sistema de gerÊncia de pavimentos com Ênfase na...
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SISTEMA DE GERÊNCIA DE
PAVIMENTOS COM ÊNFASE
NA MANUTENÇÃO E
REABILITAÇÃO PARA A ILHA
DE FUNDÃO NA CIDADE DO
RIO DE JANEIRO
AUTOR
Guillermo Rodríguez Jover
PUBLICAÇÃO
Dezembro 2017
ORIENTADORA
Sandra Oda
CONVENIO DE ESTUDOS
UPM – UFRJ
Trabalho de fim de graduação do
curso de Engenharia Civil, na
Universidade Federal do Rio de
Janeiro.
Projeto para obtenção do Duplo
Diploma de Engenharia Civil e
Máster Ingeniero de Caminos,
Canales y Puertos entre os
países do Brasil e a Espanha.
SISTEMA DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS COM
ÊNFASE NA MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO PARA A
ILHA DE FUNDÃO NA CIDADE DO RIO DE JANEIRO
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVER
Projeto de graduação submetido ao corpo docente do curso
de Engenharia Civil da Escola Politécnica da Universidade
Federal do Rio de Janeiro como parte dos requisitos
necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil.
Examinado por:
Prof. Drª Sandra Oda – DET/UFRJ
Rio de Janeiro, RJ – Brasil
Dezembro de 2017
Prof. Drª Sandra Oda – DET/UFRJ
Prof. Drª Sandra Oda – DET/UFRJ
A minha família que sempre esteve perto, mesmo a que eu elegi como a que não.
Lembrar a todas as pessoas que me ensinaram uma aprendizagem que lembrei ao fim do dia.
Terminou o caminho. Boa sorte e até mais.
Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica /
UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau
de Engenheiro Civil.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVER
Dezembro, 2017
Orientadora: Sandra Oda
Curso: Engenharia Civil
Na atualidade, no plano nacional e internacional as tarefas de manutenção para
as infraestruturas rodoviárias tem atingido um nível de importância nunca antes
observado. Num momento no qual os projetos de nova construção estão
diminuindo, é mais que importante uma gerencia da manutenção ótima.
No campo das rodovias o dimensionