANTAMENTO.......................................... 80

viii

3.8 – INSTALAÇÃO, MONTAGEM E DISPOSIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS NO

INTERIOR DO VEÍCULO DE LEVANTAMENTO................................................ 81

OS SOFTWARES DE COLETA E PROCESSAMENTO DE DADOS

RODOVIÁRIOS ........................................................................................................... 84

4.1 – INTRODUÇÃO................................................................................................. 84

4.2 – DATAIN............................................................................................................ 85

4.3 – MOVIEMAKER................................................................................................ 87

4.4 – HOLEHUNTER ................................................................................................ 88

4.5 – DXF2XYZ 1.3 ................................................................................................... 89

4.6 – IGVH ................................................................................................................. 90

4.7 – PLANILHAS BASE DE DADOS..................................................................... 92

LEVANTAMENTOS E PROCESSAMENTOS DOS RESULTADOS DE CAMPO

– EXEMPLO APLICATIVO ......................................................................................94

5.1 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGGE A CADA 200 m (10 ESTACAS)............ 94

5.2 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGG (APLICADO AO LVC) A CADA 200 m (10

ESTACAS) ............................................................................................................... 101

5.3 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGGE A CADA 1000 m (1km – 50 estacas) ... 105

5.4 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGG (APLICADO AO LVC) A CADA 1000 m

(1km – 50 ESTACAS).............................................................................................. 108

5.5 – CONSIDERAÇÕES FINAIS DOS PROCESSAMENTOS E

LEVANTAMENTOS DE CAMPO DO EXEMPLO APLICATIVO ..................... 111

CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES .................................................................113

6.1 – CONCLUSÕES............................................................................................... 113

6.2 – RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS.............................. 114

REFERÊNCIAS BIBLIOGÁFICAS .........................................................................115

ANEXO A.....................................................................................................................120

ANEXO B.....................................................................................................................136

ANEXO C.....................................................................................................................156

ix

ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA 1.1 – Extensão da malha rodoviária pavimentada municipal, estadual e

federal. DNIT (PNV 2002)............................................................................................... 1

FIGURA 1.2 – Extensão da malha rodoviária federal pavimentada (pista dupla ou

simples), não pavimentada e planejada. ANTT (Anuário estatístico de transportes –

2002)................................................................................................................................. 2

FIGURA 1.3 – Idade da malha rodoviária federal. DNIT(2002). .................................... 2

FIGURA 1.4 – Comparativo da extensão da malha rodoviária federal, orçamento

destinado para as rodovias e a produção automobilística. DNIT (2006).......................... 3

FIGURA 2.1 – Fluxograma de atividades de um SGP (modificada de Haas, 1994). .... 11

FIGURA 2.2 – Exemplos de trincamento tipo jacaré, de níveis de severidade média (a) e

alta (b) (WSDOT Pavement Guide Interactive,2007). ................................................... 20

FIGURA 2.3 – Exemplos de trincamento em bloco, de níveis de severidade média (a) e

alta (b), (WSDOT Pavement Guide Interactive; 2007, DOMINGUES, 1993). ............. 21

FIGURA 2.4 – Exemplo de trinca longitudinal, de níveis de severidade média (a) e alta

(b), (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007). ........................................................ 23

FIGURA 2.5 – Exemplo de trinca transversal, de níveis de severidade alta (a) e (b),

(WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007)................................................................ 23

FIGURA 2.6 – Exemplos de trincamento de borda, de níveis de severidade média (a) e

alta (b), (PINTO e PREUSSLER, 2002). ....................................................................... 24

FIGURA 2.7 – Exemplos de trincamento parabólico, (DOMINGUES, 1993).............. 25

FIGURA 2.8 – Exemplos de afundamentos localizados ou depressão, (DOMINGUES,

1993)............................................................................................................................... 26

FIGURA 2.9 – Exemplos de afundamentos na trilha de roda, (WSDOT Pavement Guide

Interactive, 2007; DOMINGUES, 1993)........................................................................ 27

FIGURA 2.10 – Exemplos de afundamento plástico, (WSDOT Pavement Guide

Interactive, 2007; DOMINGUES, 1993)........................................................................ 28

FIGURA 2.11 – Exemplos de corrugação, (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007;

DOMINGUES, 1993)..................................................................................................... 29

FIGURA 2.12 – Exemplos de escorregamento de capa, (PINTO e PREUSSLER, 2002).

........................................................................................................................................ 30

FIGURA 2.13 – Exemplos de desgaste, de níveis de severidade média (a) e alta (b)


x

FIGURA 2.14 – Exemplos de exsudação, de níveis de severidade média (a) e alta (b)


FIGURA 2.15 – Exemplos de agregado polido, (WSDOT Pavement Guide Interactive,

2007)............................................................................................................................... 33

FIGURA 2.16 – Exemplos de remendo, (PINTO e PREUSSLER, 2002). .................... 34

FIGURA 2.17 – Exemplos de Panela, de níveis de severidade média (a) e alta (b)

(DOMINGUES, 1993). .................................................................................................. 35

FIGURA 2.18 – Exemplos de desnível entre pista e acostamento, (PINTO e

PREUSSLER, 2002)....................................................................................................... 36

FIGURA 2.19 – Exemplos de separação entre pista e acostamento, (DOMINGUES,

1993)............................................................................................................................... 37

FIGURA 2.20 – Exemplos de bombeamento, (WSDOT Pavement Guide Interactive,

2007; DOMINGUES, 1993)........................................................................................... 37

FIGURA 2.21 – Exemplo de envelhecimento, (WSDOT Pavement Guide Interactive,

2007)............................................................................................................................... 38

FIGURA 2.22 – Sistema PASCO ROADRECON, (Haas et. al.,1994). ........................ 49

FIGURA 2.23 – Sistema GERPHO, (Haas et. al.,1994). ............................................... 49

FIGURA 2.24 – Sistema ARAN, (Haas et. al.,1994)..................................................... 50

FIGURA 2.25 – Método estático nível e mira, (SAYERS e KARAMIHAS,1998)....... 56

FIGURA 2.26 – Esquema de um Dipstick, (SAYERS E KARAMIHAS,1998). .......... 56

FIGURA 2.27 – Analisador de Perfil Longitudinal (APL-LCPC)................................. 57

FIGURA 2.28 – Componentes básicos do Merlin, (CASSANIGA e MACHADO

FILHO, 2002). ................................................................................................................ 58

FIGURA 2.29 – Maysmeter (SOUZA et al., 2001) ....................................................... 59

FIGURA 2.30– Detalhe do integrador IPR/USP, (DOMINGUES, 2003). .................... 59

FIGURA 2.31– Esquema do Perfilômetro do TRRL, (HAAS et al.,1994).................... 60

FIGURA 2.32 – Esquema do Perfilômetro da Cibermétrica, com 3 sensores, montado

no Brasil, (Foto do autor, 2006). .................................................................................... 61

FIGURA 2.33 – Esquema do simulador de quarto-de-carro [Fonte: DNER (1998)]..... 62

FIGURA 2.34 – Limite de classificação de Irregularidades em vários países, (FARIAS e

SOUZA, 2002). .............................................................................................................. 64

FIGURA 2.35 – Posicionamento da Viga Benkelman, (WORD BANK, 2007; DNER

ME 024/94)..................................................................................................................... 67

FIGURA 2.36 – Equipamento de GEORADAR (WORD BANK, 2007)...................... 69

xi

FIGURA 2.37 – Gráfico dos dados de deflexão obtidos com viga e FWD em diversos

segmentos da MG 353, (CONSULTE E ENGGEOTECH, 2004). ................................ 72

FIGURA 2.38 – Gráfico de barras correlacionando a viga e o FWD em diversos

segmentos da MG 353. ................................................................................................... 72

FIGURA 2.39 – Correlação entre medidas com a viga e o FWD em segmentos pontuais

da MG 353. ..................................................................................................................... 73

FIGURA 3.1 – Veículo Tipo de Levantamento Visual Contínuo, (usado nesta pesquisa).

........................................................................................................................................ 76

FIGURA 3.2 – Inversor de energia utilizado nesta pesquisa. ........................................ 77

FIGURA 3.3 – Característica frontal do hodômetro digital de precisão usado nesta

pesquisa. ......................................................................................................................... 77

FIGURA 3.4 – GPS de navegação da marca GARMIN usado neste estudo.................. 79

FIGURA 3.5 – Filmadora Digital utilizada no laboratório móvel deste estudo............. 79

FIGURA 3.6 – Microprocessador de levantamento desta pesquisa. .............................. 81

FIGURA 3.7 – Indicação da disposição dos equipamentos no veículo de levantamento

desta pesquisa. ................................................................................................................ 83

FIGURA 3.8 – Foto de dentro do laboratório móvel depois de todos os equipamentos

montados e instalados..................................................................................................... 83

FIGURA 4.1 – Tela do programa DataIN. ..................................................................... 86

FIGURA 4.2 – Tela do programa MovieMaker. ............................................................ 87

FIGURA 4.3 – Tela do programa HoleHunter. .............................................................. 88

FIGURA 4.4 – Tela do programa DXF2XYZ1.3........................................................... 89

FIGURA 4.5 – Tela do programa IGVH........................................................................ 92

FIGURA 5.1 – Mapa de localização do Campus do Fundão (UFRJ) no Município do

Rio de Janeiro. ................................................................................................................ 94

FIGURA 5.2 – Mapa de localização do Projeto Fundão................................................ 95

FIGURA 5.3 – Evolução entre o IGG e o IGGE a cada 10 estacas ............................. 100

FIGURA 5.4 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGGE a cada 10 estacas. 101

FIGURA 5.5 – Evolução entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC a cada 10 estacas ... 104

FIGURA 5.6 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC a cada

10 estacas...................................................................................................................... 105

FIGURA 5.7 – Evolução entre o IGG e o IGGE a cada 50 estacas ............................. 107

FIGURA 5.8 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC.... 108

FIGURA 5.9 – Evolução entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC a cada 50 estacas ... 110

xii

FIGURA 5.10 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC.. 110

ÍNDICE DE TABELAS

TABELA 2.1 – Quadro resumo de defeitos (DNIT 005/2003-TER) ............................. 41

TABELA 2.2 – Fatores de ponderação para defeitos de superfície (DNIT, 006/2003). 43

TABELA 2.3 – Conceitos de degradação do pavimento em função do IGG (DNIT,

006/2003)........................................................................................................................ 44

TABELA 2.4 – Freqüência de defeitos (DNIT,008/2003 – PRO). ................................ 45

TABELA 2.5 – Conceitos do ICPF (DNIT,008/2003)................................................... 46

TABELA 2.6 – Determinação do índice de gravidade (DNIT 008/2003). .................... 46

TABELA 2.7 – Pesos para cálculo do IGG (DNIT008/2003 – PRO)............................ 47

TABELA 2.8 – IES - Índice do Estado de Superfície do Pavimento (DNIT,008/2003).48

TABELA 2.9 – Faixas de classificação de Irregularidade com base no IRI, (FARIAS e

SOUZA, 2002). .............................................................................................................. 63

TABELA 2.10 – Distâncias de ensaio em relação à borda do revestimento (DNER-ME

24/94).............................................................................................................................. 66

TABELA 2.11 – Dados de deflexão obtidos com viga e FWD em diversos segmentos da

MG 353, (CONSULTE E ENGGEOTECH, 2004)........................................................ 71

TABELA 5.1– Dados do IGG calculado pela norma DNIT 006/2003 a cada 10 estacas

........................................................................................................................................ 96

TABELA 5.2 – Dados do IGGE calculado pela norma DNIT 008/2003 cada 10 estacas

........................................................................................................................................ 98

TABELA 5.3 – Dados do IGG aplicado ao LVC a cada 10 estacas ............................ 102

TABELA 5.4 – Dados do IGG calculado pela norma DNIT 006/2003 a cada 50 estacas

...................................................................................................................................... 106

TABELA 5.5 – Dados do IGGE calculado pela norma DNIT 008/2003 a cada 50

estacas........................................................................................................................... 106

TABELA 5.6 – Dados do IGG aplicado ao LVC calculado pela norma DNIT 006/2003

a cada 50 estacas........................................................................................................... 109

xiii

GLOSSÁRIO

AASHO - American Association of State Highway Officials.

AASHTO – American Association of State Highway and Transportation Officials.

ANFAVEA – Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores.

ANTT – Agência Nacional de Transportes Terrestres.

BPR - Bureau of Public Road.

CBUQ – Concreto betuminoso usinado a quente.

CEBTP - Centre d’Études et des Recherches du Bâtiment et des Travaux Publics.

CENPES – Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguez de

Mello – PETROBRAS.

COM 1 ou 2 – Porta serial ou USB do hardware (CPU).

COPPE - Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia.

DATAIN – Software de coleta de dados rodoviários.

Defeito – é toda imperfeição visível na superfície do pavimento.

Deflexão – é a deformação vertical recuperável da superfície de um pavimento quando

submetida a um carregamento.

Degradação – é a deterioração do pavimento causado pelo tráfego e fatores climáticos.

DNER – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem.

DNIT - Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes.

Dynaflect - Sistema eletro-magnético destinado à mensuração de deflexões dinâmicas

da superfície ou estrutura de um pavimento causadas por vibrações de cargas aplicadas.

DXF2XYZ1.3 – Software que extrai pontos (x,y,z) de arquivos de extensão dxf.

FHWA - Federal Highway Administration.

FWD - Falling Weight Deflectometer.

GEIPOT - Empresa Brasileira de Planejamento de Transportes.

GMR - General Motors Company Research

GPS - Global Positioning System.

HOLEHUNTER – Software de processamento de dados rodoviários.

ICPF - Índice de Condição do Pavimento Flexível.

IES - Índice de Estado de Superfície.

IGG - Índice de Gravidade Global.

IGGE - Índice de Gravidade Global Expedito.

xiv

IGH – Índice de Geometria Horizontal

IGI - Índice de Gravidade Individual.

IGV – Índice de Geometria Vertical

IGVH – Software para cálculo dos índices de geometria horizontal e vertical.

IPR - Instituto de Pesquisas Rodoviárias.

IRI - Índice Internacional de Irregularidade, m/km.

Irregularidade – é uma característica da condição funcional do rolamento de veículos de

um pavimento, decorrente de todos os desvios verticais nos sentidos longitudinal e

transversal, relacionados à superfície original.

LCD - liquid crystal display – Monitor de cristal líquido.

LCPC - Laboratoire Central des Ponts de Chaussées.

LVC - Levantamento visual contínuo.

M&R - Manutenção e reabilitação.

Manutenção – compreende qualquer atividade executada para preservar a superfície

original e as qualidades estruturais de um pavimento, a fim de permitir o uso seguro,

econômico e eficiente da rodovia.

Mays Ride Meter ou Maysmeter – dispositivo constituído de haste anexada ao eixo e a

um transmissor, ambos instalados em um veículo de passeio, destinado a medir

irregularidades.

Merlin - Machine for Evaluating Roughness using Low-cost Instrumental.

MOVIEMAKER – Software de edição de vídeos.

NITESTAR – marca de hodômetro digital de precisão.

NTSC - Este termo indica um padrão elétrico de cores usado em TVs ou Vídeos. Este

código elétrico de cores é usado como padrão nos EUA e Japão.

PETROBRÁS - Petróleo Brasileiro S/A.

PIB – Produto Interno Bruto.

PICR - Pesquisa do Inter-relacionamento de Custos de Construção, Manutenção e

Utilização de Rodovias (1981).

PNV – Plano Nacional de Viação.

PRO – Procedimento.

PSI – Present Serviceability Index.

QI - Quociente de irregularidade, obtido com o Integrador de Irregularidade

Longitudinal IPR/USP, em contagens/km.

RST - Road Surface Test.

xv

Serventia – é a aptidão de um trecho específico de um pavimento para servir ao tráfego

nas condições existentes, em um tempo particular.

Serventia atual - é a condição de um pavimento, quanto à superfície de rolamento,

conforme percepção pelo público em geral.

SGP - Sistemas de Gerência de Pavimentos.

Sistema de Gerência de Pavimentos – é um conjunto de procedimentos ou métodos que

ajudam os tomadores de decisão a encontrar estratégias viáveis para fornecer, analisar e

manter pavimentos em condições adequadas.

SHRP - Strategic Highway Research Program.

SMITR – sistema medidor tipo-resposta.

TER – Terminologia.

TRRL - Transport and Road Research Laboratory.

USA – United States of America.

USB -Universal Serial Bus é um tipo de conexão Plug and Play que permite a conexão

de periféricos sem a necessidade de desligar o computador.

UTM - Sistema Universal Transverso de Mercartor.

Viga Benkelman - equipamento utilizado em medidas de deflexões.

VMD - Volume médio diário de veículos.

VSA - Valor de Serventia Atual.

WSDOT - Washington State Department of Transportation's

1

Extensão Total 172.897,8 km Municipal

(20.914,9 km)12%

Federal (57.211,1 km)

33%

Estadual (94.753,8 km)

55%

CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO

O período que vai de 1969 a 1980 ficou conhecido como a época do “Milagre

Econômico”. O PIB brasileiro crescia a uma taxa de quase 12% ao ano, entretanto a

inflação beirava os 18%. Com investimentos internos e empréstimos do exterior, o país

desenvolveu sua infra-estrutura rodoviária. Foram executadas algumas obras de grande

porte, como a Rodovia Transamazônica e a Ponte Rio-Niterói. Neste contexto foi

bastante ampliado o sistema rodoviário nacional. De acordo com dados do plano

nacional de viação (DNIT - PNV 2002) a rede rodoviária pavimentada corresponde a

uma extensão total de 172.897 quilômetros: desta extensão pavimentada 57.211

quilômetros são de rodovias federais (33%), 94.753 quilômetros são estaduais (55%) e

20.914 quilômetros de rodovias municipais (12%), conforme ilustrado na figura 1.1.

FIGURA 1.1 – Extensão da malha rodoviária pavimentada municipal, estadual e federal. DNIT (PNV 2002).

Somente a rede rodoviária federal tem uma extensão de 92.037 quilômetros dos quais

20.642 quilômetros são planejadas, 13.594 quilômetros são não pavimentadas, 3.294

quilômetros são pavimentadas em pista dupla e 54.428 quilômetros são em pista simples

(DNIT –PNV 2002) – Figura 1.2 .

2

Até 5 anos 5% De 5 até 10 anos

15%

Mais de 10 anos80%

Extensão Total 92.037,6 km

Pav Pista Dupla (3.294,7 km)

4%

Pav Pista Simples (54.428,4 km)

58%

Não Pavimentada (13.594,3 km)

15%

Planejada (20.642,6 km)

23%

FIGURA 1.2 – Extensão da malha rodoviária federal pavimentada (pista dupla ou simples), não pavimentada e planejada. ANTT (Anuário estatístico de transportes –

2002).

Como mostra a Fig. 1.3, 80 % das rodovias federais sofreram a última restauração há

mais de 10 anos, por isso a malha rodoviária encontra-se num estado bastante

deteriorado, em decorrência da falta de recursos financeiros, agravado pelo aumento da

produção automobilística, conforme dados da ANFAVEA e DNIT, mostrados na Fig.

1.4.

FIGURA 1.3 – Idade da malha rodoviária federal. DNIT (2002).

3

FIGURA 1.4 – Comparativo da extensão da malha rodoviária federal, orçamento

destinado para as rodovias e a produção automobilística. DNIT (2006).

A deterioração da rede rodoviária por falta de manutenção adequada e a escassez de

recursos para a sua reabilitação geram muitas perguntas: Como alocar melhor os

investimentos para manutenção e reabilitação da malha viária? Qual é a ordem de

prioridade na manutenção? Quais os benefícios para a sociedade decorrentes da

aplicação de recursos em manutenção ou construção se comparados ao investimento em

outro setor da economia? Estas questões, entre outras, mostram a necessidade de um

processo racional de seleção dos trechos prioritários de alocação de recursos numa rede

rodoviária.

Para este fim deve-se recorrer ao Sistema de Gerência de Pavimentos (SGP) como

ferramenta para melhor monitorar e administrar recursos para a infra-estrutura

rodoviária.

Conforme definido por HAAS et al. (1994), um Sistema de Gerência de Pavimentos

consiste de um elenco de atividades coordenadas, relacionadas com o planejamento,

projeto, construção, manutenção, avaliação e pesquisa de pavimentos, cujo objetivo

principal é utilizar informações confiáveis e critérios de decisão para produzir um

programa de construção, manutenção e reabilitação de pavimentos que proporcione a

máxima eficiência possível com os recursos disponíveis. Uma malha viária bem conservada permite o escoamento das safras acelerando o

desenvolvimento da região, contribuindo assim para promover a indústria e o comércio,

4

para melhorar a viabilidade das zonas urbanas, com o aumento dos empregos, com a

educação e com a geração de novas oportunidades (QUEIROZ et al., 1992).

Dentro de um Sistema de Gerência de Pavimentos, a avaliação do estado da superfície,

funcional e estrutural dos pavimentos bem como os modelos de desempenho dos

mesmos são imprescindíveis para a priorização e seleção de projetos e de estratégias de

manutenção e reabilitação, para a previsão orçamentária, programação plurianual de

investimentos e para a alocação adequada dos recursos públicos.

Por isso, um Sistema de Gerência de Pavimentos necessita dispor de informações

periódicas do pavimento de toda a rede, para que se possa gerar um banco de dados

confiável e atualizado. Esses bancos são constituídos de dados que possuem as

informações das condições dos pavimentos, coletados através de levantamentos de

campo. Por isso existe a constante necessidade de aprimoramento nas técnicas

existentes de levantamentos da condição do pavimento. O banco de dados é o centro de

toda a gerência de pavimento, sendo uma ferramenta fundamental, pois está relacionado

com todas as atividades da gerência.

Neste contexto de SGP em nível de rede, o presente trabalho se destina a apresentar um

novo método de avaliação do estado de superfície dos pavimentos asfálticos. Com base

nas inovações tecnológicas da informática e na evolução das técnicas de captação de

vídeo e do aperfeiçoamento tecnológico dos automóveis, foi possível aprimorar as

técnicas de levantamento de defeitos dos pavimentos na forma proposta.

A presente dissertação objetiva apresentar um equipamento e método de avaliação

funcional do estado de superfície de pavimentos; que permite o cálculo do índice de

geometria vertical e horizontal dos pavimentos e vídeo-registro de rodovias

pavimentadas.

De início, revisão da bibliografia quanto aos métodos existentes de avaliação dos

pavimentos e de vídeo-registro de rodovias pavimentadas serviu de apoio ao trabalho.

Para elaboração desta dissertação foi de fundamental importância o trabalho que o autor

presta nas firmas de consultoria rodoviária: Consulte Consultores de Engenharia Ltda,

5

cujos sócios gerentes são os engenheiros Paulo Emílio dos Santos Queiroz e Cezar

Augusto Queiroz e Enggeotech Engenharia Ltda, cujo sócio gerente é o engenheiro

Rafael Cerqueira Silva. Com base no programa de levantamentos rodoviários criado

nestas empresas, foi possível desenvolver este novo método de levantamento, realizar

estudos com o laboratório móvel destas firmas na Ilha do Fundão (campus principal da

UFRJ) e apresentar os resultados e elaborar o tema desta dissertação.

Os levantamentos de pavimentos realizados pela COPPE/UFRJ no Projeto Fundão

(COPPETEC, 2006) sob coordenação da professora Laura Maria Goretti da Motta,

forneceram dados que foram comparados com os dados levantados pelo novo método

proposto nesta dissertação. Foi elaborado pelo autor o levantamento visual contínuo e

vídeo-registro nas ruas circundantes da ilha do Fundão, utilizando o laboratório móvel

das empresas acima citadas. Estes resultados foram confrontados com os obtidos pelos

estudos da COPPE/UFRJ.

Os resultados alcançados nesta comparação sugeriram o interesse de uma normatização

de levantamentos das condições da superfície dos pavimentos de forma contínua com

vídeo-registro.

Esta dissertação está estruturada em 6 capítulos:

No capítulo 2 faz-se uma revisão bibliográfica dos Sistemas de Gerência de Pavimentos,

objetivando caracterizar conceitos fundamentais. A avaliação funcional dos pavimentos,

o método de identificação e classificação de defeitos, o levantamento visual contínuo e

o vídeo-registro, são especialmente enfocados por constituírem os objetivos principais

deste trabalho.

O capítulo 3 descreve o laboratório móvel. São apresentados detalhadamente os

equipamentos e seu desenvolvimento nas empresas Consulte Ltda e Enggeotech Ltda,

com a participação do autor.

No capítulo 4 são apresentados os softwares DataIn, HoleHunter, IGVH e programas

auxiliares criados para coleta e interação dos dados de campo, como também as

análises, relatórios, processamento de banco de dados informatizado e a geração dos

6

vídeos-registros das rodovias analisadas. Estes fazem parte do acervo técnico das

empresas acima citadas, com direitos autorais assegurados.

No capítulo 5 faz-se a apresentação dos resultados dos levantamentos objetivos e

contínuo feitos na ilha do Fundão e os cálculos utilizados na determinação do índice da

condição do pavimento.

Por fim, no capítulo 6, apresentam-se as conclusões desta pesquisa, e fazem-se

sugestões de estudos que dêem continuidade a este trabalho no campo de engenharia de

pavimentação.

Apresentam-se, ainda, três anexos que constam do tutorial de funcionamento dos

softwares apresentados nesta pesquisa.

7

CAPÍTULO 2

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 – SISTEMAS DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS

2.1.1 - Conceitos e Objetivos de Sistemas de Gerência de Pavimentos (SGP)

Os Sistemas de Gerência de Pavimentos (SGP) são definidos por muitos autores, de

formas diferentes, porém todas as definições têm em comum alguns princípios básicos.

Dentre elas, podem ser destacada as seguintes:

.• Um sistema de gerência de pavimentos consiste em um conjunto amplo e coordenado

de atividades associadas com o planejamento, projeto, construção, manutenção,

avaliação e pesquisa de pavimentos (HAAS e HUDSON et al., 1978).

• Um sistema de gerência de pavimentos constitui-se de um conjunto de ferramentas que

auxiliam na administração da infra-estrutura rodoviária. Envolvem, num sentido mais

amplo, todas as atividades relacionadas ao projeto, construção, manutenção, reabilitação

e pesquisa na área de pavimentos. (QUEIROZ, 1984).

• Um sistema de gerência de pavimentos é um conjunto de ferramentas que serve para

auxiliar os tomadores de decisão na busca de estratégias viáveis para avaliar, prover e

manter os pavimentos em boas condições durante um determinado período de tempo

(AASHTO, 1993).

É consenso que muito mais importante do que definir e conscientizar todos os níveis de

decisão de um órgão rodoviário dos benefícios que a implantação de um sistema

gerencial de pavimentos traz para a sociedade. Os pavimentos rodoviários representam

um valioso patrimônio cuja conservação e restaurações oportunas são essenciais para a

sua preservação. Qualquer interrupção ou redução na intensidade ou na freqüência dos

serviços necessários à manutenção desse patrimônio implicará aumentos substanciais

nos custos de operação dos veículos e na necessidade de investimentos cada vez mais

vultosos para recuperação da malha rodoviária.

8

De acordo com VISCONTI (2000), um pavimento, que é restaurado no momento

adequado, poderá exigir apenas uma camada delgada de recapeamento, sobreposta à

estrutura atual, sendo de custo relativamente baixo. Entretanto, se só for restaurado

quando atingir a condição mau/péssimo, o pavimento excessivamente deteriorado

exigirá serviços cujos custos atingirão valores três vezes superiores.

O objetivo principal de um sistema de gerência de pavimentos é a utilização banco de

dados tendo informações confiáveis dos pavimentos e critérios de decisão que

possibilitem o estabelecimento de um programa de construção, manutenção e

reabilitação de pavimentos, racionalizando a alocação e a aplicação de recursos que

permitam oferecer um transporte rodoviário seguro, compatível e econômico. Para que

este objetivo seja alcançado, o SGP deve ser capaz de comparar, priorizar e alocar os

recursos do seu programa de manutenção e reabilitação.

QUEIROZ et al. (1992) afirmam que o principal objetivo de um SGP é usar informação

confiável e critérios de decisão em uma estrutura organizada para produzir um programa

de pavimentação viável.

MARCON, (1996), destaca que os principais objetivos de um SGP podem ser reunidos

em três grupos:

• Usar um conjunto de informações confiáveis, para auxiliar a administração superior.

• Propiciar conforto e segurança ao usuário, reduzindo os custos de operações dos

veículos.

• Através de métodos sistemáticos, embasados em critérios técnicos, administrativos e

econômicos, tomar decisões de seleção e priorização das intervenções em uma rede de

pavimento.

Um sistema de gerência de pavimentos compreende, portanto, uma gama de atividades

que inclui o planejamento, a programação dos investimentos, o projeto, as obras de

manutenção e a avaliação periódica dos pavimentos.

9

A questão fundamental é prever o custo total no ciclo de vida do pavimento,

considerando os custos de construção e manutenção de via e operacional de veículos. Os

SGP utilizam, para tanto, modelos de deterioração que possibilitam a comparação dos

custos de construção combinados com futuros custos de manutenção e operação de

veículos, de diversas alternativas de intervenções em pavimentos já existentes ou de

diversas composições da estrutura para construção de novos pavimentos.

A adoção de um sistema gerencial de pavimentos por um órgão rodoviário trará

benefícios, em primeiro lugar, aos usuários das rodovias e à população de uma forma

geral, pois os recursos públicos serão aplicados nas obras rodoviárias com maior

eficiência. Também a administração do órgão, em seus diversos níveis, será beneficiada

com a utilização do sistema de gerência, devido à maior possibilidade de serem

adotadas decisões corretas, da maior coordenação entre os diversos setores do órgão e

do favorecimento das atividades de treinamento e aperfeiçoamento de pessoal.

Embora teoricamente um sistema gerencial de pavimentos deva incluir entre os seus

objetivos o estabelecimento de prioridades para a construção de novas ligações

pavimentadas, a escassez de recursos e a predominância de critérios político-

administrativos para inclusão desse tipo de obra no programa de investimentos, têm

limitado a abrangência do SGP da maioria dos órgãos rodoviários brasileiros até o

momento apenas em manutenção preventiva e reabilitação dos pavimentos existentes.

As atividades de manutenção podem ser preventivas e corretivas. As primeiras são

aplicadas no estágio inicial e as últimas na fase mais extensiva de deterioração do

pavimento.

A ausência de uma política consistente para a gerência de um sistema viário, do qual os

pavimentos representam parcela significativa, tem contribuído para que haja

desperdícios de recursos financeiros, de mão-de-obra qualificada e de equipamentos.

Deve-se também salientar que as atividades de M&R, têm sido realizadas, na maioria

das vezes, fora das recomendações técnicas, ocasionando grandes prejuízos financeiros

para o poder público e para os usuários (PATERSON, 1987).

10

De modo geral, atualmente cada órgão rodoviário já iniciou alguma forma de SGP. Por

não haver uma padronização na organização de um sistema de gerência, um órgão ao

implantá-lo, faz uma adaptação que atenda a vários fatores, dentre os quais: as

necessidades, as características da malha viária própria e os recursos disponíveis

(MARCON, 1996; YSHIBA, 2003).

2.1.2 - Níveis de Decisão na Gerência de Pavimentos

Tradicionalmente, o processo decisório de um sistema de gerência de pavimentos pode

ser considerado em nível de rede e em nível de projeto.

A gerência em nível de rede indica os trechos prioritários da malha rodoviária que

devem ser objeto de investimentos em manutenção, de forma que os recursos públicos

alocados para um determinado período tenham o melhor retorno econômico possível.

Neste nível de gerência já são indicados, para cada trecho da malha, a alternativa de

manutenção ideal, bem como a época em que se deve proceder ao investimento. No

entanto, tais indicações não apresentam detalhes de projeto, uma vez que se baseiam em

dados coletados em amostras que representam a totalidade da rede. O conjunto das

recomendações tem como principal objetivo permitir a elaboração de um programa

plurianual de investimentos, no qual estejam contemplados os projetos e as obras que

serão realizadas em médio prazo.

Já a gerência em nível de projeto envolve atividades detalhadas do próprio projeto e da

execução de obras em um trecho específico da malha, atividades essas que deverão

confirmar e detalhar as recomendações da gerência em nível de rede e que normalmente

deverão subsidiar orçamentos e programas de curto prazo. Os dados são analisados de

forma mais intensa com estudos da estrutura das camadas do pavimento, determinando

as causas do aparecimento de defeitos, procurando avaliar e selecionar o tipo e a data de

execução do serviço de manutenção e/ou construção.

Não deve haver, contudo, uma linha divisória entre os níveis de decisão, procurando-se,

isto sim, uma integração tanto nos aspectos técnicos como nos administrativos. A inter-

relação existente entre os dois níveis existe porque um é complemento do outro. Em

11

nível de rede, o direcionamento é feito para toda rede viária, em nível de projeto, o

direcionamento é para estudos específicos em trechos selecionados situados na rede

viária em questão.

2.1.3 - Atividades Básicas de um SGP

A seqüência de atividades que envolvem a estruturação geral de um sistema gerência de

pavimentos pode ser representada como no esquema indicado na figura 2.1

FIGURA 2.1 – Fluxograma de atividades de um SGP (modificada de Haas, 1994).

Assim, um sistema de gerência de pavimentos compreende uma ampla gama de

atividades, incluindo o planejamento, a programação de investimentos, orçamento, o

projeto, a construção, a manutenção e reabilitação, a avaliação, levantamento e o

controle periódico de todas as fases do processo e da própria rede pavimentada.

12

A atividade de planejamento inclui a análise de dados de tráfego, a apreciação das

deficiências da rede, o estabelecimento de prioridades e a preparação de programa

plurianual de execução de trabalhos. As decisões quanto aos investimentos, tendo em

conta as restrições orçamentárias, deverão ser tomadas nesta etapa.

A atividade de programação consiste na preparação de programa de investimentos de

médio prazo (3 a 5 anos). Esta atividade tem como característica ser quase sempre

específica de cada organização rodoviária, sendo difícil estabelecer procedimentos que

sejam comuns às diversas organizações.

A fase de projeto consiste na análise dos dados com séries históricas relativas aos

materiais constituintes, aos estados funcionais e estruturais dos pavimentos, ao tráfego,

ao clima, aos custos, concluindo com o estudo das soluções viáveis. As alternativas

corretivas de investimento são em seguida submetidas finalmente a uma análise de

viabilidade técnica econômica para definir a solução final.

A etapa de construção compreende atividades como o calendário e programação dos

trabalhos de construção, a administração das operações de construção, o controle de

qualidade e o tratamento dos dados recolhidos.

A manutenção e reabilitação incluem o estabelecimento de um programa específico com

calendário dos trabalhos e intervenções, resultante de considerações financeiras e lista

de operações de manutenção e reabilitação (M&R).

A avaliação periódica dos pavimentos consiste na obtenção de todos os dados e

informações necessárias para que seja alcançado o objetivo do sistema gerencial de

pavimentos. Sem dúvida, é a etapa mais difícil e mais importante de um sistema

gerencial. De nada adiantará um modelo sofisticado para definição das prioridades de

investimentos se os dados de entrada para o modelo não forem confiáveis.

A avaliação comporta também a análise e a obtenção de dados para utilização em outros

setores do Sistema de Gerência.

13

O banco de dados é a base de todo SGP, principalmente por fornecer informações a

todas as outras atividades. Geralmente os sistemas de gerência usam base de dados,

cujas informações, constituídas por registros acumulados ao longo dos anos, podem ser

compartilhados e acessados por diversos tipos de usuários.

2.1.4 - Implementação de um Sistema de Gerência de Pavimento

Para o desenvolvimento e implementação de um sistema de gerência de pavimento é

necessário uma série de etapas seqüenciais (MARCON, 1996):

• Decisão e apoio da direção do órgão de implantar um SGP.

• Estabelecimento dos grupos de trabalho e de gerência.

• Caracterização de procedimentos, dos tipos de informação e de recursos

necessários ao SGP.

• Conhecimento das necessidades do órgão.

• Adoção de critérios de decisão, de priorização e de modelos de otimização dos

recursos disponíveis e modelos de previsão.

• Apoiar todas as decisões em dados objetivos e atualizados.

A colocação em operação de um SGP exige do órgão rodoviário tarefas demoradas, o

que provoca relutância, da administração superior, em implementar tal atividade,

exigindo persistência da equipe encarregada do seu desenvolvimento.

Para a sua implementação é necessário levantar a história inicial e atual dos pavimentos

que formam a rede, criando um banco de dados. As informações necessárias para este

banco de dados referem-se basicamente ao acompanhamento sistemático e periódico

dos pavimentos, de forma a permitir a avaliação em serviço. A partir dessa avaliação

14

será possível prever curvas de desempenho do pavimento e planejar políticas de

manutenção e reabilitação para a rede rodoviária.

A coleta de informações para o banco de dados compreende, resumidamente:

• Históricos do pavimento: Dados referentes à história e à estrutura dos pavimentos,

normalmente denominados dados de inventário, projetos executivos dos mesmos, as-

built dos projetos executados, materiais utilizados, nas ações de manutenção e

reabilitação com as respectivas datas, qualidade da execução (controle tecnológico),

tipos de defeitos mais freqüentes, geometria das seções, (comprimento, largura total,

número de faixas e espessura), acostamento, materiais das camadas do pavimento, e

procedimentos e processos de avaliações;

• Coleta das características da via quanto: à classe de projeto, à classificação funcional e

à geometria vertical e horizontal;

• Coleta para avaliação dos pavimentos: características dos pavimentos que se

modificam pela ação de tráfego e do ambiente e que permitam as seguintes avaliações:

a) Avaliações Funcionais, onde são levantados dados de irregularidades

longitudinais, transversais e o estado de superfície do pavimento;

b) Avaliações Estruturais, onde é apurada a atual estrutura do pavimento,

fazendo parte integrante o estudo de tráfego.

• Vídeo-Registro dos pavimentos;

• Coleta para determinação do tráfego: tipo, classificação e volume de tráfego da frota

atual e prevista.

• Pesagem da frota circulante existente.

• Coletas de fatores do meio ambiente: temperatura, pluviometria, umidade e drenagem

do local inspecionado.

15

Esses levantamentos, específicos para o SGP deverão ser complementados por dados

referentes aos custos unitários de execução dos diversos serviços de manutenção e

reabilitação e aos custos operacionais dos veículos.

A existência de um banco de dados real e confiável é fundamental. Caso contrário se

torna totalmente errada qualquer tipo de análise e previsão de desempenho do

pavimento existente. O banco de dados é o centro do SGP, é ele que abastece todas as

atividades da gerência.

2.2 – AVALIAÇÃO DE PAVIMENTOS

2.2.1 - Definição e generalidades

A avaliação da superfície dos pavimentos é uma atividade do SGP que possui métodos e

procedimentos padronizados para levantamento de medidas e observações de campo

que possibilitem que sejam estudadas as condições estruturais e funcionais dos

pavimentos.

O objetivo fundamental da avaliação de pavimentos é fornecer dados para projetos de

reabilitação e de manutenção e para o SGP. A partir dos dados levantados é possível

criar um banco de dados das condições reais do pavimento e monitorar o seu

desempenho a partir de levantamentos periódicos.

De acordo com Yoder e Witczak (1975), a condição funcional descreve a qualidade da

rodovia em termos de conforto, custos e segurança, enquanto a condição estrutural está

relacionada à capacidade de suporte.

A condição estrutural do pavimento indica por quanto tempo este manterá um nível

adequado de condição funcional ou serventia. A condição de um pavimento representa o

nível de degradação resultante do processo de deterioração (DNER, 1998).

16

A avaliação da condição funcional da superfície do pavimento permite que sejam

estimados o conforto e a segurança que estão sendo oferecidos aos usuários. A

estimativa pode ser feita de forma subjetiva, utilizando-se pessoas que transitam pelo

trecho e dão notas, por exemplo, de zero (0) a cinco (5), associando assim aos defeitos

dos pavimentos (MEDINA, 1997).

As condições funcionais e estruturais de um pavimento são avaliadas por procedimentos

que sejam adequados às suas características, utilizando-se várias metodologias para

levantamento de defeitos que surgem na superfície dos pavimentos. Vários fatores, tais

como clima, solicitação do tráfego, má concepção do projeto, características dos

materiais e processos construtivos, atuando de forma isolada ou simultânea, são as

causas destes defeitos. De modo geral estas metodologias objetivam:

• Avaliar as condições de superfície do pavimento relativas ao conforto e à segurança

oferecidos aos usuários;

• Elaborar um inventário das principais ocorrências de defeitos na superfície dos

pavimentos asfálticos;

• Determinar por meio de medições, os fatores que causaram os defeitos na superfície

dos pavimentos;

• Descrever e caracterizar os defeitos, identificando o tipo, a severidade e a ”densidade”

dos mesmos.

No levantamento das avaliações das condições dos pavimentos, é imprescindível que

sejam definidos. De acordo com (HAAS et al., 1994, AASHTO, 1993, KUO et.al.,

2003):

• Os segmentos de pavimentos (com todos os detalhes, tais como: condição atual etc.);

• Seleção e verificação da eficácia das alternativas de M&R;

17

• Um plano de investimento em função das restrições orçamentárias para estabelecer as

prioridades;

• Estabelecimento de modelos de curvas para previsão de deterioração;

• Determinar os parâmetros que serão utilizados para a previsão da taxa de deterioração;

• Um banco de dados com as informações originadas do inventário e de um cadastro.

2.2.2 - Defeitos dos Pavimentos

A avaliação funcional dos pavimentos tem como conceito básico associado o conforto

ao rolamento. Este pode ser quantificado sob dois aspectos principais: pela

irregularidade e pelos defeitos.

A avaliação dos defeitos dos pavimentos é uma atividade que permite verificar

condições funcionais dos pavimentos. São diversas as causas destes defeitos: tráfego,

clima, deficiência de projetos, processos construtivos e características físicas dos

materiais. Estes fatores atuam separados ou concomitantemente.

O procedimento empregado na avaliação deve ser adequado às características e

peculiaridades dos pavimentos e aos objetivos pretendidos. Existe uma série de métodos

que foram elaborados e são utilizados por vários órgãos rodoviários. A eficiência destas

técnicas é variável e depende principalmente do grau de detalhamento e número de

variáveis a levantar, que, por sua vez, aumentam proporcionalmente os custos de

avaliação.

Os defeitos da superfície dos pavimentos precisam ser descritos e caracterizados de

forma adequada para que o engenheiro possa tomar decisões sobre a estratégia de

manutenção a adotar, de forma eficaz e econômica. A caracterização de um defeito é

obtida através de três requisitos principais (SHAHIN e KOHN, 1979); EPPS et. al.,

(1986); AASHTO, (1993); AUTRET, (1991); GRIVAS et al., (1991):

18

a) tipo: identificação do defeito, procurando classificá-lo pelo mecanismo causador;

b) severidade: anotação da progressão do defeito a fim de determinar o grau de

deterioração;

c) extensão: avaliação da extensão relativa de área do pavimento atingida em cada

defeito e respectiva severidade.

2.2.2.1 - Tipos de defeitos e suas descrições

As estruturas dos pavimentos e as condições ambientais são muito diversas, e também o

são os defeitos. Porém, para facilitar a identificação dos principais tipos de defeitos e

uniformizar tanto quanto possível os julgamentos de vários avaliadores, existem vários

manuais ou catálogos de identificação e causas de defeitos, nacionais e estrangeiros.

Entretanto, existe um bom nível de padronização e similaridade entre os manuais

conhecidos. (PINTO e PREUSSLER, 2002).

Alguns manuais de levantamento de defeitos encontrados na literatura são,

(BENEVIDES, 2006):

1. O Manual da AASHTO (1986), apresenta 17 (dezessete) tipos de defeitos em

pavimentos flexíveis.

2. Catálogo dos defeitos dos revestimentos dos Pavimentos (ABPv, 1978), com 64

(sessenta e quatro) defeitos, sendo 32 (trinta e dois) em pavimentos flexíveis.

3. DOMINGUES, (1993b), com 23 (vinte e três) tipos de defeitos em pavimentos

flexíveis.

4. SHAHIN e KHON, (1979), apresentam o PAVER, com 19 (dezenove) tipos de

defeitos em pavimentos asfálticos e 19 (dezenove) tipos de defeitos em pavimentos

rígidos.

19

5. SHRP, (1993 e 2003), com 15 (quinze) tipos de defeitos em pavimentos flexíveis.

6. DNER, (1998), mostra 17 (dezessete) tipos de defeitos em pavimentos flexíveis.

Os manuais acima elencados detalham os tipos de defeitos em pavimentos flexíveis. Os

defeitos são descritos indicando-se ainda as causas prováveis, ou seja, os fatos que

concorreram para a formação do defeito. A localização também é enfocada para ajudar

na distinção entre defeitos. Para auxiliar na programação das atividades de manutenção

e reabilitação são analisados os mecanismos de ocorrência que serão úteis no

diagnóstico da patologia.

Apresentam-se, a título ilustrativo, os principais defeitos dos pavimentos detalhados por

PINTO e PREUSSLER (2002) e DOMINGUES, (1993) que em grande parte coincidem

com os manuais de defeitos da AASHTO (American Association of State Highway and

Transportation Officials) e do SHRP (Strategic Highway Research Program):

I) Trincamento tipo jacaré

Este trincamento é caracterizado por uma série de trincas interligadas causadas pela

fadiga do revestimento asfáltico (ou da base cimentada), decorrentes da ação repetida

das cargas de tráfego. Seu aspecto assemelha-se ao couro de jacaré ou crocodilo. Na

figura 2.2 (a) e (b) são mostrados exemplos deste defeito.

A principal causa deste defeito é a ação repetida das cargas de tráfego. As condições

ambientais (temperatura e umidade) podem acelerar o início e a propagação das trincas

e ainda a compactação deficiente, reflexão de trincas subjacentes ao revestimento, etc.

Apresentam três níveis de severidade:

Baixa: poucas trincas conectadas, sem erosão nos bordos e sem evidências de

bombeamento.

Média: trincas conectadas e bordos levemente erodidos, mas sem evidências de

bombeamento.

20

Alta: trincas erodidas nos bordos, movimentação dos blocos quando submetidos

ao tráfego e com evidências de bombeamento.

Deve-se medir e registrar a área afetada (m²) em cada nível de severidade.

(a) (b)

FIGURA 2.2 – Exemplos de trincamento tipo jacaré, de níveis de severidade média (a) e alta (b) (WSDOT Pavement Guide Interactive,2007).

II) Trincamento em Bloco

As trincas em bloco possuem formato aproximadamente retangular, sendo os blocos de

vários tamanhos. Estes blocos sofrem uma redução nas suas dimensões à medida em

que aumenta o grau de deterioração.

Este tipo de trincamento é causado, principalmente, pela contração do material de

revestimento, em função da alternância diária entre altas e baixas temperaturas. A sua

constatação, geralmente, indica que o ligante asfáltico perdeu significativamente sua

característica elástica. Tal defeito também poderá ocorrer quando houver a união de

trincas transversais e longitudinais, em revestimentos executados sobre bases

cimentadas, e poderá ocorrer sobre toda a região do revestimento podendo manifestar-se

no acostamento. Na figura 2.3 (a) e (b) são mostrados exemplos deste defeito.


Baixa: trinca com medida da abertura < 6mm ou com material selante em boas

condições.

21

Média: trinca com abertura média > 6mm e < 19mm ou com trincas aleatórias

adjacentes com severidade baixa.

Alta: trinca com abertura média superior a 19mm ou trincas com abertura média

inferior a 19mm, mas com trincas aleatórias adjacentes com severidade média a

alta.

Deve-se medir e registrar a área afetada (m²) a cada nível de severidade.

(a) (b)

FIGURA 2.3 – Exemplos de trincamento em bloco, de níveis de severidade média (a) e alta (b), (WSDOT Pavement Guide Interactive; 2007, DOMINGUES, 1993).

III) Trincamento Transversal e Longitudinal

As trincas longitudinais são paralelas ao eixo da pista de rolamento. As trincas

transversais são perpendiculares ao eixo da pista. Ambos os trincamentos são

considerados tipos de defeitos estrutural e funcional. Nas figuras 2.4 e 2.5 são

mostrados exemplos destes defeitos.

Entre as principais causas destes defeitos estão:

- Junta de construção mal executada;

- Contração/dilatação do revestimento devido ao gradiente térmico ou

envelhecimento do asfalto;

22

- Propagação das trincas existentes nas camadas subjacentes, como por exemplo

das bases tratadas com cimento ou juntas de revestimentos rígidos (trincas de

propagação);

As trincas longitudinais apresentam três níveis de severidade:

Baixa: trincas com abertura média inferior a 6mm ou seladas com material

selante em boas condições.

Média: trincas com abertura média entre 6mm e 19mm ou com trincas aleatórias


Alta: trinca com abertura média superior a 19mm ou trincas com abertura média

inferior a 19mm, mas com trincas aleatórias adjacentes com severidade média a

alta.

Deve-se medir e registrar a extensão (m) das trincas longitudinais e os níveis de

severidade correspondentes (nas trilhas de roda ou fora das trilhas de roda). Registrar a

extensão com selante em boas condições.

As trincas transversais apresentam três níveis de severidade:

Baixa: trincas com abertura média inferior a 6 mm ou seladas com material

selante em boas condições.

Média: trincas com abertura média entre 6 e 19 mm ou com trincas aleatórias


Alta: trincas com abertura média superior a 19 mm ou trincas com abertura

média inferior a 19 mm, mas com trincas aleatórias adjacentes com severidade

média a alta.

Adotar a mais elevada, desde que represente pelo menos 10% da extensão. Deve-se

medir e registrar o número de trincas transversais, a extensão e os níveis de severidade

correspondentes. Registrar a extensão com selante em boas condições.

23

(a) (b)

FIGURA 2.4 – Exemplo de trinca longitudinal, de níveis de severidade média (a) e alta (b), (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007).

(a) (b)

FIGURA 2.5 – Exemplo de trinca transversal, de níveis de severidade alta (a) e (b), (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007).

IV) Trincamento de Borda

As trincas de borda são fendas que se formam normalmente em uma região asfaltada de

no máximo 60cm da borda do pavimento ou na região divisória em que o pavimento

sofreu alargamento. Caracteriza-se por uma trinca longitudinal ou por uma área trincada

ocorrente na região da junção entre a pista e o acostamento ou entre a pista e o

alargamento. O trincamento de borda pode ter desintegração ou erosão ao longo da

borda. Na figura 2.6 (a) e (b) são mostrados exemplos deste defeito.

24

Entre as principais causas deste defeito estão:

- Construção deficiente da junta de ligação entre a pista e o acostamento, ou

alargamento;

- Diferença de rigidez entre os materiais constituintes do acostamento ou do

alargamento e do pavimento existente;

- Compactação insuficiente;

- Drenagem deficiente ou inexistente.


Baixa: Trincas sem quebra ou perda de material.

Média: Trincas com quebra ou perda de material com até 10% da extensão

afetada.

Alta: Trincas com quebra ou perda de material com mais de 10% da extensão

afetada.

Deve-se medir e registrar a extensão afetada(m) em cada nível de severidade.

(a) (b) FIGURA 2.6 – Exemplos de trincamento de borda, de níveis de severidade média (a) e

alta (b), (PINTO e PREUSSLER, 2002).

25

V) Trincamento Parabólico

Este tipo de defeito é caracterizado pela formação de trincas em forma de meia lua,

geralmente com ambas as pontas indicando a direção do tráfego. Na figura 2.7

mostram-se exemplos deste defeito.


- Má ligação ente o revestimento asfáltico e a camada subjacente;

- Baixa estabilidade da mistura asfáltica.

Não se apresenta níveis de severidade, pois não é definido nenhum grau de severidade

para o trincamento parabólico. É suficiente indicar que a falha existe.

Deve-se medir e registrar a extensão afetada (m).

(a) (b)

FIGURA 2.7 – Exemplos de trincamento parabólico, (DOMINGUES, 1993).

VI) Afundamento localizado ou depressão

A depressão é um afundamento localizado cujo nível (ou altura) é mais baixa do que a

superfície ao seu redor. Na fase inicial esta falha é percebida após a ocorrência de

chuva, devido ao acúmulo de água em seu interior. Na figura 2.8 (a) e (b) mostram-se

exemplos deste defeito.

26

As depressões podem ser causadas por deficiências construtivas ou geradas por recalque

do terreno de fundação ou do material de aterro.

Não são aplicados níveis de severidade para este defeito.

Deve-se medir e registrar a máxima deformação permanente (mm).

(a) (b)

FIGURA 2.8 – Exemplos de afundamentos localizados ou depressão (DOMINGUES, 1993).

VII) Afundamento na trilha de roda

É uma depressão do revestimento que se forma na região onde se dá a passagem das

cargas, ou seja, nas trilhas de roda. Em sua fase inicial esta falha só é perceptível após a

ocorrência de chuva, pois os sulcos ficam preenchidos por água. Até certos limites estes

afundamentos são toleráveis, porém, quando o acúmulo das deformações permanentes

formam flechas expressivas nas trilhas de roda, a estrutura estará em um estado terminal

e colocando em risco a segurança dos usuários. Na figura 2.9 (a) e (b) mostram-se dois

exemplos deste defeito, sendo que um deles (a) apresenta também trinca couro de

jacaré.


- Deficiência no dimensionamento do pavimento;

- Compactação insuficiente de uma ou mais camadas durante a construção;

- Mistura asfáltica inadequada (com baixa estabilidade);

27

- Enfraquecimento de uma ou mais camadas devido à infiltração de água.


Deve-se medir e registrar a máxima deformação permanente (mm), nas duas trilhas de

roda, a externa e a interna.

(a)

(b)

FIGURA 2.9 – Exemplos de afundamentos na trilha de roda, (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007; DOMINGUES, 1993).

VIII) Afundamento Plástico

È uma depressão caracterizada por um afundamento na região solicitada e um

solevamento lateral. Na figura 2.10 (a) e (b) são apresentados dois exemplos deste tipo

de defeito.

O afundamento plástico é causado pela ruptura de uma ou mais camadas do pavimento

ou fluência elevada da massa asfáltica.


Deve-se medir e registrar a máxima deformação permanente (mm).

28

(a) (b)

FIGURA 2.10 – Exemplos de afundamento plástico, (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007; DOMINGUES, 1993).

IX) Corrugação (ondulação, costela)

A corrugação é uma falha caracterizada por ondulações transversais, de caráter plástico

e permanente, no revestimento asfáltico. Na figura 2.11 (a) e (b) são apresentados dois

exemplos deste tipo de defeito.


- Instabilidade da mistura betuminosa da camada de revestimento e/ou da base;

- Excesso de umidade das camadas subjacentes;

- Contaminação da mistura asfáltica por materiais estranhos;

- Retenção de água na mistura asfáltica.

Não são aplicados níveis de severidade para este defeito. São associados aos efeitos sobre

a qualidade do rolamento.

Deve-se medir e registrar o número de ocorrências e a área afetada (m²).

29

(a) (b)

FIGURA 2.11 – Exemplos de corrugação, (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007; DOMINGUES, 1993).

X) Escorregamento de Capa

O escorregamento é um movimento horizontal da mistura asfáltica ocasionado pelos

esforços tangenciais transmitidos pelas cargas dos veículos (frenagem e aceleração) e

que produzem uma ondulação curta e abrupta na superfície do pavimento. Na figura

2.12 (a) e (b) mostram-se exemplos deste defeito.


- Ligação inadequada entre o revestimento a e camada sobre a qual esta se apoia

(deficiências na imprimação ou pintura de ligação);

- Limitada inércia do revestimento asfáltico devido à pequena espessura;

- Compactação deficiente da mistura asfáltica ou da porção superior da camada

de base;

- Fluência plástica do revestimento na ocorrência de altas temperaturas.

Não são aplicados níveis de severidade para este defeito. São associados aos efeitos sobre

a qualidade do rolamento.

Deve-se medir e registrar o número de ocorrências e a área afetada (m²).

30

.

(a) (b)

FIGURA 2.12 – Exemplos de escorregamento de capa, (PINTO e PREUSSLER, 2002).

XI) Desgaste

Considera-se pela designação genérica de desgaste, a perda de agregados e/ou

argamassa fina do revestimento asfáltico. Caracteriza-se pela aspereza superficial

anormal, com perda do envolvimento betuminoso e arrancamento progressivo dos

agregados. Na figura 2.13 (a) e (b) mostram-se exemplos deste defeito.


- Perda de coesão entre agregado e ligante devido à presença de material

estranho no momento da construção;

- Presença de água no interior do revestimento que origina sobrepressões

hidrostáticas capazes de provocar o deslocamento da película betuminosa;

- Deficiência localizada de ligante asfáltico nos serviços por penetração

decorrente de entupimento dos bicos ou má regulagem da barra espargidora.

- Problemas de adesividade em função da mineralogia do agregado.


Baixa: início do desgaste, com perdas de agregados miúdos – não progredindo

significativamente.

Média: textura superficial torna-se áspera, com perda de agregados miúdos e de

alguns graúdos.

31

Alta: textura superficial muito áspera, com perda de agregados graúdos.


(a) (b)

FIGURA 2.13 – Exemplos de desgaste, de níveis de severidade média (a) e alta (b) (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007).

XII) Exsudação

A exsudação é um fenômeno no qual a película ou filme de material betuminoso forma-

se na superfície do pavimento e se caracteriza por manchas de variadas dimensões.

Estas manchas resultantes comprometem seriamente a aderência do revestimento aos

pneumáticos, principalmente sob tempo chuvoso, caracterizando um sério problema

funcional. Na figura-se 2.14 (a) e (b) tem-se exemplos deste defeito.


- Dosagem inadequada da mistura asfáltica, acarretando teor excessivo de

ligante e/ou índice de vazios muito baixo;

- Temperatura do ligante acima da especificada no momento da mistura,

acarretando a dilatação do asfalto e ocupação irreversível dos vazios entre as

partículas ou ainda a falta de agregado no caso de tratamentos superficiais.

Apresenta três níveis de severidade:

32

Baixa: mudança de coloração em relação ao restante do pavimento devido ao

excesso de asfalto.

Média: perda de textura superficial. Superfície do pavimento com textura

espelhada por excesso de asfalto.

Alta: excesso de asfalto dando ao pavimento uma superfície com aparência

brilhante; marcas de pneus evidentes em tempo quente; agregados cobertos pelo

asfalto.


(a) (b)

FIGURA 2.14 – Exemplos de exsudação, de níveis de severidade média (a) e alta (b) (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007).

XIII) Agregado Polido

Este defeito caracteriza-se pela inexistência (ou pouca) projeção dos agregados acima

da superfície do pavimento, provocando deficiências de aspereza e consequentemente

na resistência à derrapagem. Na figura-se 2.15 (a) e (b) tem-se exemplos desta falha do

pavimento.

Esta falha só deverá ser considerada quando o grau de polimento influenciar na redução

da resistência à derrapagem. Sua presença poderá ser verificada visualmente ou pelo

tato sobre a superfície do pavimento.

A principal causa deste defeito é a repetição da passagem dos pneumáticos sobre o

revestimento constituído de agregados inadequados quanto a esta característica.

33

Lamentavelmente, no Brasil não há normas de ensaio de polimento acelerado e na

ocasião da escolha dos agregados para compor a massa asfáltica não se tem como

avaliar este aspecto.


Níveis de polimento podem ser associados à redução no coeficiente de atrito pneu

pavimento.

Deve-se medir e registrar em m² de área da superfície afetada.

(a) (b)

FIGURA 2.15 – Exemplos de agregado polido, (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007).

XIV) Remendo

O remendo é uma porção do revestimento onde o material original foi removido e

substituído por outro material. Remendos existentes são em geral consideradas falhas, já

que refletem o mau comportamento da estrutura original, gerando normalmente

incremento na irregularidade longitudinal. Na figura-se 2.16 (a) e (b) tem-se exemplos.


- Solicitação intensa do tráfego;

- Emprego de material de má qualidade;

- Agressividade das condições ambientais;

- Problemas construtivos.

34

O nível de severidade deste defeito é em função da severidade dos defeitos

apresentados pelo remendo.

Deve-se medir e registrar o número de remendos e a área afetada (m²) em cada nível de

severidade.

(a) (b)

FIGURA 2.16 – Exemplos de remendo, (PINTO e PREUSSLER, 2002).

XV) Panela (buraco)

As panelas são cavidades formadas inicialmente no revestimento do pavimento e que

possuem dimensões e profundidades variadas. O defeito é muito grave, pois afeta

estruturalmente o pavimento, permitindo o acesso das águas superficiais ao interior da

estrutura. Também é grave do ponto de vista funcional, já que afeta a irregularidade

longitudinal e, como conseqüência, a segurança do tráfego, e o custo do transporte. Na

figura 2.17 (a) e (b) mostram-se exemplos deste defeito.


- Trincamento (estágio terminal);

- Desintegração localizada na superfície do pavimento (desgastes de severidade

alta);

- Evolução dos defeitos.

35

Apresentam-se três níveis de severidade:

Baixa: panela com profundidade menor que 25 mm.

Média: panela com profundidade entre 25 e 50 mm.

Alta: panela com profundidade maior que 50 mm.

Deve-se medir e registrar o número de panelas e a área afetada em cada nível de

severidade.

(a) (b)

FIGURA 2.17 – Exemplos de Panela, de níveis de severidade média (a) e alta (b) (DOMINGUES, 1993).

XVI) Desnível entre Pista e Acostamento

Este defeito caracteriza-se pela diferença em elevação entre a pista e o acostamento. Em

condições normais poderá haver um pequeno desnível entre pista e acostamento. . Na

figura 2.18 (a) e (b) mostram-se exemplos deste defeito.


- Recalque do acostamento;

- Perda de material em acostamentos não pavimentados devido ao deslocamento

do ar provocado pela passagem dos veículos e ação da água de chuva;

- Problemas construtivos, principalmente nos recapeamentos.

- Recapeamentos sucessivos

36

Não são aplicados níveis de severidade para este defeito. É medido o desnível em (mm)

com intervalos de 15m.

Deve-se medir e registrar o desnível (mm) a cada 15m, ao longo da interface pista

acostamento.

(a) (b)

FIGURA 2.18 – Exemplos de desnível entre pista e acostamento (PINTO e PREUSSLER, 2002).

XVII) Separação entre Pista e Acostamento

Este defeito caracteriza-se pelo alargamento da junção entre a pista e o acostamento.

Essa separação não é considerada como um defeito se a junta está muito fechada ou

selada e impedindo a infiltração de água às camadas inferiores. A figura 2.19 (a) e (b)

mostra exemplos deste defeito.


- Falta de capacidade de suporte do acostamento;

- Movimentos rotacionais do corpo do aterro devido a instabilidade de taludes;

- Deslocamentos do material do acostamento devido á retração térmica.

Não é aplicado níveis de severidade para este defeito.

Deve-se medir e registrar o número de ocorrência e a extensão afetada (m).

37

(a) (b)

FIGURA 2.19 – Exemplos de separação entre pista e acostamento (DOMINGUES, 1993).

XVIII) Bombeamento

O bombeamento é caracterizado pela ascensão de água e finos nas trincas sob a ação das

cargas de tráfego. Ele é percebido pela existência de manchas na superfície ou pela

acumulação de material fino junto ás trincas. Na figura 2.20 (a) e (b) mostram-se

exemplos deste defeito. O bombeamento é causado pela existência de vazios sob o

revestimento e a sobrepressão hidrostática provocada pela passagem dos veículos.

Não são aplicados níveis de severidade, porque o bombeamento depende do teor de

umidade das camadas inferiores do pavimento e das cargas aplicadas.

Deve-se medir e registrar o número de ocorrência e a extensão afetada (m).

(a) (b)

FIGURA 2.20 – Exemplos de bombeamento, (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007; DOMINGUES, 1993).

38

XIX) Envelhecimento

Caracteriza-se pela perda das propriedades viscoelásticas do ligante betuminoso. Na

figura 2.21é mostrado um exemplo deste defeito.


- Deficiência de ligante ou oxidação;

- Excesso de aquecimento do ligante ou do agregado durante a usinagem.

Não são aplicados níveis de severidade para este defeito. Deve-se medir e registrar o

número de ocorrência e a extensão afetada (m).

FIGURA 2.21 – Exemplo de envelhecimento, (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007).

2.2.2.2 – Métodos de avaliação dos defeitos de superfície

Para levantamento dos defeitos dos pavimentos podem ser utilizados métodos manuais e

automatizados.

Os levantamentos manuais são feitos a pé ou no interior de um veículo trafegando em

velocidades que variam de 6,4 a 16 km/h (HAAS, et. al. 1994), 3 a 10 km/h (DNER,

1998), 20 a 30 km/h (AUTRET e BROUSSE, 1991, apud MARCON, 1996). Os

segmentos são selecionados por amostragem a intervalos predeterminados, utilizando-se

39

procedimentos estatísticos. HAAS (1994), cita que o tamanho da amostra varia de 10 a

25% da extensão da rede, sendo função dos recursos disponíveis e dos tipos de defeitos.

Os levantamentos automatizados são feitos por veículos aparelhados com equipamentos

especiais dotados de câmeras de vídeo-filmagem e também fotográficas. A velocidade

do veículo varia entre 30 km/h e 110 km/h. O estado do pavimento é registrado por

meio das câmeras, possibilitando uma posterior análise no escritório a partir do monitor

do vídeo. Isto permite um levantamento de toda extensão da rede, sem a necessidade de

determinação de segmentos por amostragem.

BENNETT (1998) enfoca a tendência do uso de equipamentos automatizados na coleta

de dados dos pavimentos. Cita que os administradores e consultores dispõem de uma

grande variedade destes tipos de equipamentos, produzidos em diversos países, com

diferentes tecnologias, com variabilidade de custos, capacidades e características.

Destaca também, que os principais problemas que têm sido encontrados pelos usuários

referem-se à verificação e a avaliação do desempenho destes instrumentos, bem como

na identificação dos defeitos.

Neste trabalho, pretendeu-se aliar os levantamentos manuais aos levantamentos

automáticos. O levantamento manual é feito por um avaliador dentro de um veículo ao

mesmo tempo em que também é feito de forma automática, sendo todos os dados

armazenados de forma contínua no computador e registrados através da filmagem. A

velocidade do veículo varia entre 30 km/h a 80 km/h, em função apenas da quantidade

de defeitos, permitindo assim o levantamento de toda extensão da rede. Este método e o

equipamento serão mais bem enfocados no capítulo 3.

I) Levantamentos manuais

Os levantamentos manuais podem ser realizados a pé ou no interior de um veículo. Na

execução, dois avaliadores, devidamente treinados, (que juntamente com o motorista

compõem a equipe), descem do veículo e efetuam medidas de abertura de trincas e

afundamentos de trilhas de roda.

40

São examinadas as faixas de tráfego e os acostamentos. As características dos defeitos

podem são registradas em planilhas padronizadas, utilizando códigos alfanuméricos ou

em planilhas eletrônicas utilizando teclados e computadores portáteis (laptops ou

notebooks).

A seguir são listados os procedimentos e métodos de levantamento manual utilizados no

Brasil, e as normas que os regem.

a) Avaliação Objetiva de Pavimentos

Norma DNIT 007/2003 (antiga DNER-ES 128/83)

Em 1983, o DNER – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem atual DNIT -

Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes - desenvolveu metodologias e

instruções para o levantamento da condição de superfície dos pavimentos que constituiu

a norma DNER-ES 128/83.

Em 2003 a norma DNER-ES 128/83, foi substituída pelo procedimento DNIT 007/2003

PRO e tem atualmente sua concepção original dirigida para Sistemas de Gerência de

Pavimentos como também para projetos de reforço. Os levantamentos são efetuados por

caminhamento e por amostragem. O objetivo é possibilitar o cálculo da percentagem de

área afetada por cada tipo de defeito de segmentos homogêneos preestabelecidos. Esta

metodologia diferencia do procedimento DNIT 006/2003 PRO onde a obtenção da

percentagem é em função da freqüência relativa. Objetivo final da coleta de dados

prevista nesta Norma é determinar o percentual da área do pavimento afetado por cada

defeito.

O levantamento dos defeitos é executado apenas em seis superfícies de avaliação com

seis metros de comprimento, sendo que duas destas superfícies são retiradas de cada um

dos três segmentos-testemunha de 100 m selecionados de um subtrecho homogêneo.

Todos os defeitos encontrados nas seis superfícies de avaliação são levantados, tendo

cada defeito demarcado pelo retângulo que o circunscreve. A área desse retângulo é

41

anotada numa ficha constante da Norma. Para as trincas isoladas, convencionou-se

adotar 0,15m como largura do retângulo.

De acordo com a referida Norma, os defeitos são classificados e codificados através da

norma DNIT 005/2003-TER, em um quadro resumo conforme mostrado na tabela 2.1:

TABELA 2.1 – Quadro resumo de defeitos (DNIT 005/2003-TER) FENDAS CODIFICAÇÃO CLASSE DAS FENDAS Fissuras FI - - -

Curta TTC FC-1 FC-2 FC-3 Transversais Longa TTL FC-1 FC-2 FC-3 Curta TLC FC-1 FC-2 FC-3

Trinca Isolada1

Longitudinais Longa TLL FC-1 FC-2 FC-3 Sem erosão

acentuada nas bordas das

trincas

J - FC-2 -

Trincas no revestimento geradas por deformação permanente

excessiva e/ou decorrentes do fenômeno de

fadiga

Trinca Interligada2 “Jacaré” Com erosão

acentuada nas bordas das

trincas

JE - - FC-3

Trinca Isolada Devido à retração térmica ou

dessecação da base (solo-cimento) ou do revestimento

TRR FC-1 FC-2 FC-3

Sem erosão acentuada nas

bordas das trincas

TB - FC-2 -

Trincas no revestimento

não atribuídas ao fenômeno de

fadiga Trinca

Interligada “Bloco” Com erosão acentuada nas

bordas das trincas

TBE - - FC-3

OUTROS DEFEITOS CODIFICAÇÃO

Local Devido à fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleito

ALP

Plástico

Na Trilha Devido à fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleito

ATP

Local Devido à consolidação diferencial ocorrente em camadas do pavimento ou do subleito

ALC

Afundamento

De Consolidação

Na Trilha Devido à consolidação diferencial ocorrente em camadas do pavimento ou do subleito

ATC

Ondulação/ Corrugação – Ondulações transversais causadas por instabilidade da mistura betuminosa constituinte do revestimento ou da base. O

Escorregamento (do revestimento betuminoso) E Exsudação do ligante betuminoso do revestimento EX Desgaste acentuado na superfície do revestimento D “Panelas” ou buracos decorrentes da desagregação do revestimento e às vezes de camadas inferiores P

Remendo Superficial RS Remendos Remendo Profundo RP 1 Classe das trincas isoladas FC-1: são trincas com abertura superior à das fissuras e menores que 1,0mm. FC-2: são trincas com abertura superior a 1,0mm e sem erosão nas bordas. FC-3: são trincas com abertura superior a 1,0mm e com erosão nas bordas. 2 Classe das trincas interligadas

As trincas interligadas são classificadas como FC-3 e FC-2 caso apresentem ou não erosão nas bordas.

42

Ainda de acordo com a Norma DNIT, 007/2003 PRO, as medições da flecha na trilha de

roda são realizadas na seção transversal média de cada superfície de avaliação, nas

trilhas de roda interna e externa de ambas as faixas de tráfego.

Norma DNIT 006/2003 (antiga DNER-PRO 008/94)

Esta Norma, atualizada em 1994 e 2003, é anterior à Norma DNER-ES 128/83, tendo

sua versão original sido aprovada em 1978 (DNER TER 01-78). Seu principal objetivo

é a obtenção do Índice de Gravidade Global – IGG.

A DNIT 006/2003 fixa as condições exigíveis na avaliação objetiva da superfície de

pavimentos flexíveis e semi-rígidos e tem como principal objetivo estabelecer uma

forma de calcular o Índice de Gravidade Global (IGG), parâmetro numérico que

representa uma qualificação geral do estado do pavimento, em função de uma

combinação de defeitos que o mesmo apresenta. O IGG é uma adaptação para as

condições brasileiras desenvolvida pelo Engº Armando Martins Pereira do “Severity

Index”, proveniente de estudos experimentais americanos e canadenses.

O IGG é bastante utilizado em projetos rodoviários pelas empresas de consultoria

brasileiras. Entretanto, não é aconselhável que seja empregado em pavimentos com

revestimento por penetração devido a não adequação de classificação de falhas e dos

próprios fatores de ponderação a este tipo de revestimento.

Para o cálculo do IGG primeiro são levantados os defeitos de acordo com a codificação

da Norma DNIT 005/2003-TER, apresentado na tabela 2.1.

O levantamento dos defeitos é executado a cada 20,00 m, alternados em relação ao eixo

da pista do rolamento. As superfícies de avaliação são demarcadas sobre o pavimento

recebendo um número correspondente à estaca ou distância ao marco quilométrico.

Assim são avaliados três metros avante da estaca demarcada e três metros à ré.

43

Depois são calculadas as freqüências absolutas e relativas das ocorrências inventariadas.

A freqüência absoluta (fa) corresponde ao número de vezes em que a ocorrência foi

verificada. A freqüência relativa (fr) é obtida através da expressão 2.1:

nfafr 100×

= (2.1)

onde:

fr - freqüência relativa;

fa - freqüência absoluta;

n - número de estações inventariadas.

A seguir, multiplicam-se as freqüências relativas pelos fatores de ponderação

apresentados na Tabela 2.2 (DNIT, 006/2003 – PRO) para os oito tipos de defeitos

levantados. Em função destes fatores é calculado o Índice de Gravidade Individual

(IGI), usando a equação 2.2.

TABELA 2.2 – Fatores de ponderação para defeitos de superfície (DNIT, 006/2003).

∑ ×= )( fpfrIGI (2.2)

onde:

fr é a freqüência relativa obtida pela razão entre a freqüência absoluta (número de

incidência dos defeitos) e o número de estações levantadas.

fp é os fatores de ponderação.

44

O Índice de Gravidade Global (IGG) é obtido pela equação 2.3:

∑= IGIIGG (2.3)

A Tabela 2.3 mostra as condições do pavimento em função do IGG definindo a

correspondência entre conceitos e limites.

TABELA 2.3 – Conceitos de degradação do pavimento em função do IGG

(DNIT, 006/2003).

b) Levantamento Visual Contínuo – LVC

O levantamento visual contínuo tem o objetivo de analisar a condição de superfície dos

pavimentos de modo contínuo. O levantamento se caracteriza por um exame visual dos

pavimentos para avaliação da freqüência dos defeitos encontrados e do estado de

conservação da superfície de rolamento, além de informar também o tipo de

revestimento e a espessura. É realizado por técnico no interior de um veículo,

trafegando a uma velocidade média de 30 km/h, em que são registradas as ocorrências

preponderantes que ocorrem na superfície do pavimento.

O LVC é muito utilizado pelos órgãos rodoviários brasileiros, para avaliação da

condição de superfície de suas respectivas malhas rodoviárias, cada órgão costuma

adotar seus respectivos procedimentos tendo como referencia a norma: DNIT 008/2003,

detalhada a seguir.

A freqüência dos defeitos e os pesos correspondentes proporcionam o cálculo do Índice

de Gravidade Global Expedito (IGGE), que associado ao Valor de Serventia Atual,

45

estabelece o denominado Índice de Estado de Superfície (IES), que classifica o

segmento rodoviário.

Cada quilômetro recebe, para cada tipo de defeito considerado no LVC, uma freqüência

que corresponde à porcentagem da extensão do segmento atingida pelo defeito. Esta

porcentagem é estimada de acordo com a tabela 2.4 e apenas para as “panelas”, as

freqüências serão estabelecidas pela quantidade de panelas encontradas por quilômetro.

TABELA 2.4 – Freqüência de defeitos (DNIT,008/2003 – PRO).

O técnico atribui também uma nota de 0 a 5 ao trecho, relativa ao conforto e à segurança

do usuário, denominado Índice de Condição do Pavimento Flexível (ICPF), que se

assemelha ao PSI (Present Serviceability Index.) adotado pela AASHTO ou VSA (Valor

de Serventia Atual) do DNIT 009/2003.

O Índice de condição do Pavimento Flexível (ICPF) é estimado com base na avaliação

visual do pavimento, classificando a superfície do segmento segundo conceitos de

excelente a péssimo, tendo em vista a aplicabilidade das medidas de manutenção

determinadas pelo profissional avaliador. A variação mínima do valor do índice é de

meio ponto. A tabela 2.5 apresenta os conceitos do ICPF, conforme descrição do estado

do pavimento.

46

TABELA 2.5 – Conceitos do ICPF (DNIT,008/2003).

O Índice de Gravidade Global Expedito (IGGE) é calculado em função da freqüência, e

de pesos dados aos tipos de defeitos. A tabela 2.6 apresenta os valores das freqüências e

gravidade para cada tipo de defeitos contemplados na norma DNIT 008/2003 – PRO.

TABELA 2.6 – Determinação do índice de gravidade (DNIT 008/2003).

47

A tabela 2.7 apresenta o valor dos pesos dados para cada tipo de defeitos contemplados

na norma DNIT 008/2003 – PRO em função de sua gravidade.

TABELA 2.7 – Pesos para cálculo do IGG (DNIT008/2003 – PRO).

Assim, o IGGE é calculado pela expressão 2.4 a seguir:

∑ ×+×+×= )()()( FprPprFoapPoapFtPtIGGE (2.4)

Onde:

– Ft , Pt = Freqüência e Peso do conjunto de trincas t;

– Foap , Poap = Freqüência e Peso do conjunto de deformações;

– Fpr , Ppr = Freqüência (quantidade por km) e Peso do conjunto de panelas e

remendos.

A partir desses levantamentos, foi estabelecido o denominado Índice de Estado de

Superfície (IES), detalhado na tabela 2.8, que é um valor, de 0 a 10, que cresce à medida

que aumenta a incidência e a severidade dos defeitos de superfície, tendo sido

concebido para sintetizar os resultados dos inventários de condições de superfície.

A partir dos valores individuais do IES, é realizada a segmentação do trecho quanto ao

estado de superfície dos pavimentos, agrupando as unidades quilométricas contíguas

com base nos mostrados na tabela 2.8.

48

TABELA 2.8 – IES - Índice do Estado de Superfície do Pavimento (DNIT,008/2003).

II) Levantamentos automatizados

De acordo com BENEVIDES (2006) nos levantamentos automatizados, os veículos são

aparelhados com equipamentos especiais dotados de câmeras de vídeo-filmagem e

também fotográficas. A velocidade do veículo varia entre 30 km/h e 110 km/h. O estado

do pavimento é registrado por meio das câmeras, possibilitando uma posterior análise

no escritório a partir do monitor do vídeo.

Este levantamento permite que por meio de sensores computadorizados sejam separados

e codificados os defeitos quanto aos tipos, severidade e integridade, assim como a

integração destas imagens com dados de construção dos pavimentos, tais como:

espessura e materiais das camadas, largura, número de faixas e sinalização, além do

volume de tráfego.

a) Vídeo Registro de Rodovias

A tecnologia de filmagem de rodovias pavimentadas já vem sendo utilizada em vários

países, principalmente pelos Estados Unidos que vêm usando esta tecnologia junto com

a análise automática dos defeitos obtidos das imagens do vídeo. Entre os principais

equipamentos que realizam a filmagem de rodovias podemos citar:

49

PASCO ROADRECON - Este equipamento (Figura 2.22) produz uma gravação

contínua da superfície do pavimento. As filmagens são realizadas a noite. A avaliação

dos defeitos do pavimento requer a interpretação manual das imagens obtidas pela

filmagem. (Haas et. al.,1994).

FIGURA 2.22 – Sistema PASCO ROADRECON, (Haas et. al., 1994).

GERPHO – Este equipamento (Figura 2.23) é usado principalmente na França com

outras aplicações na Espanha, Portugal e Tunísia, ele grava uma imagem contínua da

superfície do pavimento. (Haas et. al.,1994).

FIGURA 2.23 – Sistema GERPHO, (Haas et. al., 1994).

50

ARAN – Este equipamento além de realizar o vídeo registro dos defeitos dos

pavimentos, realiza também medidas do perfil transversal do pavimento, a figura 2.24,

ilustra o sistema de funcionamento e os equipamentos que o compõem. (Haas et.

al.,1994).

FIGURA 2.24 – Sistema ARAN, (Haas et. al., 1994).

No Brasil, de acordo com a diretoria de planejamento do DNIT (CGPLAN-DNIT) a

filmagem digital das rodovias, com posterior processamento e análise das filmagens

feitas por técnicos especialistas em pavimentos é denominado vídeo registro de

rodovias.

A base para realização do vídeo registro de rodovias é o veículo de filmagem. As

informações são recolhidas das rodovias com equipamentos sofisticados em ambiente

sujeito a condições adversas. É necessário que os dispositivos e recursos dos

equipamentos atendam às condições intempéricas quanto à temperatura, umidade,

poeira, choques e trepidações.

Para o enquadramento correto da imagem o veículo deve ter pára-brisa com inclinação

mínima e o capô curto. O veículo deve ter também um sistema de suspensão reforçada

com adaptações que contribuem para a estabilidade da imagem, esta suspensão deve

absorver os movimentos bruscos de buracos e depressões e os balanços nas curvas.

51

Todos os levantamentos de vídeo registro devem ser georreferenciados e também

referenciados ao quilômetro do local da imagem. Um hodômetro digital de precisão

fornecerá continuamente ao computador a quilometragem metro a metro com erro

máximo de 1m em 1 km.

A filmagem pode ser feita no padrão NTSC com no mínimo 29 quadros por segundo.

Em áudio pode ser gravada uma descrição feita pelo técnico das condições da

sinalização e das obras de arte especiais, interseções e da faixa de domínio. São

necessárias para a filmagem pelo menos duas filmadoras digitais, tipo profissional, com

resolução horizontal de, no mínimo, 500 linhas.

A instalação das câmeras pode ser feita da seguinte maneira: a primeira câmara fica na

parte frontal do veículo a fim de registrar as imagens do pavimento, para inventário das

condições das rodovias sob ponto de vista do usuário. A segunda câmara é voltada para

a parte de trás do veiculo, principalmente para elaboração dos relatórios de inventário e

necessidades de sinalização vertical, inventário da ocupação de faixa de domínio e ainda

em alguns casos do inventário de interseções e acessos.

As imagens são levadas do campo para o escritório, para serem analisadas por

especialistas, sendo então processadas, gerando inventários das características das vias.

As imagens são registradas de forma contínua e devem conter os seguintes dados

gravados em caracteres alfanuméricos:

• Código da rodovia e do trecho de acordo com a divisão em trechos do PNV;

Ex: 101 BRJ 3340

• Data e hora da filmagem (hora/minuto/segundo);

Ex: 17/03/06 - 11:40:32

• Identificação abreviada do sub-trecho;

Ex: RJ079-MANGA (Significando o ínicio e o final do sub-trecho)

• Quilometragem indicada pelo hodômetro;

Ex: +426.501(km 426 e 501 metros no sentido crescente da quilometragem.

(Para o sentido decrescente adota-se "-")

52

• Latitude, longitude e azimute.

Ex: 22°55,6' S - 44° 05,6'W - 185º

As imagens geradas pelo registro em vídeo, devem ser analisadas por técnicos

especialistas de respectivas áreas, em seguida serão processadas em meio digital,

podendo gerar vários relatórios de inventários conforme ordenados a seguir:

• Inventário de Segmentos Críticos

• Inventário de Interseções e Acessos

• Inventário de Travessias Urbanas e Contornos Rodoviários

• Inventário das Obras de Arte Especiais = OAES

• Inventário da Ocupação da Faixa de Domínio

• Inventário e Necessidades da Sinalização Vertical

• Inventário e Necessidades da Sinalização Horizontal

• Inventário de Condições de Rodovias sob Ponto de Vista do Usuário

2.2.3 - A Irregularidade dos Pavimentos

A Irregularidade de um pavimento medida ao longo do tempo é uma forma adequada de

expressar o seu desempenho para gerência em nível de rede. O fim de um ciclo de vida

útil de um pavimento pode ser definido através da adoção de um valor máximo

admissível para a sua irregularidade.

QUEIROZ (1984) define irregularidade de uma via como o somatório dos desvios de

sua superfície, em relação a um plano de referência, que afetam a dinâmica dos

veículos, a qualidade de rolamento e as cargas dinâmicas sobre a via.

SALEH et al. (2000), definem a irregularidade longitudinal como o somatório das

irregularidades, no perfil longitudinal de um pavimento, que causam desconforto,

insegurança e aumentam os custos de viagem.

Vários fatores causam o aumento da irregularidade com o tempo, dentre eles, a ação do

tráfego, o clima, o tipo de pavimento, a estrutura do pavimento e a qualidade da

53

construção. Não se deve entender a irregularidade como mais um defeito de superfície,

mas sim, como um parâmetro que representa englobadamente e defeitos que um

pavimento provoca na condição de rolamento dos veículos. Os movimentos e esforços

indesejáveis gerados nos veículos pela irregularidade longitudinal levam a uma

condição de rolamento desconfortável, insegura e antieconômica. A determinação da

irregularidade longitudinal de um pavimento pode ser considerada assim, como uma

medida indireta de sua serventia (DNER, 1998).

PATERSON (1987) ressalta que defeitos como afundamento de trilha de roda,

escorregamento do revestimento asfáltico e as depressões causam acréscimo na

irregularidade longitudinal.

A irregularidade influi na interação da superfície da via com os veículos, gerando

efeitos sobre os próprios veículos, sobre os passageiros e motoristas, e sobre as cargas

transportadas. O aumento da ação dinâmica das cargas sobre os pavimentos acelera a

deterioração da sua estrutura, afetando negativamente a segurança e o desempenho das

rodovias.

HAAS et al., (1994) citam que a dinâmica dos veículos é afetada pelas distorções na

superfície, e que estas causam desgaste, acréscimos no tempo de viagem e na

manutenção. Portanto, as distorções que originam as irregularidades têm grande

influência sobre aspectos funcionais, tais como no custo de operação dos veículos

(combustível, pneus), bem como causa prejuízos à condução dos veículos, diminuindo a

segurança, o conforto e a velocidade e tempo das viagens. Afeta, também, a

comodidade do usuário, provocando fadiga durante a viagem.

Entre os anos 1971 e 1982, o Banco Mundial realizou várias pesquisas no Brasil, no

Quênia, no Caribe e na Índia. Estes estudos tiveram como principal objetivo a

investigação da relação entre a irregularidade longitudinal nas rodovias e os custos dos

usuários.

No Brasil foi realizada entre 1977 e 1982, a Pesquisa de Inter-relacionamento dos

Custos Rodoviários, PICR, cujo objetivo foi recolher conhecimentos precisos sobre a

composição dos custos totais do transporte rodoviário, em função dos custos de

54

construção, de manutenção e de utilização das rodovias. Nessa pesquisa, foram

desenvolvidos modelos de previsão da irregularidade dos pavimentos com o tempo.

Estes modelos associados aos vários padrões alternativos de construção e conservação,

permitem que os custos dos usuários possam ser avaliados em relação a cada alternativa.

Nas últimas três décadas, vários estudos apontaram a irregularidade longitudinal como

sendo o parâmetro que mais causava desconforto aos usuários. Dada a sua importância

na percepção de conforto dos usuários, vários países adotam índices de serventia

baseados exclusivamente em medições de irregularidade. A irregularidade longitudinal

é, quase sempre, utilizada como fator decisivo na estimativa da vida útil do pavimento.

Outros parâmetros fundamentais e que influenciam a irregularidade longitudinal e

caracterizam quantitativa e qualitativamente a geometria de um determinado trecho de

rodovia é o IGV – Índice de Geometria Vertical que se caracteriza pela medida

agregada do gradiente vertical de uma rodovia, em m/km. e o IGH – Índice de

Geometria Horizontal que se caracteriza pelo valor agregado da curvatura horizontal da

rodovia, em graus/km.

Estudos mostram que 95% das informações relativas à serventia de pavimentos nos

testes originais da AASHO estão ligadas exclusivamente à irregularidade do perfil

(HASS et al. 1994). A importância de medir e prever a irregularidade das vias se deve

principalmente à sua relação com a qualidade do rolamento e com os vários

componentes dos custos operacionais.

Devido à difusão dos sistemas de gerência de pavimentos ocorrida na última década,

tem sido crescente a conscientização nos órgãos públicos da real necessidade de medir

as irregularidades longitudinais. Entretanto, verifica-se que há, em vários países, uma

grande variação tanto na forma de medir, como nos critérios de aceitação (FARIAS e

SOUSA, 2002).

2.2.3.1 - Métodos e Equipamentos de medida das irregularidades

A irregularidade da superfície de um pavimento é de natureza aleatória e, portanto, pode

apresentar diversas freqüências e variados comprimentos de onda (HASSAN et al.,

55

1999). Os equipamentos desenvolvidos com a finalidade de medir essa irregularidade

quantificam as distorções envolvidas, apesar da extrema dificuldade de se apresentar

uma combinação de variações longitudinais e transversais em um só número.

De acordo com MARCON (1996), os primeiros equipamentos de medição de

irregularidade longitudinal tiveram seu desenvolvimento iniciado em 1920, embora

algumas tentativas tenham sido feitas ainda antes de 1900.

Os equipamentos medidores de irregularidades diferem uns dos outros quanto às

características, produtividade e eficiência do levantamento. A irregularidade pode ser

avaliada por medidores de perfil, tais como: régua, régua deslizante, perfilômetro a laser

ou através de medidores tipo resposta – SMITR, mecânicos ou baseado em

acelerômetro.

Diversos equipamentos para a medição da irregularidade de pavimentos foram

concebidos. Os equipamentos de medida de irregularidade podem ser agrupados em

(DNER, 1998):

I) Sistemas de medidas diretas do perfil – em que as medidas diretas ou manuais da

geometria vertical do pavimento, são obtidas com o emprego de instrumentos

topográficos ou instrumentos adequados. Os indicativos da irregularidade são

verificados em função dos dados processados estatisticamente. Como exemplo tem-se:

a) Método estático nível e mira – Fig. 2.25 - utilizado para calibração de sistemas

medidores de irregularidades, podendo também este procedimento ser usado na

medição periódica de trechos experimentais. O nível fornece a elevação de

referência, linha de visada horizontal. A leitura na mira determina o plano

vertical, oferece a altura da superfície em relação ao nível de referência, e uma

trena ou outro instrumento mede a distância longitudinal (DNER, 1986;

SAYERS e KARAMIHAS, 1998; FARIAS e SOUSA, 2002; BENEVIDES,

2006).

56

FIGURA 2.25 – Método estático nível e mira, (SAYERS e KARAMIHAS,1998)

b) Método estático Dipstick – Fig. 2.26 – consiste de uma base com dois suportes (pés)

afastados de 30 cm, um inclinômetro e um computador interno alimentado por bateria.

As medidas são feitas em seqüência, girando manualmente a armação em torno do pé

dianteiro, em relação ao sentido da avaliação, fazendo-se um giro de 180°. Os registros

são efetuados por um microcomputador anexado ao aparelho. O nível de referência, que

deve ser atualizado a cada movimento, é horizontal e dado pela posição de um dos pés

de suporte. A distância horizontal e o desnível são calculados pelo computador com

base na distância entre os suportes e o ângulo fornecido pelo inclinômetro. A sua

pequena produtividade, máxima de 270 m/h, limita a sua aplicação a pequenos trechos.

Pode também ser usado para calibração de sistemas medidores de irregularidades, com

uma produção maior que a do método de nível e mira (BERTRAND et al., 1991, apud

MARCON, 1996; FARIAS e SOUSA, 2002; BENEVIDES, 2006).

FIGURA 2.26 – Esquema de um Dipstick, (SAYERS E KARAMIHAS,1998).

57

II) Sistemas de medidas indiretas do perfil – onde as medidas mecanizadas fornecem

valores como coeficiente de irregularidade, amplitude e comprimento de onda. Citam-se

alguns mais conhecidos a seguir:

a) Perfilômetro Dinâmico de Superfície (GMR) - ou simulador de quarto-de-carro. É um

equipamento que simula os movimentos de uma roda em relação a uma massa suspensa

a partir dos impulsos gerados pelo perfilômetro. A resposta do simulador é o somatório

dos movimentos relativos da roda. O quociente entre este somatório e a distância

percorrido é o QI.

b) Analisador de Perfil Longitudinal (APL – LCPC)- Fig. 2.27 - caracteriza os defeitos

de nivelamento longitudinal pelo comprimento e amplitude das ondas do pavimento.

FIGURA 2.27 – Analisador de Perfil Longitudinal (APL-LCPC)

c) Merlin (Machine for Evaluating Roughness using Low-cost Instrumental) - Fig. 2.28

- é formado por duas pernas, distando 1,80 m entre si, cujos pés apóiam - se sobre a

superfície do pavimento, e uma ponta de prova que fica localizada no ponto médio entre

os dois pés. Mede a distorção vertical da superfície do pavimento sob a ponta de prova

em relação à linha imaginária que une os pontos dos pés do aparelho com o pavimento.

Para efetuar-se a leitura, apóia - se o pé traseiro sobre o pavimento, mantendo-se o

equipamento na vertical; pela força da gravidade a ponta de prova toca o pavimento,

indicando a distorção da superfície pela movimentação do ponteiro.

58

FIGURA 2.28 – Componentes básicos do Merlin, (CASSANIGA e MACHADO FILHO, 2002).

III) Sistemas baseados na reação do veículo - também conhecidos como sistemas tipo-

resposta - SMITR -, baseiam-se em instrumentos que determinam acumulativamente os

movimentos relativos entre o eixo traseiro do veículo e sua carroceria, a partir do qual,

estatisticamente, pode-se caracterizar a irregularidade. Dentre os equipamentos de

medição tipo resposta têm-se:

a) Rugosímetro BPR - Consiste de um reboque com uma única roda teste com um pneu

liso, sem frisos, para captar qualquer irregularidade do pavimento. As deflexões entre o

eixo da roda e a armação são medidas por meio de um fio ligado ao eixo por um contato

especial e em volta de uma mola em tambor. Quando o eixo da roda sofre deflexão, o

comprimento do fio encurta ou alonga, dependendo da direção do movimento.

b) Maysmeter - Consiste de uma haste anexada ao eixo e a um transmissor, ambos

instalados em um veículo de passeio (Fig. 2.29). Os deslocamentos relativos entre o

eixo traseiro do veículo são medidos pelo transmissor e o sinal é enviado a um

registrador. Os movimentos relativos verticais são acumulados, em valor absoluto, ao

longo de uma distância pré-fixada.

59

FIGURA 2.29 – Maysmeter (SOUZA et al., 2001)

c) Sistema integrador IPR/USP - É o aparelho tipo resposta mais utilizado no Brasil. Foi

desenvolvido pela Universidade de São Paulo (USP), em convênio com o Instituto de

Pesquisas Rodoviárias (IPR) na década de 1980. Diversas modificações foram

realizadas, desde então, no equipamento, buscando melhorar seu desempenho. O

Integrador, Fig. 2.30, é montado em veículo de passeio médio, constituindo um SMITR.

Quando esse veículo se desloca sobre a via, o Integrador fornece o somatório dos

valores absolutos dos deslocamentos verticais de um ponto do diferencial, em relação à

carroceria do veículo. O procedimento DNER-PRO 182/94, (DNER, 1994), normaliza a

utilização do equipamento IPR/USP.

FIGURA 2.30– Detalhe do integrador IPR/USP, (DOMINGUES, 2003).

60

IV) Sistema de medida com equipamentos sem contato - baseia-se na reflexão de uma

onda sonora ou raio laser emitido por um dispositivo situado sob o veículo ou no pára-

choque. Toma-se como exemplo os seguintes equipamentos:

a) Perfilômetro Laser do TRRL - Transport and Road Research Laboratory da

Inglaterra, é do tipo não inercial, desenvolvido nos anos 1970, sendo equipado com

quatro medidores a laser, adaptados em seqüência. Na Figura 2.31 são mostrados os

quatro lasers utilizados na medida em que são deslocados ao longo da rodovia, para

medir as distâncias para a superfície do pavimento. O processamento dos dados permite

o cálculo do perfil do pavimento. A vantagem deste equipamento é de operar a

velocidades variáveis acima do normal, mesmo naquelas correspondentes às auto-

estradas (HAAS et al., 1994).

FIGURA 2.31– Esquema do Perfilômetro do TRRL, (HAAS et al.,1994).

b) Laser Road Surface Test (RST) – desenvolvido pelo Instituto de Pesquisa de

Rodovias e Tráfego da Suécia. Além das irregularidades medidas por meio de um

acelerômetro instalado no chassi de um veículo que trafega com uma velocidade

máxima de 88 km/h, o equipamento mede afundamento de trilha de roda, perfis

longitudinais e transversais, macrotextura e distâncias percorridas.

c) Perfilômetro a laser da Cibermétrica – Fig. 2.32 - Desenvolvido no Brasil com

componentes importados, o CiberLaser foi projetado para a medição de Irregularidade

61

de pavimentos rodoviários e medição concomitante do afundamento plástico em trilhas

de roda. (BENEVIDES, 2006).

O CiberLaser apresenta entre as suas vantagens o cálculo dos resultados de

Irregularidade em QI oi IRI, software em português, manutenção no Brasil, etc. Ele é

composto por módulos de medição à laser (até 14), sensores de aceleração vertical e de

deslocamento longitudinal, integrados por micro-controladores. O sistema tem sua

operação gerenciada por um computador portátil e é fixado em veículo de passeio.

BENEVIDES (2006), em pesquisa de modelos de desempenho de pavimentos asfálticos

em rodovias estaduais do Ceará, realizou levantamentos de irregularidade em trechos da

malha viária estadual utilizando o perfilômetro a laser da Cibermétrica. Além dos

levantamentos foram realizados estudos relacionados com o equipamento, visando

medir a sensibilidade dos resultados quanto à posição dos lasers no veículo de

levantamento.

FIGURA 2.32 – Esquema do Perfilômetro da Cibermétrica, com 3 sensores, montado

no Brasil, (Foto do autor, 2006).

2.2.3.2 - Escalas de irregularidade

Com base na Pesquisa de Inter-relacionamento dos Custos Rodoviários, PICR,

promovido pelo Banco Mundial, realizada em Brasília no ano de 1982 (GEIPOT, apud

Queiroz, 1981), foi estabelecida a escala “International Roughness Index” – IRI, que é

uma escala de referência transferível para todos os sistemas de medição. É um índice

estatístico resumo, definido matematicamente, a partir do perfil longitudinal da trilha de

62

roda de um revestimento rodoviário percorrido. O índice é uma estatística da inclinação

média retificada computada a partir das elevações absolutas do perfil.

O IRI é definido como a simulação matemática de um quarto de carro, sendo a

representação dos movimentos verticais induzidos nos veículos em movimento, que

afetam o veículo e o conforto do passageiro (PARTERSON, 1987).

O IRI pode ser determinado a partir de um perfil levantado por nível e mira nas trilhas

de roda, ou com emprego de equipamentos mais complexos, tal como um perfilômetro

dinâmico de superfície. O índice é expresso pela relação entre os movimentos

acumulados da suspensão do veículo e a distância percorrida por ele; geralmente, a

unidade de medida do IRI é m/km (ou mm/m).

No Brasil, a escala padrão de medição, adotada durante a pesquisa ICR , foi o Quociente

de Irregularidade – QI, ou Índice de Quarto de Carro, reconhecido internacionalmente a

partir do uso do perfilômetro dinâmico de superfície – GMR. O modelo de quarto de

carro consiste em um sistema formado por uma massa, uma roda, um amortecedor e

uma mola (Figura 2.33). A resposta à irregularidade, obtida pela simulação de

movimentos no quarto de carro, é aceita como uma medida padrão de irregularidade e é

expressa em contagens por quilômetro – cont./km ou mm/km (DNER, 1998).

FIGURA 2.33 – Esquema do simulador de quarto-de-carro [Fonte: DNER (1998)]

Os dados de QI utilizados na Pesquisa de Inter-relacionamento de Custos Rodoviários –

PICR - (QUEIROZ, 1981) foram obtidos por um equipamento do tipo-resposta

63

(Maysmeter – Figura 2.26), que se baseia na reação do veículo às condições de

superfície da rodovia. Esse equipamento foi calibrado em bases que foram niveladas por

meio de um perfilômetro dinâmico.

Na prática, os valores de QI e IRI são altamente correlacionados. Uma relação

desenvolvida apresentada por Paterson (1987) durante os estudos de custos rodoviários

realizados no Brasil - PUND (GEIPOT,1982), onde os dados brasileiros representados

na escala de QI foram convertidos em IRI pela seguinte relação:

13QIIRI = (2.5)

A condição de uma rodovia em função da irregularidade é apresentada na tabela 2.09.

No que se referem às rodovias pavimentadas, os valores de IRI variam desde 1,0 m/km,

para pavimentos excelentes, até valores superiores a 4,50 m/km para pavimentos muito

ondulados. As rodovias não pavimentadas têm esses valores compreendidos entre 3,0

m/km, para condições muito boas, até valores acima de 15,0 m/km em condições ruins.

TABELA 2.9 – Faixas de classificação de Irregularidade com base no IRI, (FARIAS e

SOUZA, 2002).

O número de divisões e os limites da escala de irregularidade mudam de um país para

outro e dentro do mesmo país (como ocorre nos EUA). Os limites acima dizem respeito

a rodovias brasileiras de primeira classe. Na figura 2.34, mostram-se os limites

apresentados em planilha e de forma gráfica por FARIAS e SOUZA, (2002). Para fins

de uniformização a irregularidade foi dividida em quatro classes: excelente (incluindo

muito bom), bom, regular e ruim (incluindo péssimo).

64

FIGURA 2.34 – Limite de classificação de Irregularidades em vários países,

(FARIAS e SOUZA, 2002).

2.2.4 - Avaliação Estrutural dos Pavimentos: Deformações dos pavimentos

A ação das cargas de tráfego sobre os pavimentos flexíveis provoca deformações dos

tipos permanentes e recuperáveis. As deformações permanentes ou plásticas são as que

se acumulam depois de cada carregamento e não se recuperam, enquanto as

recuperáveis ou elásticas são as que retornam após cada carregamento.

O comportamento elástico da estrutura e sua repetição é responsável pelo fenômeno da

fadiga das camadas asfálticas. Assim, o estudo das condições de deformabilidade dos

pavimentos caracteriza bem as condições estruturais das diversas camadas do

pavimento.

A avaliação estrutural de um pavimento está relacionada com as características de

resistência e de deformabilidade das camadas do pavimento e do subleito. Ela é definida

como a verificação da capacidade de uma estrutura rodoviária suportar as cargas dos

veículos que sobre ela transitam. A verificação desta característica pode ser efetuada

através de vários tipos de equipamentos e procedimentos, por ensaios destrutivos e não

destrutivos. Mas o principal parâmetro medido para fins de avaliação é a deflexão do

pavimento sob carregamento conhecido.

65

2.2.4.1 - Métodos e Equipamentos de medida das deflexões

Nos procedimentos destrutivos são efetuadas extrações “in situ” das amostras deformadas e

indeformadas para ensaios de laboratório, objetivando obter dados das camadas dos

pavimentos, tais como: limites de Atterberg, espessuras, tipo de material, capacidade de

suporte, módulo de resiliência, teor de umidade, etc. Os ensaios destrutivos apresentam

algumas desvantagens, tais como: interrupção do tráfego por um determinado período e

introduzir defeito na seção do pavimento (DNER, 1998).

Os métodos destrutivos são pouco utilizados para avaliação de estruturas de pavimento.

Restringem-se normalmente a problemas localizados, cujos resultados raramente são

publicados. (HAAS et al.,1994).

No caso dos não destrutivos, são realizados ensaios que avaliam as condições dos

pavimentos, sob a ação das cargas do tráfego, tendo a deflexão como resposta. A deflexão

caracteriza a resposta das camadas estruturais e do subleito à aplicação do carregamento.

Os pavimentos mais robustos estruturalmente fletem menos do que os pavimentos mais

debilitados. A significativa diferença na “resposta” entre pavimentos robustos e debilitados

indica os efeitos no desempenho estrutural, (PINTO e PREUSSLER, 2002).

Esta avaliação da deflexão pode ser feita através do uso de vários equipamentos conhecidos

como deflectômetros. Nestes ensaios são avaliadas as respostas das camadas do pavimento

e do subleito, a uma carga do equipamento. A bacia de deflexão gerada permite, através de

retroanálise, que sejam estimados os parâmetros de deformação recuperável do subleito e

das camadas do pavimento.

Os equipamentos não destrutivos mais utilizados normalmente são classificados em três

grupos:

I) Estáticos - Medem a deformação sob uma carga estática ou em deslocamento a

velocidade muito baixa:

a) Teste de Placa

66

Uma placa rígida com 76,2 cm de diâmetro é carregada através de um macaco hidráulico

que, por sua vez, reage contra uma estrutura estacionária. Este tipo de ensaio é normalizado

pelos métodos D1195, D1196 da ASTM (1993)

b) Medidor de Curvatura

Este equipamento é constituído de uma régua fina de alumínio apoiada nas duas

extremidades, tendo no centro um extensômetro. Para medição, o instrumento é

colocado entre duas rodas duplas do semi-eixo de um caminhão parado, e mede-se a

deflexão na ordenada média de uma curva com corda de 30 cm (HAAS et at., 1994).

c) Viga Benkelman

É o equipamento mais utilizado em medidas de deflexões. HAAS, et al (1994), destacam

que este equipamento foi desenvolvido na pesquisa experimental da WASHO Road Test.

As normas DNER-ME 24/94, DNER-PRO 175/94 e DNER-ME 061/94 regulam a

utilização deste equipamento, constituído de uma viga delgada horizontal com articulação

intermediária apoiada sobre três pés, formando então dois braços cuja relação dos

comprimentos é 2:1 ou 4:1. Na Figura 2.35 está ilustrada a viga. A seqüência da execução

do ensaio, (DNER-ME 24/94) é:

c.1) Aferição da viga => Operação para verificar se uma determinada Viga Benkelman está

em condições de ser utilizada e para definir o valor da constante a ser usada para o cálculo

das deflexões.

c.2) Localização dos pontos => Os pontos do pavimento em que devem ser medidas as

deflexões, devem ser convenientemente marcados e estarem localizados a distâncias

prefixadas da borda do revestimento, de acordo com a tabela 2.10 a seguir:

TABELA 2.10 – Distâncias de ensaio em relação à borda do revestimento (DNER-ME

24/94).

67

c.3) Posicionamento e carga do caminhão => Um dos conjuntos de rodas duplas traseiras do

caminhão deve ser centrado sobre o ponto selecionado na trilha externa, conforme indicado

na Tabela 2.3. A carga de prova utilizada pelo caminhão é a carga sobre seu eixo traseiro de

8,2 tf.

c.4) Posicionamento da Viga Benkelman => A ponta de prova da Viga Benkelman deve ser

colocada entre os pneus da roda dupla, coincidindo com o ponto selecionado. A figura 2.32

mostra o posicionamento da viga.

(a) (b)

FIGURA 2.35 – Posicionamento da Viga Benkelman, (WORD BANK, 2007; DNER ME 024/94).

c.5) Leituras de ensaio

O braço menor aciona um extensômetro que registra a movimentação vertical da ponta de

prova apoiada sobre o pavimento, na medida em que o caminhão afasta-se (recuperação

elástica) do ponto de ensaio. È possível ainda medir o deslocamento do pavimento, com

afastamentos diferentes da carga, obtendo-se com isto a bacia de deflexão do pavimento. As

leituras de ensaio são anotadas da seguinte forma:

Leitura Inicial => Deve-se ligar o vibrador e fazer a leitura inicial (L0) quando o

extensômetro indicar movimento igual ou menor que 0,01 mm/min, ou decorridos 3

minutos da ligação do vibrador;

68

Leitura Final => Essa leitura segue a mesma metodologia da inicial, sendo que o caminhão

deve se deslocar, lentamente, 10 m para frente, (ou a intervalos pré determinados no caso de

se pretender obter a bacia de deflexão).

c.6) Transporte da viga => Para transportar a viga deve-se desligar o vibrador e a parte

móvel da viga deve ser travada;

c.7) Cálculo das deflexões => Deflexão do pavimento no ponto de prova é obtida pela

expressão 2.6:

baLfLoDo ×−= )( (2.6)

Do – Deflexão real máxima ou verdadeira, em centésimo de milímetro;

Lo – Leitura inicial, em centésimo de milímetro;

Lf – Leitura final, em centésimo de milímetro

a e b – Parte maior e menor do braço de prova, respectivamente.

c.8) Raio de curvatura => Para determinar o raio de curvatura da bacia de deformação, faz-

se uma leitura adicional, para isso desloca-se o eixo do caminhão 25 cm à frente, em relação

à Lo.

O raio de curvatura da bacia de deformação no ponto de prova é obtido pela expressão 2.7:

)25(26250

DDoR

−×= (2.7)

R – Raio de curvatura, em metro;

Do – Deflexão real ou verdadeira, em centésimo de milímetro;

D25 – Deflexão a 25 cm do ponto de prova, em centésimo de milímetro.

d) Viga Benkelman Automatizada

Este equipamento foi desenvolvido para aumentar a precisão e a velocidade de medidas das

deflexões, utilizando os mesmos princípios da viga Benkelman. Funciona instalada sob um

69

veículo carregado e à medida que este se desloca, os dispositivos registram

automaticamente as deflexões, a partir do ponto inicial do ensaio. As velocidades de

operação variam, em função dos tipos de equipamentos, de 0,8 km/h no “California

Traveling Deflectometer”, a 3m/h no deflectógrafo La Croix e 18 km/h no Curvímetro no

Lacroix CEBTP (HAAS et al., 1994; DNER, 1998). MEDINA et al., (1994), destacam a

utilização no laboratório de Engenharia Civil (LNEC) de Lisboa, da retroanálise a partir da

deformada medida com a viga Benkelman automatizada. Os equipamentos mais

conhecidos no Brasil são de duas marcas: Sigeo e o Solotest.

e) Georadar

O Radar de Prospecção Geotécnica, também designado por georadar, ou GPR (Ground

Penetrating Radar) no original anglo-saxónico, é um método de inspeção não destrutivo que

vem se tornado bastante popular, principalmente no campo da engenharia rodoviária. O

princípio de funcionamento do georadar assenta, essencialmente, na propagação de ondas

electromagnéticas, de frequência específica, através do pavimento, e na reflexão dessas

ondas por diferentes características das camadas do pavimento.Os componentes básicos do

sistema estão representados na figura 2.36. O uso do GPR , possibilita o mapeamento das

interferências que estão no subsolo , tornando-se uma poderosa ferramenta para o

planejamento de atividades de manutenção neste segmento com as seguintes aplicações:

• Análise da espessura da camada asfáltica

• Delimitação das camadas asfálticas

• Detecção de vazios

(a) (b)

FIGURA 2.36 – Equipamento de GEORADAR (WORD BANK, 2007).

70

II) Vibratórios: medem a deformação sob uma carga vibratória ou cíclica. O principal

modelo é o Dynaflect.

Este equipamento constitui-se de um reboque e utiliza uma carga leve de freqüência

fixa. A carga cíclica é gerada por dois excêntricos de rotação de até 8 Hz. A carga

cíclica é aplicada ao pavimento através de duas rodas com 10 cm de largura, 40 cm de

diâmetro e com distância centro a centro de 50 cm. A deformação é avaliada através de

5 geofones espaçados de 30 cm, que medem a bacia de deformação. O registro dos

dados e o controle de operação é feito a partir do veículo rebocador Dynaflect (HASS et

al., 1994; GEIPOT, 1981; SMITH E LYTTON, 1985; EPPS et.al., 1986).

O uso do Dynaflect para medição de deflexões foi normalizado no Brasil através do

método de ensaio DNER-ME 39/78 – Determinação das deflexões do Pavimento pelo

Dynaflect (DNER,1978). Não há atualização desta norma e este tipo de equipamento

não existe mais no país.

III) Impulsos: a deformação medida é causada pela queda de um peso padronizado. O

principal modelo deste grupo é o FWD “Falling Weight Deflectometer” ou

deflectômetros de impacto.

Os equipamentos mais conhecidos no Brasil são de duas marcas: Dynatest e o KUAB.

Este equipamento permite a coleta de dados deflectométricos com mais acurácia e

rapidez do que se obtém com a viga Benkelman (MOTTA et al., 1995). Um peso é

elevado até uma altura pré-estabelecida e solto em queda livre de encontro a uma placa

apoiada sobre a superfície do pavimento. Esta placa transmite uma força de impulso à

estrutura. Que varia com peso e a altura de queda.

A resposta do pavimento ao impacto é registrada por um conjunto de sensores

posicionados longitudinalmente na superfície a partir do centro da placa. O equipamento

é montado em um reboque e comandado automaticamente por meio de um

microcomputador instalado em um veículo de apoio.

71

A principal vantagem dos equipamentos de impacto, seria a sua capacidade de simular,

aproximadamente, as características de uma carga de tráfego transiente em termos de

magnitude e freqüência, o que não ocorre no ensaio estático da viga Benkelman. As

deflexões resultantes se aproximariam, portanto, daquelas que seriam causadas por uma

carga real dinâmica. Além disso, o equipamento permite a determinação precisa e rápida

de deformações ao longo de vários pontos com aquisição automática de dados, (PINTO

e PREUSSLER, 2002).

Várias pesquisas correlacionando as deflexões elásticas medidas com o FWD e com a viga

Benkelman foram realizadas, dentre elas citam-se MOTTA et al., (1995) e DUARTE et al.,

(1996). Porém, é ressaltado que não existe uma relação fixa entre os dois levantamentos,

mas a correlação depende do tipo de estrutura de pavimento, entre outros aspectos.

A seguir, a título de exemplo, mostram-se resultados obtidos pela Consulte Consultores de

Engenharia Ltda e Enggeotech Consultores de Engenharia Ltda para o Departamento de

Estradas de Rodagem de Minas Gerais, do relatório final de levantamento de dados de

campo, com processamento dos resultados para gerência de pavimentos, lotes 1 e 2

(CONSULTE E ENGGEOTECH, 2004). Neste relatório correlacionam-se as deflexões

medida com a viga e o FWD. Na tabela 2.11 e figuras 2.37 e 2.38 mostram-se os valores de

leituras feitas em um ponto a cada quilômetro. O pavimento local na época em que foram

feitos os ensaios era de CBUQ – concreto betuminoso usinado a quente, que se apresentava

ainda em boas condições de tráfego.

TABELA 2.11 – Dados de deflexão obtidos com viga e FWD em diversos segmentos da

MG 353, (CONSULTE E ENGGEOTECH, 2004).

Comparação Viga FWD – MG 353 VIGA FWD VIGA FWD

(Ponto) km lado D1(10-²mm) D1(10-²mm) km lado D1(10-²mm) D1(10-²mm) 33 LE 48 46,2 45 LE 76 88,9 34 LD 84 115 46 LD 80 120 35 LE 112 174 47 LE 276 210 36 LD 216 199 48 LD 120 114 37 LE 60 95,5 49 LE 120 127 38 LD 80 81,7 50 LD 104 104 39 LE 44 70,5 51 LE 76 63 40 LD 72 86,8 52 LD 92 75,7 41 LE 52 65,2 53 LE 88 80,9 42 LD 96 117 54 LD 96 97,6 43 LE 100 91,6 54 LD 96 97,6 44 LD 52 61,9 55 LE 104 55,2

72

0

50

100

150

200

250

300

30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 55,00

km

Def

lexã

o (1

0-²m

m)

VigaFWD

FIGURA 2.37 – Gráfico dos dados de deflexão obtidos com viga e FWD em diversos

segmentos da MG 353, (CONSULTE E ENGGEOTECH, 2004).

0

50

100

150

200

250

300

32,0

0

34,0

0

36,0

0

38,0

0

40,0

0

42,0

0

44,0

0

46,0

0

48,0

0

50,0

0

52,0

0

54,0

0

km

Def

lexã

o (1

0-²m

m)

VIGAFWD

FIGURA 2.38 – Gráfico de barras correlacionando a viga e o FWD em diversos

segmentos da MG 353.

73

FWD = 0,6972VB + 33,503R2 = 0,7241

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250 300Viga Benkelman (10-²mm)

FWD

(10-

²mm

)

FIGURA 2.39 – Correlação entre medidas com a viga e o FWD em segmentos pontuais

da MG 353.

A Figura 2.36 mostra a parte inferior do equipamento FWD, onde se tem o detalhe

dos geofones (seta vermelha) e da placa que recebe o peso em queda livre (seta verde).

FIGURA 2.40 – Vista inferior do equipamento FWD.

74

CAPÍTULO 3

LABORATÓRIO MÓVEL DE COLETA DE DADOS

RODOVIÁRIOS

3.1 – INTRODUÇÃO

Em meados de Junho de 2003, o autor da presente dissertação começou sua participação

no desenvolvimento de um laboratório móvel para levantamentos de condição funcional

do pavimento. Este desenvolvimento se deu em consórcio das empresas Consulte

Consultores de Engenharia Ltda e Enggeotech Engenharia Ltda na montagem de um

veículo para levantamento de defeitos das rodovias pavimentadas, utilizando o método

de levantamento visual contínuo, recém normalizado na época pela Norma DNIT 008-

2003. O autor da presente dissertação faz parte da equipe destas empresas e participou

ativamente de todas as etapas do desenvolvimento descritas a seguir.

Com as inovações constantes da informática, das técnicas de filmagem aliados ao

desenvolvimento dos veículos e dos sistemas de georreferenciamento via GPS, foi

possível a adaptação e evolução do veículo de levantamento visual contínuo para um

laboratório móvel de coleta de dados rodoviários. Entre os principais itens levantados

por este laboratório podem ser citados:

• Dados dos defeitos das rodovias de forma contínua - Os defeitos apresentados no

capítulo 2, podem ser coletados, registrados e armazenados continuamente no

computador de forma a obter a ocorrência de cada defeito por km de rodovia

levantada.

• Dados da geometria e georreferenciamento das rodovias – Utilizando um

aparelho de GPS ligado ao veículo é possível determinar as coordenadas UTM e

geodésicas de cada ponto da faixa levantada e a partir destes determinar a

geometria da mesma.

75

• Dados da real distância entre pontos notáveis da via - Utilizando um odômetro

digital de precisão ligado ao velocímetro do carro é possível marcar de forma

precisa todas as distância percorridas no levantamento e determinar com

exatidão a verdadeira extensão de uma determinada rodovia pavimentada, entre

duas cidades ou maiores extensão.

• Vídeo registro das rodovias – Utilizando filmadora digital, é possível fazer a

filmagem das faixas de tráfego e obter um registro visual de toda a extensão

levantada.

• IRI – Índice de Irregularidade Internacional – Utilizando um equipamento de

determinação de irregularidade do tipo resposta é possível fazer as leituras da

irregularidade de todo o trecho levantado. Como hoje os equipamentos do tipo

resposta perderam espaço devido à ascensão dos equipamentos a laser, nesta

dissertação que versa sobre um novo método de levantamento não será enfocado

o levantamento da irregularidade.

Descrevem-se a seguir os principais elementos do laboratório móvel desenvolvido nesta

pesquisa e sua configuração atual.

3.2 – VEÍCULO DE LEVANTAMENTO

Para o levantamento visual contínuo de defeitos dos pavimentos não é necessário, via de

regra, uma marca nem um modelo específico de automóvel. Mas é recomendável para

maior e melhor visão e operação do técnico responsável pelo levantamento que o capô

do veículo a ser utilizado seja pequeno. A suspensão do veículo deve ser alta com o

objetivo de obter uma boa altura do carro em relação ao pavimento, melhorando assim o

ângulo de visão do operador. A traseira do veículo deve ser de preferência “hatch” para

fins de sinalização e segurança da operação do mesmo na via durante o levantamento.

O veículo deve ser dotado obrigatoriamente de um potente sistema de ar condicionado

visto que todo o levantamento é feito utilizando um Microprocessador, que é afetado

por aquecimento, podendo acontecer problemas, como a perda total do levantamento.

76

O veículo de levantamento é dotado de dispositivos de segurança que garantam a

integridade de operação tais como: o uso de giroflex que é um dispositivo luminoso que

fica no teto do veículo com a função de destacar o carro de levantamento para os demais

veículos da via levantada e adesivos refletores na parte traseira do veículo que

comuniquem aos usuários dos outros veículos o fato de ser um veículo teste como

também a baixa velocidade do laboratório móvel. Na figura 3.1 é apresentado um

modelo tipo de um veículo que atende as características citadas e proporciona bom

levantamento de campo.

FIGURA 3.1 – Veículo Tipo de Levantamento Visual Contínuo, (usado nesta pesquisa).

3.3 – FONTE DE ENERGIA

É necessário que o veículo utilizado tenha uma boa fonte de energia, pois todo o

equipamento utilizado no levantamento necessita de energia elétrica. Para bom

funcionamento do sistema são utilizadas duas baterias ligadas em paralelo no carro,

estas devem ter boa voltagem e procedência. Para a transformação da voltagem de 12V

das baterias do carro para a voltagem de 110V, usado nos equipamentos do

levantamento, é utilizado um inversor de energia. Na figura 3.2 mostra-se o inversor de

energia utilizado nesta pesquisa.

77

FIGURA 3.2 – Inversor de energia utilizado nesta pesquisa.

3.4 – HODÔMETRO DIGITAL

Para a medição precisa da distância percorrida no levantamento é utilizado um

hodômetro digital de precisão também chamado de “NITE STAR”. Este equipamento é

ligado por um conector a um sensor que fica diretamente no velocímetro do carro. O

“NITE STAR” é ligado também por um cabo serial à porta COM1 do microcomputador

de levantamento. A precisão do equipamento usado nesta pesquisa é de até 1mm. Este

tipo de equipamento foi escolhido por vários motivos, sendo o principal o fato de ser um

instrumento muito utilizado em competições automobilísticas que exigem alta

confiabilidade e precisão. Na figura 3.3 está mostrada uma ilustração do equipamento

“NITE STAR”:

FIGURA 3.3 – Característica frontal do hodômetro digital de precisão usado nesta pesquisa.

.

78

3.5 – RECEPTORES GPS - GLOBAL POSITIONING SYSTEM

Para determinação da geometria da rodovia levantada e georeferenciamento da mesma é

utilizado o Sistema de Posicionamento Global, vulgarmente conhecido por GPS (do

acrônimo do inglês Global Positioning System), que é um sistema de posicionamento

por satélite, utilizado para determinação da posição do receptor de GPS acoplado dentro

do veículo de levantamento.

Existem diversas marcas de receptores GPS que podem ser utilizados no levantamento

de campo, geralmente categorizados em termos de demandas de uso em Geodésicos,

Topográficos e de Navegação. A diferenciação entre essas categorias, é principalmente

devido à precisão alcançada, ou seja a razão da igualdade entre o dado real do

posicionamento, e o oferecido pelo equipamento. Os mais acurados, apresentam valores

na casa dos milímetros e são os receptores Geodésicos. Os topográficos também

possuem elevada precisão, na casa dos centímetros. A categoria de maior uso, é a de

navegação, visto que, embora possua menor precisão de posicionamento, tem várias

vantagens como o baixo preço de aquisição e inúmeras aplicações. Existe um grande

número de modelos que podem ser utilizados no levantamento de campo. Porém, para o

caso específico, o receptor de GPS utilizado no levantamento de campo precisa ter

saídas para cabos de dados, que possam ser ligados ao microprocessador de campo.

Além disto o receptor deve obedecer a configuração de captura de dados do software

utilizado.

O receptor de GPS é ligado por um cabo serial à porta COM2 que está configurada para

velocidade de 9600bps de comunicação com o microcomputador de levantamento. A

configuração do receptor de GPS utilizado no laboratório móvel está em interface “text

out” e em sistema GARMIN, figura 3.4.

79

FIGURA 3.4 – GPS de navegação da marca GARMIN usado neste estudo.

3.6 – FILMADORA DIGITAL

Para o registro da filmagem do levantamento executado é necessário o uso de uma

câmera digital tipo profissional, com resolução horizontal de, no mínimo, 500 linhas.

Este equipamento de filmagem é sofisticado e resistente a ambiente sujeito as condições

adversas e a intempéries quanto à temperatura, umidade, poeira, choques e trepidações.

A filmadora utilizada para o levantamento deve ter obrigatoriamente saída da imagem

utilizando cabo USB, pois este é ligado à porta USB do microcomputador de campo. Na

figura 3.5 mostra-se o modelo de filmadora digital com saída de dados através da

combinação com cabo USB usado neste estudo.

FIGURA 3.5 – Filmadora Digital utilizada no laboratório móvel deste estudo..

80

Este equipamento fica acoplado no painel de instrumentos do carro com o foco da lente

virado para o capô do carro no laboratório móvel desenvolvido nesta pesquisa.

3.7 – MICROCOMPUTADOR DE LEVANTAMENTO

É recomendável que o computador usado no levantamento seja sempre um PC e não um

“notebook” ou “lap top”. Isto se deve principalmente ao grande problema de

aquecimento que apresentam os “notebooks” ao ficarem por longos períodos ligados

com um alto grau de utilização do processador. O Microcomputador ou PC é montado

dentro de uma caixa plástica que recebe diretamente um tubo de refrigeração que sai do

sistema de ar condicionado do carro. Este tubo refrigera intensamente o

microprocessador evitando assim problemas de superaquecimento.

No caso do laboratório móvel desenvolvido nesta pesquisa, a tela do monitor LCD fica

montada em cima do painel de instrumentos do carro no lado do carona, de onde o

técnico faz o levantamento.

A configuração mínima recomendável para o microcomputador de campo é a seguinte:

- Microcomputador PCAT compatível, 3.0 Ghz ou maior;

- HD de 7200RPM ou maior;

- Duas portas seriais RS232C com DB9F;

- Duas portas USB;

- Windows XP PRO SP2;

- Dispositivo Apontador Óptico (mouse);

- Teclado multimídia.

- Monitor 17” LCD Tela Plana.

Na figura 3.6 mostra-se uma foto do microcomputador montado no interior do veículo

de levantamento desta pesquisa.

81

FIGURA 3.6 – Microprocessador de levantamento desta pesquisa.

3.8 – INSTALAÇÃO, MONTAGEM E DISPOSIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS NO INTERIOR DO VEÍCULO DE LEVANTAMENTO

Para a instalação, montagem e disposição dos equipamentos utilizados no levantamento

são feitas as etapas enumeradas e detalhadas a seguir:

1° Instalação do NiteStar – Este é ligado ao velocímetro e depois colocado no painel de

instrumentos do carro, com o cabo de dados de fora para ser ligado ao microprocessador

de levantamento.

2° Instalação da fonte de energia – Devem ser ligadas as baterias do carro em paralelo

com o inversor de energia, para que este possa receber a tomada de energia do monitor e

do microprocessador usados nos levantamentos.

82

3° Instalação do aparelho de GPS – Este é ligado na bateria própria ou na do carro,

depois é deixado em espera o cabo de dados para ser ligado posteriormente no

microprocessador de levantamento.

4° Instalação da filmadora digital - A filmadora é instalada em cima de uma base de

tripé, esta base é fixada sobre o painel do carro. O foco da lente é virado para o capô do

veículo. Depois da instalação são anexadas espumas de amortecimento abaixo da

filmadora com objetivo de amortecer trepidações oriundas da suspensão do carro. É

deixado em espera o cabo de áudio da filmadora para ser ligado posteriormente no

microprocessador de levantamento.

5° Montagem do microcomputador - O microcomputador do veículo é montado

inicialmente sem os cabos de aquisição de dados (filmadora, GPS, Nite Star), sendo

ligado para verificação do seu funcionamento. O micro é colocado dentro de uma caixa

plástica refrigerada como comentado. Isto é feito sempre antes do início do

levantamento. Assim pode-se evitar falhas como o desajuste na leitura dos indicadores e

até a falta de dados obtidos pelos aparelhos.

6° Montagem do microcomputador com os demais componentes no veículo - Depois da

verificação do microcomputador, os componentes instalados no carro são montados e

conectados junto ao microprocessador de levantamento. Na figura 3.7 ilustra - se o

esquema de disposição de cada equipamento no veículo de levantamento desenvolvido

neste estudo. Na figura 3.8, mostram-se as fotos de todos os equipamentos depois de

instalados e montados no veículo de levantamento.

83

Filmadora

COMPUTADOR

TUBO FLEXÍVEL ANTI-CHAMAS

INVERSOR

C7C6

GPSBOTÕES INVERSOR E GIROFLEX

NiteStar

C11

C10

C8

C9

IRITela

C5

C3C4

C1C2

FIGURA 3.7 – Indicação da disposição dos equipamentos no veículo de levantamento desta pesquisa.

FIGURA 3.8 – Foto de dentro do laboratório móvel depois de todos os equipamentos

montados e instalados.

84

CAPÍTULO 4

OS SOFTWARES DE COLETA E PROCESSAMENTO DE DADOS

RODOVIÁRIOS

4.1 – INTRODUÇÃO

O computador em conjunto com os outros equipamentos descritos no capítulo 3 não

consegue por si só obter os dados necessários do LVC tendo como base apenas os

softwares Windows e o Pacote Office. Para ser possível realizar o LVC utilizando o

computador, foi necessário elaborar uma rotina de programação específica para cada

item a ser levantado, formando assim os softwares utilizados no levantamento. Os

softwares foram elaborados pelas empresas Consulte Consultores de Engenharia Ltda e

Enggeotech Engenharia Ltda, das quais o autor desta dissertação é membro integrante.

Na presente dissertação são apresentados os softwares desenvolvidos que fazem a

aquisição e processamento dos dados do levantamento rodoviário. A rotina de

programação bem como os algoritmos utilizados nos softwares, não serão apresentados,

pois os direitos autorais destes softwares são restritos às duas firmas de consultoria

rodoviária citadas acima.

Os softwares desenvolvidos para serem utilizados para coleta de dados são:

DataIN - O programa DataIN é utilizado para a aquisição dos dados dos levantamentos

rodoviários. Ele foi elaborado em linguagem de programação Delphi.

MovieMaker – O programa MovieMaker é utilizado para aquisição do vídeo das

condições de uma rodovia. Ele é um software pronto que foi elaborado pela Microsoft.

Os softwares desenvolvidos para serem utilizados para o processamento de dados são:

Holehunter – O programa Holehunter é utilizado para visualização do vídeo registro da

rodovia sincronizado com todos os outros dados obtidos do levantamento. Ele também

85

gera os arquivos que vão posteriormente serem tratados para formação do banco de

dados rodoviários. Ele foi elaborado em linguagem de programação Delphi.

DXF2XYZ 1.3 – O programa DXF2XYZ 1.3 é utilizado para aquisição das coordenadas

(x,y) de arquivos dxf. Os arquivos dxf correspondem a desenhos gráficos digitalizados,

que são abertos em ambiente Auto Cad, estes são gerados pelo programa Holehunter a

partir dos dados fornecidos do GPS. O DXF2XYZ 1.3 é um software pronto baixado da

internet usado como software auxiliar no cálculo do IGV e IGH.

IGVH – O programa IGVH é utilizado para o cálculo dos índices de geometria vertical

(IGV) e horizontal (IGH) das coordenadas (x, y), obtidas do programa DXF2XYZ 1.3.

Ele foi elaborado em linguagem de programação Fortran.

Planilhas Base de Dados – As Planilhas Base de Dados foram desenvolvidas no Excel,

programa do pacote Office da Microsoft, onde são processados os dados obtidos do

Holehunter. São planilhas especiais, pois dentro delas existem várias formulações e

formatações que vão gerar no final o banco de dados rodoviários.

Estes softwares são a base de todo o Levantamento Visual Contínuo auxiliado por

computador, e estas inovações tecnológicas somadas a maior precisões na obtenção dos

dados rodoviários compõem a nova metodologia de levantamento abordada nesta

dissertação.

Nos anexos A e B, são apresentadas toda a metodologia de levantamento como também

os procedimentos necessários para utilização dos programas acima citados. Neste

capítulo são apenas apresentados os softwares, citando apenas detalhes importantes e

sua função no levantamento.

4.2 – DATAIN

O DataIN é um programa específico para obtenção dos dados rodoviários, elaborado em

linguagem de programação Delphi. No momento em que é feito o levantamento ele e o

MovieMaker, são os únicos programas a serem utilizados pelo técnico de levantamento.

86

O DataIN faz o gerenciamento de todas as informações colhidas no levantamento,

recebe os dados do LVC, juntamente com os dados do GPS, NiteStar e IRI. Na figura

4.1 mostra-se a tela do programa, quando em execução.

FIGURA 4.1 – Tela do programa DataIN.

Na tela do programa é visível a entrada de dados do GPS, NiteStar, e do IRI, formando

a base inferior da tela. Na parte superior são definidos o nome e as características do

trecho levantado. No meio da tela são definidas as ocorrências a serem utilizadas no

levantamento. Para isto são configuradas teclas atalho, que são teclas de um teclado de

computador que correspondem a cada tipo de defeito a ser levantado. Por exemplo, ao

levantar a quantidade de panelas numa rodovia tecla-se na tecla P toda vez que esta

ocorrência aparecer. Então a tecla P é uma tecla atalho para a ocorrência panela. Dentro

do DataIN além da definição de todas as ocorrências e suas respectivas teclas atalho são

recebidos os dados do levantamento teclados pelo técnico e armazenados para posterior

processamento. Todos os dados recebidos pelo DataIN são condicionados a um

cronômetro que registra o início e o fim do levantamento, que fica na parte superior da

tela em vermelho. Devido a este processo todos os dados ficam sincronizados e

organizados para o posterior processamento dos dados recebidos.

Além de possibilitar todo o levantamento de campo, o DataIN, ainda verifica toda a

performance do levantamento registrando e corrigindo erros no arquivo de dados

registrado, como a falta de algum dado do NiteStar ou perdas temporárias do sinal do

GPS.

87

No anexo A e B é detalhado como é feito todo o processo de determinação das

ocorrências, teclas atalho, características do trecho, além de todo o procedimento para

iniciar, fazer e terminar um levantamento utilizando o programa DataIN. No anexo C é

detalhado o programa DXF2XYZ 1.3 e o IGVH.

4.3 – MOVIEMAKER

O MovieMaker é um programa específico para aquisição da filmagem de vídeo das

condições de uma rodovia. Este programa pertence a Microsoft e só é utilizado no

momento do levantamento. Ele não tem nenhuma função extra, faz apenas a gravação

no microcomputador das imagens recebidas da filmadora digital. Como toda filmagem

tem um cronômetro que registra o tempo de filmagem, este deve estar em sincronia com

o cronômetro do DataIN. No Anexo A e B é abordado como o mesmo trabalha junto

com o DataIN. Na figura 4.2 é mostrada uma tela do programa, quando em execução.

FIGURA 4.2 – Tela do programa MovieMaker.

88

4.4 – HOLEHUNTER

O programa Holehunter é utilizado para visualização do vídeo registro da rodovia

sincronizado com os outros dados obtidos do levantamento. Ele foi elaborado em

linguagem de programação Delphi. Os dados de campo depois de armazenados pelo

DataIN, são processados e visualizados pelo HoleHunter. Na figura 4.3 mostra-se uma

tela do programa, quando em execução.

FIGURA 4.3 – Tela do programa HoleHunter.

A partir da tela do programa pode-se observar no centro da mesma onde é visualizada a

filmagem digital. Ao mesmo tempo em que é mostrada a filmagem digital as

ocorrências do LVC registradas pelo técnico de campo, vão sendo mostradas em

sincronia com a quilometragem percorrida, na parte superior da tela, acima da

filmagem. Os dados como as características da via, dados do GPS e do NiteStar são

visualizados na parte esquerda da tela do programa, todos estes também mostrados em

tempo real com a filmagem digital. No lado direito da tela é mostrada as duas

geometrias da via levantada, o planialtimétrico e altimétrico, obtidos pelo GPS.

Além da visualização do levantamento como um todo, o programa HoleHunter processa

os dados obtidos do LVC, para formar o banco de dados. A partir dele é gerada a

planilha de Excel com todos os dados do levantamento, os arquivos da geometria da via

89

em dxf, para o cálculo do IGV e IGH e os relatórios resumidos das ocorrências

levantadas em campo. As planilhas obtidas pelo HoleHunter, são planilhas básicas,

dependendo de outras planilhas auxiliares que irão formatar e recalcular alguns dados

no intuito de gerar um relatório e um banco de dados final.

4.5 – DXF2XYZ 1.3

O programa DXF2XYZ 1.3 é utilizado para aquisição das coordenadas (x,y) de arquivos

dxf. Estes arquivos correspondem a duas curvas digitalizadas em ambiente Auto Cad. A

primeira curva (planimétrico.dxf) é o traçado em planta do trecho de rodovia e a

segunda curva (altimétrico.dxf) representa o perfil longitudinal do mesmo trecho. A

partir destes arquivos gerados do HoleHunter é feito um processamento com o programa

DXF2XYZ 1.3 a fim de se obter as coordenadas (x,y) da rodovia levantada. Apesar de

desempenhar uma única função o programa DXF2XYZ 1.3 é de vital importância, pois

o programa IGVH que calcula os índices de geometria das vias levantadas, só processa

tendo como dados de entrada as coordenadas obtidas do programa DXF2XYZ 1.3. Na

figura 4.4 mostra-se a tela do programa DXF2XYZ 1.3 em processamento.

FIGURA 4.4 – Tela do programa DXF2XYZ1.3.

90

4.6 – IGVH

Dentre os vários parâmetros importantes nos estudos sobre o monitoramento de

rodovias estão o Índice de Geometria Horizontal (IGH) e o Índice de Geometria

Vertical (IGV).

O Índice de Geometria Horizontal caracteriza-se pelo valor agregado da curvatura

horizontal da rodovia, em graus/km. É definida como a soma dos valores absolutos dos

ângulos centrais das curvaturas horizontais (em graus) dividida pela extensão da

rodovia, em km.

O Índice de Geometria Vertical caracteriza-se pela medida agregada do gradiente

vertical de uma rodovia, em m/km. È definida como a soma dos valores absolutos, em

metros, das extensões de todas as subidas e descidas ao longo da rodovia, dividida pela

extensão da rodovia em km.

O programa IGVH é utilizado para o cálculo dos índices de geometria vertical (IGV) e

horizontal (IGH). Ele foi elaborado em linguagem de programação Fortran. Assim

como grande parte dos programas em Fortran, o IGVH utiliza como arquivo de entrada

um arquivo de texto .txt, no qual são agrupados todos os dados necessários para cálculo

dos índices de geometria através da metodologia proposta. A seguir são descritos,

resumidamente, os passos para obtenção do arquivo de entrada do IGVH para um

determinado trecho de rodovia.

1) O HoleHunter gera duas curvas em formato .dxf que são utilizadas como base de

dados para o IGVH. A primeira curva (planimétrico.dxf) utilizada para

determinação do IGH e a segunda curva (altimétrico.dxf) usada para cálculo do

IGV. Estas curvas em 2D são traçadas pelo HoleHunter simplesmente unindo-se

os inúmeros pontos (posicionamento global discretizado em intervalos de tempo

infinitesimais) captados através do GPS.

2) Utilizando um programa auxiliar, o DXF2XYZ 1.3, obtém-se uma relação em

arquivo de texto com todas as coordenadas X e Y dos pontos de ambas as curvas

geradas pelo HoleHunter.

91

3) O arquivo de entrada para o IGVH é então montado juntando as coordenadas

acima mencionadas com informações complementares, como: código de

identificação do trecho de rodovia, comprimento do trecho, constantes de

traçado das curvas, distância entre pontos funcionais e número total de pontos

fornecidos pelo GPS.

Uma vez elaborado o arquivo de entrada, o IGVH inicia sua sequência de comandos que

visam determinar diretamente o IGH e o IGV. A metodologia de cálculo do programa é

descrita a seguir.

1) Declaração das variáveis e leitura dos dados de entrada do arquivo de texto.

2) Definição das conectividades dos pontos funcionais para o IGH e para o IGV.

3) Determinação dos segmentos de reta funcionais e seus coeficientes angulares

para o IGH e determinação dos desníveis entre os pontos funcionais para o IGV.

4) Seleção dos ângulos do caminhamento para o IGH.

5) Soma dos ângulos selecionados para o IGH e dos desníveis para o IGV.

6) Determinação dos índices de geometria horizontal e vertical: IGH e IGV.

7) Impressão dos dados de saída.

Na figura 4.5 mostra-se a tela do programa IGVH em execução:

92

FIGURA 4.5 – Tela do programa IGVH.

4.7 – PLANILHAS BASE DE DADOS

As Planilhas Base de Dados foram desenvolvidas no Excel, com objetivo de processar

os dados obtidos nas planilhas geradas no HoleHunter. Estas planilhas têm como

objetivo:

1) Criar uma formatação de entrega do banco de dados e relatório final, pois as

planilhas geradas a partir do HoleHunter não tem formatações definidas.

2) Organizar e apresentar o nome das ocorrências de defeitos, pois as mesmas estão

em códigos numéricos devido a configuração das teclas atalho no DataIN.

3) Fazer a conversão das coordenadas geodésicas para UTM, pois o GPS de

levantamento só informa coordenadas geodésicas.

4) Fazer análises de áreas de defeitos em levantamentos, pois o levantamento é

feito tomando-se em conta ocorrências de defeitos pontuais ou em metro linear,

93

sendo necessário posteriormente um cálculo para saber a área real de ocorrência

de defeitos.

5) Colocar dados importantes que foram registrados em campo, mas não são

processadas pelo HoleHunter, como a presença de zona rural ou urbana ou outra

informação considerada relevante no levantamento.

6) Colocar dados de outros levantamentos como o IRI a laser ou resultados de

deflexão que formarão parte do banco de dados final exigido num sistema de

gerência de pavimento.

94

CAPÍTULO 5

LEVANTAMENTOS E PROCESSAMENTOS DOS RESULTADOS

DE CAMPO – EXEMPLO APLICATIVO

5.1 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGGE A CADA 200 m (10 ESTACAS)

O CENPES / PETROBRAS e a COPPE/UFRJ (COPPETEC) firmaram um convênio

para promover a recuperação da pavimentação das principais vias da cidade

universitária utilizando diferentes misturas asfálticas. Este convênio foi designado como

Projeto Fundão. Nesta pesquisa foram realizados vários levantamentos nas vias de

circulação do campus do Fundão da Universidade Federal do Rio de Janeiro, com

objetivo de avaliar a condição de superfície, condições funcionais e estruturais do

pavimento. A figura 5.1 e 5.2 mostra o mapa de localização do campus da UFRJ e os

trechos considerados nesta pesquisa.

FIGURA 5.1 – Mapa de localização do Campus do Fundão (UFRJ) no Município do Rio de Janeiro.

95

FIGURA 5.2 – Mapa de localização do Projeto Fundão.

96

Na avaliação objetiva para determinação do estado de superfície do pavimento, foram

realizados levantamentos baseados na norma DNIT 006/2003, que trata da avaliação

para determinação do IGG – Índice de Gravidade Global. Estes dados foram levantados

em Abril de 2006 em estacas demarcadas em campo a cada 20,00 m. A extensão

levantada foi de 9220 m, totalizando 461 estacas.

Foram realizados em Maio de 2006 levantamentos utilizando o método de levantamento

visual contínuo (LVC) apresentado nesta dissertação. Estes dados foram levantados em

campo de maneira contínua e divididos em seis segmentos detalhados a seguir: o

primeiro da estaca 00 a 41, o segundo da estaca 42 a 89, o terceiro da estaca 90 a 164, o

quarto da estaca 178 a 273, o quinto da estaca 274 a 375, e o sexto da estaca 391 a 461.

Apenas dois pequenos segmentos não foram levantados que são da estaca 164 a 178 e

da estaca 375 a 391, pois os trechos estavam fechados para o trânsito de carros devido a

reformas no CENPES/PETROBRAS. Nestes pontos foram adotados os dados dos

levantamentos da avaliação objetiva. Os dados deste novo método de levantamento

foram apenas calculados seguindo a norma DNIT 008/2003 que trata da avaliação para

determinação do IGGE – Índice de Gravidade Global Expedito, a partir do LVC.

O cálculo do IGG, obtido da avaliação objetiva foi processado a cada 200 m, que é o

segmento mínimo recomendável para cálculo desse índice. A tabela 5.1 apresenta os

dados obtidos do IGG a cada 200,00 m e o conceito de deterioração do pavimento

segundo a norma DNIT 006/2003.

O cálculo do IGGE, obtido a partir do LVC foi processado também a cada 200 m, com

objetivo de comparar os dados obtidos nos dois levantamentos. Este cálculo é apenas

para avaliação dos resultados, pois o segmento mínimo recomendável para cálculo do

IGGE é de 1 km. A tabela 5.2 apresenta os dados obtidos do IGGE a cada 200,00 m e o

índice do estado da superfície do pavimento apenas em função do IGGE seguindo a

norma DNIT 008/2003.

Foram feitas tentativas de correlacionar o IGGE e o IGG visto que o primeiro é usado

em nível de rede para decisões de priorização e quanto ao tipo de correção a ser feita. e

o segundo índice é usado no nível de projeto. Caso as duas avaliações sejam muito

distintas pode ocorrer que os orçamentos previstos não sejam adequados.

97

TABELA 5.1– Dados do IGG calculado pela norma DNIT 006/2003 a cada 10 estacas

DADOS LEVANTADOS PELO PROJETO FUNDÃO – METODOLOGIA DNIT 006/2003 AVALIAÇÃO OBJETIVA - CÁLCULO DO IGG UTILIZANDO A NORMA DNIT 006/2003

A CADA 200 m (10 ESTACAS) ESTACAS IGG A CADA 10 ESTACAS CONCEITO

0 - 10 290 PÉSSIMO 11 - 20 332 PÉSSIMO 21 - 30 259 PÉSSIMO 31 - 40 209 PÉSSIMO 41 - 50 145 MAU 51 - 60 127 MAU 61 - 70 178 PÉSSIMO 71 - 80 100 MAU 81 - 90 100 MAU

91 - 100 238 PÉSSIMO 101 - 110 202 PÉSSIMO 111 - 120 241 PÉSSIMO 121 - 130 237 PÉSSIMO 131 - 140 222 PÉSSIMO 141 - 150 160 PÉSSIMO 151 - 160 164 PÉSSIMO 161 - 170 232 PÉSSIMO 171 - 180 157 MAU 181 - 190 161 PÉSSIMO 191 - 200 163 PÉSSIMO 201 - 210 168 PÉSSIMO 211 - 220 207 PÉSSIMO 221 - 230 203 PÉSSIMO 231 - 240 116 MAU 241 - 250 132 MAU 251 - 260 150 MAU 261 - 270 105 MAU 271 - 280 146 MAU 281 - 290 169 PÉSSIMO 291 - 300 120 MAU 301 - 310 131 MAU 311 - 320 177 PÉSSIMO 321 - 330 158 MAU 331 - 340 141 MAU 341 - 350 183 PÉSSIMO 351 - 360 213 PÉSSIMO 361 - 370 262 PÉSSIMO 371 - 380 256 PÉSSIMO 381 - 390 241 PÉSSIMO 391 - 400 211 PÉSSIMO 401 - 410 272 PÉSSIMO 411 - 420 139 MAU 421 - 430 233 PÉSSIMO 431 - 440 235 PÉSSIMO 441 - 450 135 MAU 451 - 460 71 REGULAR

98

TABELA 5.2 – Dados do IGGE calculado pela norma DNIT 008/2003 cada 10 estacas

DADOS LEVANTADOS PELO LABORATÓRIO MÓVEL – NOVA METODOLOGIA LVC CÁLCULO DO IGGE UTILIZANDO A NORMA DNIT 008/2003

A CADA 200 m (10 ESTACAS) ESTACAS IGGE A CADA 10 ESTACAS CONCEITO

0 - 10 54 RUIM 11 - 20 141 PÉSSIMO 21 - 30 54 RUIM 31 - 40 31 REGULAR 41 - 50 6 BOM 51 - 60 5 BOM 61 - 70 39 REGULAR 71 - 80 24 REGULAR 81 - 90 10 BOM

91 - 100 222 PÉSSIMO 101 - 110 154 PÉSSIMO 111 - 120 131 PÉSSIMO 121 - 130 195 PÉSSIMO 131 - 140 102 PÉSSIMO 141 - 150 3 BOM 151 - 160 24 REGULAR 161 - 170 232 PÉSSIMO 171 - 180 2 BOM 181 - 190 15 BOM 191 - 200 8 BOM 201 - 210 3 BOM 211 - 220 86 RUIM 221 - 230 170 PÉSSIMO 231 - 240 32 REGULAR 241 - 250 16 BOM 251 - 260 32 REGULAR 261 - 270 2 BOM 271 - 280 138 PÉSSIMO 281 - 290 120 PÉSSIMO 291 - 300 14 BOM 301 - 310 18 BOM 311 - 320 49 RUIM 321 - 330 40 RUIM 331 - 340 72 RUIM 341 - 350 81 RUIM 351 - 360 79 RUIM 361 - 370 138 PÉSSIMO 371 - 380 256 PÉSSIMO 381 - 390 241 PÉSSIMO 391 - 400 90 RUIM 401 - 410 204 PÉSSIMO 411 - 420 6 BOM 421 - 430 179 PÉSSIMO 431 - 440 208 PÉSSIMO 441 - 450 68 RUIM 451 - 460 32 REGULAR

99

Comparando os valores obtidos utilizando os dois métodos fica patente que os

resultados e os conceitos são bastante diferentes.

Os valores do IGGE são bastante menores em relação ao do IGG, isto provavelmente,

porque a avaliação objetiva seguindo a norma DNIT 006/2003, considera oito tipos de

ocorrências e oito fatores de ponderação para o cálculo do IGG, além de considerar

também as medidas das flechas obtidas pela treliça nas trilhas de roda. Já a norma DNIT

008/2003 considera apenas três ocorrências e três fatores de ponderação para o cálculo

do IGGE.

Mas ao se comparar a “evolução” entre os dois resultados chega-se a conclusão que

ocorre uma razoável correlação entre eles. O gráfico n° 5.3, apresenta a evolução do

IGG e IGGE.

Neste gráfico que liga os resultados obtidos em cada uma das metodologias aplicadas,

tem-se a curva azul que corresponde aos valores do IGG, e a curva rosa que corresponde

aos valores do IGGE. Os valores discretos da curva do IGGE ficam ao longo de todo o

gráfico abaixo dos valores discretos da curva do IGG, com exceção dos valores entre as

estacas 380 e 390. Mas ao se comparar os pontos de pico entre as curvas do IGG e do

IGGE, observa-se que há certa evolução por igual nas duas curvas, de modo que os

gráficos têm a mesma tendência, seja, nas estacas de valor mais baixo e mais alto são as

mesmas.

100

FIGURA 5.3 – Evolução entre o IGG e o IGGE a cada 10 estacas

101

Ao realizar uma regressão linear entre os pontos do IGG e IGGE, obtém-se um valor de

R² igual a 0,47. A figura 5.4 mostra a regressão entre o IGG e o IGGE a cada 10 estacas.

IGG X IGGE R2 = 0,4701

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250 300 350

IGG

IGG

E

FIGURA 5.4 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGGE a cada 10 estacas.

5.2 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGG (APLICADO AO LVC) A CADA 200 m (10 ESTACAS)

Para fins apenas de comparação de resultados foi realizado um novo processamento nos

dados do LVC. Foi utilizado o método de cálculo do IGG, conforme norma DNIT

006/2003 no LVC. Deve-se ressaltar que esta metodologia é utilizada apenas na

avaliação objetiva do pavimento, sendo assim a norma em princípio não se aplica ao

LVC. Mas assim mesmo este procedimento foi realizado no intuito de tentar aproximar

os valores obtidos do LVC dos valores obtidos da avaliação objetiva.

Como no LVC os dados de flecha não são levantados, estes valores obtidos na avaliação

objetiva foram adotados para possibilitar o cálculo do IGG aplicado ao LVC. A tabela

5.3 apresenta os dados obtidos do IGG aplicado ao LVC a cada 200,00 m conceito de

deterioração do grau de deterioração do pavimento segunda a norma DNIT 006/2003:

102

TABELA 5.3 – Dados do IGG aplicado ao LVC a cada 10 estacas

DADOS LEVANTADOS PELO LABORATÓRIO MÓVEL – NOVA METODOLOGIA LVC APLICANDO A METODOLOGIA DO DNIT 006/2003 - PARA O CÁLCULO DO IGG A

CADA 200 m (10 ESTACAS) ESTACAS IGG A CADA 10 ESTACAS CONCEITO

0 - 10 110 MAU 11 - 20 129 MAU 21 - 30 122 MAU 31 - 40 113 MAU 41 - 50 39 BOM 51 - 60 39 BOM 61 - 70 108 MAU 71 - 80 100 MAU 81 - 90 69 REGULAR

91 - 100 204 PÉSSIMO 101 - 110 161 PÉSSIMO 111 - 120 144 MAU 121 - 130 167 PÉSSIMO 131 - 140 138 MAU 141 - 150 48 REGULAR 151 - 160 108 MAU 161 - 170 232 PÉSSIMO 171 - 180 50 REGULAR 181 - 190 105 MAU 191 - 200 92 MAU 201 - 210 76 REGULAR 211 - 220 147 MAU 221 - 230 128 MAU 231 - 240 108 MAU 241 - 250 103 MAU 251 - 260 118 MAU 261 - 270 119 MAU 271 - 280 164 PÉSSIMO 281 - 290 165 PÉSSIMO 291 - 300 76 REGULAR 301 - 310 80 REGULAR 311 - 320 81 MAU 321 - 330 96 MAU 331 - 340 188 PÉSSIMO 341 - 350 155 MAU 351 - 360 122 MAU 361 - 370 165 PÉSSIMO 371 - 380 256 PÉSSIMO 381 - 390 241 PÉSSIMO 391 - 400 117 MAU 401 - 410 165 PÉSSIMO 411 - 420 90 MAU 421 - 430 132 MAU 431 - 440 163 PÉSSIMO 441 - 450 124 MAU 451 - 460 131 MAU

103

Os dados do IGG calculados a partir da avaliação objetiva dos pavimentos e que serão

confrontados com os indicados na tabela 5.3, estão listados na tabela 5.1, já detalhada

no item 5.1.

Ao se comparar os dados utilizando o mesmo método de cálculo do IGG nos dois tipos

de levantamento realizados, verifica-se que os valores do IGG calculados a partir dos

dados do LVC, continuam com valores menores que os calculados a partir da avaliação

objetiva. Deste modo chega-se a conclusão que os valores tanto do IGG quanto do

IGGE calculados a partir do LVC, sempre estão menores que o cálculo do IGG a partir

da avaliação objetiva. Chega-se assim à conclusão de que os métodos utilizados nos

dois levantamentos são bastante diferentes de modo que uma comparação entre os dois

geraria, com certeza, conceitos diferentes da condição de deterioração.

Os conceitos de deterioração ou estado do pavimento são estabelecidos em função dos

valores obtidos do IGG e do IGGE e estes são bem mais brandos no levantamento feito

a partir do LVC, em relação aos feitos a partir da avaliação objetiva.

Ao se comparar o gráfico 5.5 que liga os resultados obtidos do IGG aplicado a cada tipo

de levantamento, obtém-se a curva azul que corresponde aos valores do IGG calculados

a partir da avaliação objetiva, e a curva vermelha que corresponde aos valores do IGG a

partir dos dados do LVC. Os valores discretos da curva do IGG feito a partir do LVC

ficam a todo o momento abaixo dos valores discretos da curva do IGG da avaliação

objetiva, com exceção das estacas 270, 280 e 340. Ao se comparar os pontos de pico

entre as curvas do IGG nos dois levantamentos, conclui-se também que não ocorreu

uma mesma evolução nas duas curvas, conforme conseguido no item 5.1, na

comparação da evolução das curvas entre o IGG e o IGGE. Deste modo os gráficos

também não têm a mesma tendência

Desta maneira chega-se a conclusão final que o cálculo e processamento do IGG

aplicado ao LVC, não obteve êxito, pois apesar de ter aproximado os valores, que eram

distantes no IGGE, os pontos não seguem uma mesma tendência ou evolução. É, então,

melhor adotar os valores do IGGE para o LVC, do que tentar aproximar os valores

através da aplicação do cálculo do IGG ao LVC.

104

FIGURA 5.5 – Evolução entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC a cada 10 estacas

105

Na análise fazendo uma regressão linear dos cálculos obtidos do IGG nos dois

levantamentos obtém-se um R² igual a 0,25, significando pequena correlação e valor

bem inferior ao obtido entre o IGGE e o IGG.

O gráfico 5.6 mostra a regressão linear realizada entre os valores do IGG nas duas

metodologias a cada 10 estacas.

IGG (AVALIAÇÃO OBJETIVA) X IGG (LVC) R2 = 0,2576

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250 300 350

IGG (AVALIÇÃO OBJETIVA)

IGG

(LVC

)

FIGURA 5.6 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC a cada

10 estacas

5.3 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGGE A CADA 1000 m (1km – 50 estacas)

Nas comparações feitas no item 5.1 e 5.2, os processamentos foram feitos a cada 200,00

m. Este segmento é o mínimo recomendável para o cálculo do IGG, mas não o

suficiente para o cálculo do IGGE. Por isto foi realizado um processamento de todos os

dados a cada 1,00 km, no intuito de respeitar o segmento mínimo recomendável para o

cálculo do IGGE.

A tabela 5.4 apresenta os dados obtidos e calculados do IGG a cada 1,00 km e o

conceito de deterioração do pavimento seguindo a norma DNIT 006/2003:

106

TABELA 5.4 – Dados do IGG calculado pela norma DNIT 006/2003 a cada 50 estacas

DADOS LEVANTADOS PROJETO FUNDÃO - DNIT 006/2003 AVALIAÇÃO OBJETIVA - CÁLCULO DO IGG A CADA 1000 m (50 ESTACAS)

ESTACAS IGG A CADA 50 ESTACAS CONCEITO 0 - 50 242 PÉSSIMO

51 - 100 149 MAU 101 - 150 212 PÉSSIMO 151 - 200 175 PÉSSIMO 201 - 250 165 PÉSSIMO 251 - 300 138 MAU 301 - 350 158 MAU 351 - 400 237 PÉSSIMO 401 - 450 203 PÉSSIMO

A tabela 5.5 apresenta os dados obtidos do IGGE a cada 1,00 km e o índice do estado da

superfície do pavimento apenas em função do IGGE seguindo a norma DNIT 008/2003.

TABELA 5.5 – Dados do IGGE calculado pela norma DNIT 008/2003 a cada 50

estacas

DADOS LEVANTADOS PELO LABORATÓRIO MÓVEL APLICANDO A METODOLOGIA DO DNIT 008/2003 - CÁLCULO DO IGGE A CADA 1000 m (50 ESTACAS)

ESTACAS IGGE A CADA 50 ESTACAS CONCEITO 0 - 50 58 RUIM

51 - 100 80 RUIM 101 - 150 111 PÉSSIMO 151 - 200 11 BOM 201 - 250 63 RUIM 251 - 300 66 RUIM 301 - 350 56 RUIM 351 - 400 73 RUIM 401 - 450 138 PÉSSIMO

Ao se analisar os dados do IGG e do IGGE a cada 1,00 km, chega-se à mesma

conclusão que a análise 5.1, em que o IGGE sempre tem valor inferior ao IGG.

Mas ao se comparar o gráfico 5.7 que liga os resultados obtidos do IGG e do IGGE a

cada 1 km, obtém-se a curva azul que corresponde aos valores do IGG calculados a

partir da avaliação objetiva, e a curva rosa que corresponde aos valores do IGGE a partir

107

dos dados do LVC. Os valores discretos da curva do IGGE ficam ao longo de todo o

gráfico abaixo dos valores discretos da curva do IGG. E ao se comparar os pontos de

pico entre as curvas do IGG e do IGGE, não se obtém mais a mesma tendência obtida

na comparação 5.1. Conclui-se então que a análise a cada 1 km, deixou os valores mais

distantes do que a cada 200 m além de uma menor correspondência entre os pontos

confrontados.

FIGURA 5.7 – Evolução entre o IGG e o IGGE a cada 50 estacas

Na análise fazendo uma regressão linear dos cálculos obtidos do IGG e IGGE obtém-se

um R² igual a 0,0608, confirmando o visto no gráfico 5.5 da não correlação dos valores

obtidos no IGG e IGGE.

O gráfico 5.8 mostra a regressão linear realizada entre os valores do IGG e IGGE a cada

50 estacas.

108

IGG X IGGE R2 = 0,0608

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 50 100 150 200 250 300

IGG

IGG

E

FIGURA 5.8 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC.

5.4 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGG (APLICADO AO LVC) A CADA 1000 m (1km – 50 ESTACAS)

Assim como feito no item 5.2, foi feito também o cálculo do IGG a partir dos dados do

LVC. Mas os dados agora foram processados a cada 1,00 km. É ressaltado novamente

que o cálculo do IGG não se aplica ao LVC, este procedimento foi realizado no intuito

de tentar aproximar os valores obtidos do LVC com os valores obtidos da avaliação

objetiva.

Os dados do IGG calculados a partir da avaliação objetiva dos pavimentos e que serão

confrontados com os dados do IGG aplicado ao LVC, estão listados na tabela 5.4, já

detalhada no item 5.3.

A tabela 5.6 os dados obtidos do IGG aplicado ao LVC a cada 1 km e o conceito de

deterioração do pavimento segundo a norma DNIT 006/2003:

109

TABELA 5.6 – Dados do IGG aplicado ao LVC calculado pela norma DNIT 006/2003

a cada 50 estacas

DADOS LEVANTADOS PELO LABORATÓRIO MÓVEL APLICANDO A METODOLOGIA DO DNIT 006/2003 - CÁLCULO DO IGG A CADA 1000 m (50 ESTACAS)

ESTACAS IGG POR ESTACA CONCEITO 0 - 50 102 MAU

51 - 100 104 MAU 101 - 150 132 MAU 151 - 200 130 MAU 201 - 250 112 MAU 251 - 300 128 MAU 301 - 350 155 MAU 351 - 400 193 PÉSSIMO 401 - 450 143 MAU

Ao se comparar os dados do IGG aplicado a cada tipo de levantamento, concluí-se que

os valores do IGG calculado com os dados LVC se aproximaram bastante dos valores

do IGG calculado a partir da avaliação objetiva. Mas novamente o IGG calculado pelo

LVC, continua com valores menores que os calculados a partir da avaliação objetiva.

Deste modo chega-se à conclusão que os valores tanto do IGG quanto também do IGGE

calculados a partir do LVC, sempre estão menores que o cálculo do IGG a partir da

avaliação objetiva.

Ao se comparar o gráfico 5.9 que liga os resultados obtidos do IGG aplicado a cada tipo

de levantamento, obtém-se a curva azul que corresponde aos valores do IGG calculados

a partir da avaliação objetiva, e a curva vermelha que corresponde aos valores do IGG a

partir dos dados do LVC. A curva do IGG feito a partir do LVC fica a todo o momento

abaixo da curva do IGG da avaliação objetiva, conforme já detalhado. Ao se comparar

os pontos de pico entre as curvas do IGG e do IGGE, conclui-se que não ocorreu uma

evolução por igual entre as duas curvas, reafirmando que tanto na comparação a cada 1

km quanto a cada 200 m, as curvas não tiveram a mesma tendência.

110

FIGURA 5.9 – Evolução entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC a cada 50 estacas

Na análise fazendo uma regressão linear dos cálculos obtidos do IGG nos dois

levantamentos obtemos um R² igual a 0,09, confirmando o visto no gráfico 5.7 da não

correlação dos valores obtidos do IGG para cada metodologia.

O gráfico 5.10 mostra a regressão linear realizada entre os valores do IGG a cada 50

estacas.

IGG (AVALIAÇÃO OBJETIVA) X IGG (LVC) R2 = 0,0919

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

0 50 100 150 200 250 300

IGG (AVALIAÇÃO OBJETIVA)

IGG

(LVC

)

FIGURA 5.10 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC.

111

Desta maneira tanto no processamento a cada 1,00 km, quanto no processamento a cada

200 m, as comparações quase se mantiveram as mesmas, valendo então as mesmas

conclusões do item 5.2 para este item 5.4.

5.5 – CONSIDERAÇÕES FINAIS DOS PROCESSAMENTOS E LEVANTAMENTOS DE CAMPO DO EXEMPLO APLICATIVO.

Tendo como base as quatro comparações realizadas, chega-se a conclusão final que ao

se fazer a comparação do IGG calculado da avaliação objetiva com o IGG ou IGGE

calculado a partir do LVC, os valores são diferentes levando a conceitos para o estado

da superfície diferentes. Na metodologia utilizando o LVC, os valores foram mais

brandos e menores que a avaliação objetiva. A diferença de resultados pode ser dar por

diversos motivos sendo a seguir listados os principais motivos de acordo com a opinião

do autor:

- Diferença entre o julgamento dos técnicos dos dois levantamentos – Devido ao fato da

avaliação e o LVC serem feitos de maneira visual e objetiva geram diferenças de

resultados devido a diferença entre os julgamentos dos técnicos que avaliam os

pavimentos. Enquanto que para um técnico o tipo de trinca é de classe 01, para outro a

mesma trinca é avaliada na classe 02, gerando no final da soma das avaliações,

diferenças no cálculo do IGG ou IGGE. Para solução deste tipo de problema é

necessário um treinamento e calibração constante dos diversos técnicos que realizam

este tipo de levantamento.

- Diferenças na metodologia dos levantamentos – Devido à diferença nas metodologias

dos levantamentos torna-se quase impossível uma comparação concreta entre os

resultados do IGG e IGGE. Enquanto a avaliação objetiva avalia a presença ou não de

uma determinada ocorrência tendo como relatório de levantamento um sim ou não de

uma ocorrência ou defeito, o LVC avalia a real área da determinada ocorrência tendo

como relatório de levantamento o valor absoluto da área da mesma ocorrência ou

defeito.

- Diferenças no cálculo do IGG e IGGE – Conforme já bastante fixado nas comparações

feitas, o cálculo do IGG considera o valor de oito tipos de ocorrência e oito fatores de

112

ponderação dos mesmos enquanto o IGGE considera apenas três tipos de ocorrência e

três fatores de ponderação. Além desta diferença no cálculo se somam ainda critérios

diferentes para determinação do índice do estado de superfície ou conceito de

deterioração do pavimento de acordo com o determinado em cada norma.

- Diferenças na extensão de levantamento – Conforme já implícito nas proposições

acima cabe ressaltar que a extensão de levantamento muda para cada tipo de

metodologia aplicada. Enquanto o LVC é feito de maneira contínua ao longo de todo o

pavimento a avaliação objetiva é realizada em área amostral e em estacas pré-

determinadas. Deste modo enquanto a avaliação objetiva de levantamento considera

dados ou fatores estatísticos para determinação de um conceito ou nota, o LVC levanta

de maneira real a área do defeito considerado, tendo assim uma significativa diferença

na determinação do IGG ou IGGE.

Se o objetivo for tentar aproximar as duas avaliações seja no IGG, seja no IGGE, é

necessária uma nova normalização para o cálculo do estado de superfície considerando

esta nova metodologia de levantamento visual contínuo.

Uma alternativa poderia ser também a aplicação de geoestatística na definição dos

índices de avaliação. Um exemplo de uso desta ferramenta na avaliação de pavimentos

foi apresentada por Albuquerque et al (2006). Avaliaram os autores a aplicabilidade do

uso da metodologia chamada de “krigagem ordinária”, um procedimento de estimativa

de dados que tenham variações espaciais, a partir de amostragens representativas.

Foram testados resultados de IGG e outros índice para uma rodovia, com bom resultado

visto que os erros das estimativas foram bastante baixos.

113

CAPÍTULO 6

CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

6.1 – CONCLUSÕES 1. O objetivo central desta dissertação é a apresentação de um novo método de

Levantamento Visual Contínuo com a utilização de um “laboratório móvel”, que se

aplica a uma malha rodoviária pavimentada, com rendimento satisfatório. Fez-se uso de

um computador e introduzem-se inovações tecnológicas de medição, registro e

elaboração de dados, além da adequação do veículo. Destaca-se a obtenção da imagem

contínua da superfície do pavimento com o vídeo–registro. O levantamento da faixa de

tráfego registra os defeitos existentes. O método atual do LVC sem estes recursos

tecnológicos, recorre à amostragem de áreas e o cômputo geral por técnica estatística.

2. Os equipamentos e softwares do laboratório móvel de aquisição de dados

funcionaram com sucesso tanto na coleta de informações no campo, quanto no

processamento dos dados em escritório. Deste modo, este novo método, além de

permitir o levantamento de toda uma malha rodoviária pavimentada, realiza uma

retroalimentação, pois os defeitos aparecem no vídeo registro e são comprovados via

computador através das planilhas geradas, ou principalmente pela execução do

programa HoleHunter que gera visualização do vídeo do trecho levantado e as

ocorrências são visualizadas simultaneamente na parte superior do mesmo vídeo.

3. O método desenvolvido permite registrar as imagens de várias referencias

geométricas: pontes, viadutos, passagens de nível, bueiros, entroncamentos, sinalização,

etc. São informações que complementam o banco de dados rodoviários. Presume-se sua

aplicabilidade a vias urbanas.

4. Ao final dos levantamentos dos pavimentos no campus da UFRJ, Ilha do Fundão,

feitos com o laboratório móvel de Levantamento Visual Contínuo, fica patente que as

correlações com os tradicionais IGG e IGGE não são válidos. Torna-se necessário uma

nova abordagem para avaliação do estado da superfície do pavimento pelo LVC com

vídeo-registro.

114

6.2 – RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

1. Nos trechos de rodovias ou malhas rodoviárias em que se aplicar o novo método de

LVC com vídeo-registro, procurar fazer comparações com os levantamentos

tradicionais, a fim de verificar se as conclusões desta dissertação se aplicam sempre.

2. Investigar procedimentos aplicáveis ao LVC com vídeo-registro que permita detectar

os graus de severidade dos defeitos. Em princípio a evolução dos registros ao longo do

tempo deve refletir a severidade dos mesmos.

3. Estender a aplicação do método a pavimentos de concreto e a pistas de aeroportos.

4. Elaborar procedimentos e especificações necessárias para a normalização do novo

método de LVC com vídeo-registro.

5. Elaborar estudos estendendo a o novo método de LVC com vídeo-registro para outras

áreas de levantamento afins, como drenagem, meio ambiente, ambiente geológico e

geomorfológico, aplicado a rodovias.

6. Estudar a aplicação do método a vias urbanas, com filmagens á luz de holofotes do

veículo de noite e de madrugada, contornando assim a interferência do tráfego intenso

durante o dia.

7. Estudar a possibilidade de incorporar ao laboratório móvel novos equipamentos de

coleta de dados rodoviários, como o Georadar e o medidores de irregularidade a laser.

8. Testar a sensibilidade do programa para diversos julgamentos entre técnicos de

levantamento.

115

REFERÊNCIAS BIBLIOGÁFICAS

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117

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Estado do Paraná”. Tese de D.Sc., EESC, São Paulo.

120

ANEXO A

Sistema HoleHunter

Tutorial Módulo HoleHunter

CONSULTE CONSULTORES DE ENGENHARIA LTDA Avenida Rio Branco, 2679 sala 308 Centro Juiz de Fora – MG – Brasil – CEP: 36010-012 Tel: 55-32-3216-7671 ENGGEOTECH ENGENHARIA LTDA Avenida Rio Branco, 2679 sala 308 Centro Juiz de Fora – MG – Brasil – CEP: 36010-012 Tel: 55-32-3233-1612

121

ÍNDICE

1 - APRESENTAÇÃO

2- INFORMAÇÕES PARA CONTATO 3 - INFORMAÇÕES TÉCNICAS

4- ABRINDO UM LEVANTAMENTO DO HOLEHUNTER A PARTIR DO CD/DVD (SEM NECESSIDADE DE INSTALAÇÃO DO PROGRAMA NO COMPUTADOR)

5- INSTALANDO O HOLEHUNTER NO COMPUTADOR

6 - CRIANDO UM ATALHO PARA HOLEHUNTER.EXE

7 - ABRINDO UM LEVANTAMENTO DO HOLEHUNTER NO COMPUTADOR

8 – GERANDO RELATÓRIOS DOS LEVANTAMENTOS A PARTIR DO HOLEHUNTER

9 - GERANDO ARQUIVOS PLANIMÉTRICOS E ALTIMÉTRICOS

10 - SELECIONANDO UM TRECHO ESPECÍFICO PARA VISUALIZAÇÃO NO HOLEHUNTER

122

1 - APRESENTAÇÃO

Bem vindo! Seja bem vindo ao Sistema HoleHunter! Este tutorial mostra os principais tópicos para que você se familiarize com os recursos oferecidos pelo sistema e permite que você inicie os seus primeiros trabalhos.

Visão Geral do Sistema.

O HoleHunter é um sistema para aquisição de informações sobre pavimentos de vias.

Seu principal objetivo é possibilitar uma análise do estado da condição funcional das vias, através da coleção de informações adquiridas por técnico treinado e através da informática.

As informações obtidas por GPS, odômetro digital, dispositivo óptico, câmera e digitação, são sintetizados em arquivos gravados em CD's ou DVD's, tornando fácil e rápido o acesso a essas informações.

O programa HoleHunter foi desenvolvido para poder exibir, em um só lugar, dados e imagens sobre um levantamento de superfície de pavimentos.

Como o principal uso do HoleHunter é para levantamentos de rodovias, todos os exemplos usados aqui serão baseados nestes tipos de levantamentos.

O HoleHunter é o software de apresentação das informações e depende de outro software, chamado DataIN, que coleta essas informações.

Uso deste tutorial.

O HoleHunter e seus programas auxiliares são de uso exclusivo da Consulte Engenharia e Enggeotech Engenharia e este tutorial destina-se exclusivamente a dar suporte aos seus usuários.

Se você deseja contratar serviços de levantamentos viários ou deseja mais informações sobre os serviços oferecidos pelas empresas, entre em contato, através dos endereços:

123

2- INFORMAÇÕES PARA CONTATO Proprietários dos Direitos de Uso do Software: Consulte Consultores de Engenharia Ltda. Telefones/Fax: 0 XX (32) 3216-7671 Endereço: Av. Barão do Rio Branco, 2679 sala 1203/1204 Endereço de correio eletrônico: [email protected] Site: www.consulteengenharia.com.br

Enggeotech Consultores de Engenharia Ltda. Telefones/Fax: 0 XX (32) 3233-1612 Endereço:Av. Barão do Rio Branco, 2679 sala 308 Endereço de correio eletrônico: [email protected]

124

3 - INFORMAÇÕES TÉCNICAS Requisitos do sistema:

Para exibir os dados de um levantamento, usando o programa HoleHunter, você irá precisar do seguinte equipamento:

- Microcomputador PCAT compatível, 533mhz ou maior;

- Memória de 128mb;

- Placa de Vídeo Aceleradora ("AGP") 8x ou maior;

- Leitor de CD-Rom 52x ou maior;

- Windows Media Player 6 ou maior;

- Windows 98 ou maior;

125

4- ABRINDO UM LEVANTAMENTO DO HOLEHUNTER A PARTIR DO CD/DVD (SEM NECESSIDADE DE INSTALAÇÃO DO PROGRAMA NO COMPUTADOR):

Insira o CD/DVD na unidade de CD-ROM/DVD-ROM;

Abra com um duplo clique o ícone Meu Computador.

Quando a janela aparecer, escolha o ícone do CD e dê um duplo clique.

Em seguida dê um duplo clique no ícone HoleHunter.

Aparecerá a seguinte tela:

Clique bem no centro da tela do Holehunter (dentro do desenho), depois clique no canto superior esquerdo da tela em levantamento e abrir; aparecerá a seguinte tela:

126

Selecione a pasta que contém o levantamento (a pasta vai ter o nome criado para o respectivo levantamento), clique em abrir e selecione o arquivo vias e clique em abrir novamente para abrir o levantamento;

Em seguida, clique em iniciar no centro da tela do Holehunter para carregar e executar o levantamento.

OBS.: caso ao executar o programa o vídeo não aparecer, é sinal de que seu computador não possui uma versão do Windows Media Player, sendo necessário a instalação no seu computador:

Clique no CD o arquivo executável:

MPSetup, para instalação do Windons Media Player

Em seguida repita o procedimento acima para execução do programa HoleHunter.

127

5- INSTALANDO O HOLEHUNTER NO COMPUTADOR

Na raiz do seu computador (C: ou D:), crie uma pasta chamada SIA. Copie o os arquivos: PIX, pasta com o respectivo levantamento, HoleHunter, IDCCONF, Vias , Vias_IGV, que estão dentro do CD/DVD para dentro desta pasta (SIA). Aparecerá a seguinte tela:

128

6 - CRIANDO UM ATALHO PARA HOLEHUNTER.EXE

Dentro da pasta VIAS, clique com o botão direito do mouse sobre o arquivo HoleHunter.exe, em seguida clique em Enviar para, e depois em Área de trabalho (criar atalho). Aparecerá a seguinte tela:

129

7 - ABRINDO UM LEVANTAMENTO DO HOLEHUNTER NO COMPUTADOR

Como abrir um levantamento existente:

Abra com um duplo clique o ícone Meu Computador.

Em seguida procure a pasta SIA, criada no ITEM 5

Em seguida dê um duplo clique no ícone HoleHunter.

Caso você optar em abrir o programa via o atalho criado no ITEM 6, dê apenas um duplo clique no ícone do HoleHunter na área de trabalho do Windows.


Clique bem no centro da tela do Holehunter (dentro do desenho), depois clique no canto superior esquerdo da tela em levantamento e abrir; aparecerá a seguinte tela:

130

Selecione a pasta que contém o levantamento (a pasta vai ter o nome criado para o respectivo levantamento), clique em abrir e selecione o arquivo vias e clique em abrir novamente para abrir o levantamento;

Em seguida, clique em iniciar no centro da tela do Holehunter para carregar e executar o levantamento.

131

8 – GERANDO RELATÓRIOS DOS LEVANTAMENTOS A PARTIR DO HOLEHUNTER

Gerando relatórios:

O Holehunter é capaz de gerar relatórios detalhados e resumidos em formato de planilha. Os relatórios detalhados apresentam todo o levantamento de forma a mostrar o que ocorreu em cada metro levantado. Os relatórios resumidos descrevem todas as ocorrências do trecho levantado, porém apresenta de forma sintética o trecho levantado.

Relatório detalhado:

Clique em levantamento, em seguida impressão e clique em detalhada. Selecione as ocorrências que interessam e em seguida clique em gerar planilha e salve-a em uma pasta.

Relatório resumido:

Clique em levantamento, em seguida impressão e clique em resumida. Selecione as ocorrências que interessam e em seguida clique em abrir consulta e a seguinte tela aparecerá:

132

Clique em salvar e salve-o em uma pasta criada por você.

133

9 - GERANDO ARQUIVOS PLANIMÉTRICOS E ALTIMÉTRICOS

Gerando arquivo DXF planimétrico:

Clique em levantamento, em seguida impressão e clique em exporta DXF. Aparecerá a seguinte tela:

Selecione a opção Planimétrico e em seguida clique em OK.


134

Selecione a pasta onde será salvo o arquivo Planimétrico e clique em salvar.

Os arquivos Planimétrico e Altimétrico são visualizados em AUTOCAD, TOPOGRAPH e MICROSTATION.

Gerando arquivo DXF altimétrico:

Siga os mesmos passos descritos para gerar arquivo DXF planimétrico, mas ao invés de selecionar a opção planimétrico deve-se selecionar a opção altimétrico.

135

10 - SELECIONANDO UM TRECHO ESPECÍFICO PARA VISUALIZAÇÃO NO HOLEHUNTER

Depois de iniciado o Holehunter observe o levantamento e verifique a quilometragem inicial e final. Caso o levantamento esteja no sentido crescente, siga os seguintes passos:

No campo selecionar trecho, em início, coloque a quilometragem inicial de sua escolha e em fim a quilometragem final de acordo com o intervalo do trecho levantado. Por exemplo: o Km inicial do levantamento é 207800m e o Km final é 210000m e você quer selecionar 1500m deste trecho. Faça o seguinte: no campo início coloque por exemplo 208000m e no campo fim coloque 209500m, clique em Sel. p/Km e em seguida clique em aplicar e logo após clique em iniciar.

Caso o levantamento esteja no sentido decrescente, siga os seguintes passos:

No campo selecionar trecho, em início, coloque a quilometragem inicial de sua escolha e em fim a quilometragem final de acordo com o intervalo do trecho levantado. Por exemplo: o Km inicial do levantamento é 210000m e o Km final 207800m e você quer selecionar 1500m deste trecho. Faça o seguinte: no campo início coloque por exemplo 209500m e no campo fim coloque 208000m, clique em Sel. p/Km e em seguida clique em aplicar e logo após clique em iniciar.

OBS.: os relatórios e os arquivos DXF gerados no trecho selecionado só apresentam os respectivos levantamentos.

136

ANEXO B

Sistema DataIN

Tutorial Módulo DataIN

CONSULTE CONSULTORES DE ENGENHARIA LTDA Avenida Rio Branco, 2679 sala 308 Centro Juiz de Fora – MG – Brasil – CEP: 36010-012 Tel: 55-32-3216-7671 ENGGEOTECH ENGENHARIA LTDA Avenida Rio Branco, 2679 sala 308 Centro Juiz de Fora – MG – Brasil – CEP: 36010-012 Tel: 55-32-3233-1612

137

ÍNDICE

1 - APRESENTAÇÃO


4- INSTALANDO O PROGRAMA DATAIN

5 – MONTAGENS DO MICROCOMPUTADOR E DEMAIS COMPONENTES

6 – INICIAÇÕES DO PROGRAMA DATAIN

7 - UTILIZANDO O PROGRAMA DATAIN

138

1 - APRESENTAÇÃO

Bem vindo! Seja bem vindo ao Sistema DataIN! Este tutorial mostra os principais tópicos para que você se familiarize com os recursos oferecidos pelo sistema e permite que você inicie os seus primeiros trabalhos.


O programa DataIN é utilizado para a aquisição dos dados para o levantamento das condições de uma via.

Para saber quais os equipamentos necessários para utilizá-lo, entre em contato com os endereços abaixo.

Uso deste tutorial.

O DataIN e seus programas auxiliares são de uso exclusivo da Consulte Engenharia e Enggeotech Engenharia e este tutorial destina-se exclusivamente ao treinamento dos técnicos de levantamento.


139

2- INFORMAÇÕES PARA CONTATO: Proprietários dos Direitos de Uso do Software: Consulte Consultores de Engenharia Ltda. Telefones/Fax: 0 XX (32) 3216-7671 Endereço: Av. Barão do Rio Branco, 2679 sala 1203/1204 Endereço de correio eletrônico: [email protected] Site: www.consulteengenharia.com.br

Enggeotech Consultores de Engenharia Ltda. Telefones/Fax: 0 XX (32) 3233-1612 Endereço: Av. Barão do Rio Branco, 2679 sala 308 Endereço de correio eletrônico: [email protected]

140


Para fazer a coleta de informações, usando o programa DataIN, você precisa ter, no mínimo:

- Microcomputador PCAT compatível, 3.0 Ghz ou maior;

- HD de 7200RPM ou maior;

- Duas portas seriais RS232C com DB9F;

- Duas portas USB;

- Windows XP PRO SP2;

- Câmera Digital;

- Dispositivo Apontador Óptico (mouse);

- GPS eTrex Summit;

- Odômetro NiteStar;

- Automóvel.

141

4- INSTALANDO O PROGRAMA DATAIN

1) Crie uma pasta na raiz do computador com o nome SIA, depois de criada a pasta, copie o conteúdo do CD/DVD dentro desta pasta. Aparecerá a seguinte tela:

2) Dentro da pasta DataIN, copie o arquivo datain.ini para dentro da pasta Windows de seu computador;

3) Dentro da pasta DataIN, crie um atalho do arquivo DataIN.exe na área de trabalho;

4) Com os equipamentos ligados (GPS, NiteStar e sensor óptico), verifique o funcionamento das portas e veja se cada equipamento está conectado em sua respectiva porta.

142

5 – MONTAGENS DO MICROCOMPUTADOR E DEMAIS COMPONENTES

Preparação dos componentes antes de iniciar um levantamento.

Esta rotina deverá sempre ser observada antes do início do levantamento.

Assim podem-se evitar falhas como o desajuste na leitura dos indicadores e até a falta de dados obtidos pelos aparelhos.

Montando o microcomputador.

Monte o microcomputador no veículo, inicialmente, sem os componentes de aquisição de dados (câmera, GPS, odômetro) e ligue-o para verificar seu funcionamento.

Em seguida, com o microcomputador desligado, conecte os componentes de aquisição:

GPS: verifique se está configurado para velocidade de 9600bps de comunicação com PC, conectado à porta COM2 do microcomputador;

No GPS verifique se está em interface text out e sistema GARMIN;

Odômetro NiteStar: ligado por um conector ao sistema do veículo e pelo cabo serial à porta COM1 do microcomputador (obs.: quando ligar o NiteStar, não esqueça de apertar a tecla RUN HOLD antes de iniciar o levantamento;

Funcionamento da câmara

Depois de conectados os cabos, ligue a filmadora colocando-a na posição CÂMARA. Abra o visor de LCD e aperte o botão menu, como mostra a figura abaixo:

143

Logo após, aparecerá a seguinte tela:

Na traseira da filmadora existe um botão giratório, como mostra a figura abaixo:

144

Gire este botão até a posição setup menu, como mostra a figura abaixo:

Verifique se no setup menu, a opção USB STREAM está na posição ON. Para selecionar a opção, você deve pressionar este botão giratório.

145

6 – INICIAÇÕES DO PROGRAMA DATAIN

Fazendo um "check-in".

Ligue o microcomputador e verifique se todos os componentes estão funcionando corretamente. Observe bem a leitura do GPS, principalmente à qualidade do sinal recebido dos satélites.

Movendo o veículo um pouco, você poderá ver se há mudança nos indicadores do GPS e do odômetro.

Abra o programa MovieMaker e ajuste a qualidade do vídeo; experimente fazer uma pequena gravação (criando um arquivo na pasta "c:\temp", por exemplo, para testar a câmera).

Abrindo o programa MovieMaker.

Abra o programa MovieMaker, clicando em seu ícone: Será mostrada esta janela:

Selecione a opção Gravar.

Escolha a qualidade do Vídeo: Outras, ISDN 512k, quanto melhor a qualidade maior a memória necessária para arquivar o vídeo.

146

Posicione corretamente a câmera.

Abrindo o programa DataIn.

Abra o programa DataIN. Clique neste ícone:

Será mostrada esta janela:

Definindo os dados sobre o levantamento a ser efetuado.

No programa DataIN, você deverá definir algumas informações sobre o levantamento. Definindo as ocorrências Clicando no botão Ocorrências, você poderá definir os tipos de ocorrências a serem observadas no levantamento. E' mostrada a seguir um exemplo desta janela:

147

A configuração das ocorrências é definida no formato T AAA F P III DDDDDDDD... sendo: T = Tecla Atalho (por exemplo, 5) AAA = Abreviação, a ser usada na apresentação do levantamento, planilhas, etc... F = Formato, podendo ser '1' para "contínua" (ex.:remendo) ou '0' para "local"(ex.:panela); P = Show, sendo '1' para ocorrência mostrada no levantamento e '0' para oculta; III = Multipilicador, que define o "peso" que uma ocorrência terá, em função da área ou extensão da ocorrência observada; DDDD... = Descrição ou título da ocorrência. Para confirmar os dados de configuração das ocorrências, basta clicar no botão Salvar. Para fechar a janela, sem salvar, clique no botão Sair. Detalhando o trecho a ser levantado Clique no botão Trecho e será mostrada uma janela que permite a inclusão de vários dados sobre o trecho tais como os mostrados a seguir:

148

Ajuste os dados sobre o levantamento conforme necessário. Confirme (pressionando o botão "Confirmar") para salvar os dados ou no botão "Sair" para não gravar nada. Observe que no campo Trecho será dado o nome da pasta do levantamento, ou seja, todos os dados do levantamento serão guardados numa pasta com este nome. Levantamento Crescente/Decrescente Ajuste o tipo de levantamento marcando a opção Crescente ou Decrescente. Neste caso, é muito importante observar se o quilômetro inicial e o quilômetro final estão definidos. Para um levantamento crescente, o quilômetro final precisa ser maior do que o inicial e vice-versa. Selecionando o trecho a partir de um arquivo de trechos Você pode selecionar o trecho a ser levantado a partir de um arquivo de trechos. Este arquivo deve ter a extensão ".pnv" e sua criação e edição pode ser feita com qualquer editor de texto. Um arquivo tipo ".pnv" pode ser composto por várias linhas, sendo cada linha referente a um trecho. Veja o exemplo seguinte:

149

Para criar e/ou editar um arquivo de trechos, use um editor com fonte fixa (ou "somente texto" ou "texto MS-DOS sem formatação"). Deve-se obedecer as posições das colunas do arquivo, que são as seguintes: Colunas: 01 a 10: Identificação do trecho ("PNV"); Colunas: 13 e 14: Número de Identificação; Colunas: 18 a 53: Nome da Localidade Inicial; Colunas: 55 a 90: Nome da Localidade Final; Colunas: 92 a 100: Quilometro Inicial; Colunas: 102 a 110: Quilometro Final; Colunas: 112 a 120: Quilometragem a ser percorrida (Quilometro Final - Quilometro Inicial); Para escolher um trecho, basta selecionar o arquivo e marcar qual o levantamento dentro desse arquivo de interesse. Ao fazer isto, o programa DataIN irá buscar os dados do levantamento.

150

7 - UTILIZANDO O PROGRAMA DATAIN

Iniciando a leitura dos indicadores.

Agora você poderá ativar a leitura dos componentes, indicadores dos dados coletados para o levantamento. Clique no botão Iniciar Leitura e as informações lidas do GPS, odômetro NiteStar e dispositivo indicador, começarão a ser mostradas nos respectivos displays no DataIN. Iniciando a gravação do vídeo. Imediatamente após ativar a leitura dos indicadores, você deve iniciar a gravação do vídeo. Alterne o foco do Windows para o programa MovieMaker (use as teclas ALT+ Tab) e inicie a gravação (opção Gravar). Observe o andamento da gravação, indicado pela contagem do tempo.

Sincronizando a gravação da imagem com a leitura dos indicadores.

Como a gravação do vídeo não foi iniciada simultaneamente com a leitura dos indicadores, você deve sincronizar os dois programas. Para fazer isso, basta pressionar a tecla Page Down ou a tecla Page Up e fazer com que o contador de tempo do programa DataIN fique sincronizado com o contador de tempo do MovieMaker. Uma vez sincronizados, dar início ao levantamento.

Posicionando-se no início do trecho.

Vá, em direção ao início do trecho a ser levantado. Ao chegar, prepare o veículo, sinalizando-o corretamente com as placas, adesivos ou lanternas adequadas e/ou necessárias conforme o tipo de levantamento.

Iniciando o percurso

Movimente o veículo e dê mais uma checada nos indicadores do DataIN. Confira as leituras, observe bem o comportamento do GPS e inicie o levantamento se tudo estiver OK. Logo no início, veja também se o posicionamento da câmera está bom e focando o que precisa realmente que seja gravado, pois podem ocorrer mudanças de posição em função da trepidação do veículo. A seguir faça o levantamento visual contínuo teclando nas teclas atalhos (definidas anteriormente para cada tipo de defeitos) à medida que for visualizado o defeito na faixa do pavimento ao longo do percurso levantado. Finalize todos os aplicativos e desligue o microcomputador e os demais componentes ao fim do levantamento.

151

Gerando e salvando o Levantamento

Abra o programa DataIN. Clique neste ícone


Clique no botão indicado na figura. Em seguida aparecerá a seguinte tela:

Clique duas vezes na pasta vias para abri-la; Aparecerá a seguinte tela:

152

Nesta tela mostra todos os levantamentos executados. Selecione o levantamento de interesse e abra-o. Aparecerá a seguinte tela:

Selecione o arquivo LEV.DBF e abra-o. Aparecerá a seguinte tela:

153

Clique em OK. Aparecerá a seguinte tela:

Observe que no canto esquerdo da tela do DataIN apareceu: “Opções de Ajustes no Levantamento”. A partir daí siga os seguintes passos: 1) Clique no botão excluir no campo Registros Inválidos; aparecerá a seguinte tela:


Clique em OK. Clique novamente em excluir, para zerar todos os registros inválidos. Até que apareça a seguinte tela:

154

Clique em OK. OBS.: Repita a operação de exclusão até que apareça esta tela acima contendo a seguinte informação: “Fim da Operação. Não foram encontrados registros inválidos”. 2) Clique no botão Zerar no campo Zerar Registros Incompletos; aparecerá a seguinte tela:


Clique em OK. 3) Clique em corrigir no campo Altitude; aparecerá a seguinte tela:

155


Clique em OK. 4) Clique em Indexa Lev.NTX no campo Indexação; aparecerá a seguinte tela:


Clique em OK. Pronto seu levantamento já poderá ser executado no Holehunter.

156

ANEXO C

Sistema IGVH

Tutorial Módulo IGVH

CONSULTE CONSULTORES DE ENGENHARIA LTDA Avenida Rio Branco, 2679 sala 1203/1204 Centro Juiz de Fora – MG – Brasil – CEP: 36010-012 Tel: 55-32-3216-7671

157

ÍNDICE

1 - APRESENTAÇÃO


4 – HOLEHUNTER - GERANDO ARQUIVOS PLANIMÉTRICOS E ALTIMÉTRICOS

5 – UTILIZANDO O PROGRAMA DXF2XYZ 1.3

6 - INSTALANDO O FORTRAN 7 – GERANDO ARQUIVOS DE ENTRADA DO PROGRAMA IGVH 8 - RODANDO O PROGRAMA IGVH

158

1 - APRESENTAÇÃO

Bem vindo! Seja bem vindo ao Sistema IGVH! Este tutorial mostra os principais tópicos para que você se familiarize com os recursos oferecidos pelo sistema e permite que você inicie os seus primeiros trabalhos.


O IGVH é um sistema para aquisição de informações da geometria das rodovias. Ele é utilizado para obter o IGH – Índice de Geometria Horizontal e o IGV – Índice de Geometria Vertical.

Buscando uma otimização na determinação destes dois índices, o IGVH, como o próprio nome sugere, é um programa que foi desenvolvido com o objetivo de informatizar o cálculo do IGH e do IGV de um determinado trecho de rodovia, utilizando os dados de saída do HoleHunter e informações de um GPS. O programa está estruturado em FORTRAN, uma linguagem de programação bastante difundida em diversas áreas de conhecimento.

Uso deste tutorial.

O HoleHunter e seus programas auxiliares são de uso exclusivo da Consulte Engenharia e Enggeotech Engenharia e este tutorial destina-se exclusivamente a dar suporte aos seus usuários.


159

2- INFORMAÇÕES PARA CONTATO Proprietários dos Direitos de Uso do Software: Consulte Consultores de Engenharia Ltda. Telefones/Fax: 0 XX (32) 3216-7671 Endereço: Av. Barão do Rio Branco, 2679 sala 1203/1204 Endereço de correio eletrônico: [email protected] Site: www.consulteengenharia.com.br

160


Para exibir os dados de um levantamento, usando o programa IGVH, você irá precisar do seguinte equipamento:

- Microcomputador PCAT compatível, 533mhz ou maior;

- Memória de 128mb;

- Placa de Vídeo Aceleradora ("AGP") 8x ou maior;

- Leitor de CD-Rom 52x ou maior;

- Windows Media Player 6 ou maior;

- Windows 98 ou maior;

- Fortran

- DXF2XYZ 1.3 (Programa baixado da Internet, para obtenção de coordenadas, (x,y,z)

de arquivos DXF.

161

4 – HOLEHUNTER - GERANDO ARQUIVOS PLANIMÉTRICOS E ALTIMÉTRICOS

Gerando arquivo DXF planimétrico:

Clique em levantamento, em seguida impressão e clique em exporta DXF. Aparecerá a seguinte tela:

Selecione a opção Planimétrico e em seguida clique em OK.


162

Selecione a pasta onde será salvo o arquivo Planimétrico e clique em salvar.

Os arquivos Planimétrico e Altimétrico são visualizados em AUTOCAD, TOPOGRAPH e MICROSTATION.

Gerando arquivo DXF altimétrico:

Siga os mesmos passos descritos para gerar arquivo DXF planimétrico, mas ao invés de selecionar a opção planimétrico deve-se selecionar a opção altimétrico.

OBS.: Para outras informações verificar Tutorial módulo Holehunter

163

5 – UTILIZANDO O PROGRAMA DXF2XYZ 1.3

Com os arquivos DXF gerados pelo Holehunter, será dada a entrada no programa DXF2XYZ 1.3 (Programa baixado da Internet, para obtenção de coordenadas, (x,y,z).

Instale o programa DXFXYZ 1.3 - seguindo as instruções no mesmo

Abra com um duplo clique o ícone DXFXYZ


Clique em examinar, na parte superior da tela inicial, localize então o arquivo planimétrico ou altimétrico gerado pelo Holehunter, clique no mesmo ; aparecerá a seguinte tela:

164

No canto superior direito, o botão Save Noname.dxf (quando inativo), deverá ser ativado ao clicar no DXF planimétrico ou altimétrico e aparecer o nome do PNV em questão. Clique no botão com o nome do PNV, este criará o arquivo com extensão .XYZ, referente ao planimétrico ou ao altimétrico, tendo que ser repetida a operação para ambos. Caso o botão ainda esteja inativo, quando clicar no arquivo DXF, significa que o caminho entre o programa DXFXYZ 1.3 e o arquivo em análise, planimétrico ou altimétrico, é muito extenso, portanto mudar o diretório do arquivo a ser analisado. Colocando-o mais próximo de onde foi instalado o programa DXFXYZ 1.3. Ao clicar no botão o programa além de gerar o arquivo com extensão .XYZ dará o nº total de linhas, isto é o nº total de pontos com suas coordenadas, que será importante para a entrada no Fortran. No exemplo abaixo está evidenciando o nº total de linhas para o arquivo planimétrico, isto é, número de pontos funcionais planimétricos.

165

Com o arquivo com extensão .XYZ, planimétrico e altimétrico gerado, monta-se o arquivo de entrada do Fortran.

Nº total de linhas

166

6 - INSTALANDO O FORTRAN Para rodar o programa IGHV, é necessária a instalação do software Visual Fortran 6.6 (ou outra versão compatível). 7 – GERANDO ARQUIVOS DE ENTRADA DO PROGRAMA IGVH Montando uma pasta para cada trecho rodoviário: Crie uma pasta para cada PNV. A pasta deve conter o arquivo fonte do programa IGHV em FORTRAN (CALCIGHV.for) e o arquivo de texto com os dados de entrada (ENTRADA.txt). Montando um arquivo de entrada para o IGVH: O arquivo de entrada é um arquivo de texto (ENTRADA.txt) que deve conter os dados do trecho rodoviário em estudo e obedecer a estruturação abaixo: Código de identificação do PNV Comprimento (em metros) do PNV Constante planimétrica, Constante altimétrica Valor de calibração planimétrica, Valor de calibração altimétrica Número de pontos funcionais planimétricos, Número de pontos funcionais altimétricos Xp, Yp (Coordenadas dos pontos funcionais planimétricos) Xa, Ya (Coordenadas dos pontos funcionais altimétricos) Exemplo de arquivo de entrada:

167

8 - RODANDO O PROGRAMA IGVH Execute o arquivo fonte do programa (CALCIGHV.for);

Clique no botão Compile (ou tecle Ctrl+F7);

Clique no botão Build (ou tecle F7);

168

Clique no botão Execute Program (ou tecle Ctrl+F5);

Exemplo de tela de saída:

169

Além da tela acima, o IGHV também gera um arquivo de texto (SAIDA.txt) na pasta do PNV com os dados de saída. OBS: Os valores de calibração planimétrico e altimétrico variam de trecho para trecho e, caso sejam mal estimados, podem gerar erros durante a execução do programa. Exemplo de arquivo de saída:

170

CURRÍCULO VITAE Eng. Carlos Alberto Ramim Reis Naturalidade: Juiz de Fora – MG / Estado civil: solteiro Nacionalidade: Brasileiro Nascido em 21/02/1980 Endereço: Rua Guaçuí, 395/302 Bl. A, São Mateus Fone: (32)32324924 Contato: (32)91192431 E-mail: [email protected]/ [email protected] Cidade: Juiz de Fora – MG Escolaridade: UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA Faculdade de Engenharia Curso: Engenharia Civil Período: 1999 – 2004 (concluído) UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COPPE - Instituto Luiz Coimbra de Pós Graduação em Engenharia Programa de Engenharia Civil Curso: Mestrado em Geotecnia e Pavimentação Período :2004 a 2007 Atuação Estudantil: 2000 – Monitor de Física – 1 ano 2001 – Estagiário da Fundação Centro Tecnológico de Juiz de Fora – 3 anos 2002 – Monitor de Mecânica dos Solos – Prática – 1 ano 2003 – Monitor de Construção de Estradas – 6 meses 2003 – Estagiário da Consulte Consultores de Engenharia Ltda – 6 meses 2004 – Ingresso no programa de pós - graduação da UFRJ - COPPE

171

Atuação Profissional Desde 2004 faço parte integrante da firma de Consultoria Consengeo Consultores de Engenharia e Geotecnia Ltda na qual desempenho o papel de responsável técnico e sócio diretor. Em parceria com as firmas Consulte Consultores de Engenharia Ltda e Enggeotech Engenharia Ltda. 2004 Análise e Elaboração de relatório do serviços de Levantamento Visual Contínuo

efetuado pela Consulte Consultores de Engenharia para o Departamento Estadual de Estradas de Rodagem de Minas Gerais.

Elaboração da Calibração do Sistema Medidor de Irregularidade tipo resposta do Laboratório Móvel da Consulte Consultores de Engenharia.

Medidas de deflexão pela Viga Benkelman em pavimentos do Estado de Minas Gerais para estudos comparativos da Viga Benkelman e o FWD

Análise e Elaboração de relatório dos serviços de Calibração do programa HDM-4, efetuado pela Consulte Consultores de Engenharia ao Departamento Nacional de Infra-estrutura Terrestre – DNIT

Realização de projetos de drenagem e contenção de encostas a MRS Logística SA

Realização de projeto executivo de engenharia ferroviária para a MRS Logística SA

Realizações de sondagens a percussão no Aterro Sanitário de Juiz de Fora Realizações de sondagens a percussão e calculo da permeabilidade in situ para

Companhia Paraibuna de Metais. 2005 Realização de projeto executivo de engenharia a MRS Logística SA Duplicação

da Variante Brisamar. Realização de estudos Hidrológicos do Rio Mazomba e Pirapetinga para a MRS

Logística SA Realizações de sondagens a percussão no Aterro Sanitário de Juiz de Fora. Realização de Controle Tecnológico de Campo para a duplicação do pátio de

Vargem Alegre. Apoio de campo e inspeção da obra de duplicação do pátio de Vargem Alegre. Realização de sondagem a trado nos Cemitérios Parque da Saudade e Cemitério

da Glória. Realização de ensaios de Permeabilidade no Cemitério Parque da saudade. Realização de Controle Tecnológico para Construtora Pangea Realização de sondagem a percussão na Fazenda Boa Vista – Juiz de Fora - MG. Realização de sondagem a percussão para Torres de Transmissão - Ferk

Telecon. Realização de Estudos e Ensaios Geotécnicos do Ramal de Galvasud –

Resende–MRS Logística.

172

2006 Realização de Estudos Geotécnicos para UFJF– Prof. Dr. Márcio Marangon Realização de Sondagens e Estudos Geotécnicos – Caixa Econômica Federal Realização de Estudos Geotécnicos de Duplicação de Ferrovia do Pátio de

Bárbara- Volta Redonda e o Pátio de Barra do Piraí – MRS Logística AS. Realização de Sondagens e Estudos Geotécnicos – Aterro sanitário de Ewbank

da Câmara. Realização de Sondagens e Estudos Geotécnicos- Contenção em cortina armada

para a MRS Logística no Ramal Paraibuna – Juiz de Fora – MG Realização de Sondagens e Estudos Geotécnicos - Contenção em cortina

atirantada para a MRS Logística no Ramal de Miguel Burnier – Miguel Burnier - MG

Realização de Estudos Geotécnicos de Duplicação da Ferrovia do Aço- Pátio de Bárbara e pátio P1-7 – MRS Logística SA

Levantamento de campo para inspeção da infra-estrutura ferroviária Ramal Paraopeba, Barreiro, Olhos d’água – 100 km – MRS Logística S.A.

Coordenador de levantamento dos serviços de levantamento visual contínuo da malha rodoviária federal região Norte, Centro Oeste, Sul e Sudeste. – Departamento Nacional de Infra-estrutura Terrestre - DNIT.

2007 Coordenador de levantamento dos serviços de levantamento visual contínuo da

malha rodoviária federal região Norte, Centro Oeste, Sul e Sudeste. – Departamento Nacional de Infra-estrutura Terrestre - DNIT.

Projetos de Contenção em cortina atirantada no Ramal Paraopeba – MRS Logística S.A.

Sondagens Geotécnicas para ampliação do pátio de Arara no porto do Rio de Janeiro – MRS Logística S.A.

Estudos geotécnicos do pavimento do pátio de Arara no porto do Rio de Janeiro – MRS Logística S.A.

Sondagens Geotécnicas na Linha do centro - Juiz de Fora bairro Retiro – MRS Logística S.A.

Levantamento de campo para inspeção da infra-estrutura ferroviária na Linha do centro –Juiz de Fora bairro Retiro- 12 km – MRS Logística S.A.

Realização de Controle Tecnológico de solos e concreto no acesso ao residencial AlphaVille – Juiz de Fora – Alphaville Urbanismo.

Consultoria de estudos de instabilidades e projetos de contenção no Residencial Santa Felicidade e Monte verde – Caixa Econômica Federal.

Sondagens Geotécnicas no Residencial Santa Felicidade e Monte verde – Caixa Econômica Federal.

reis_car_07_t_m_geo-pavimento.pdf

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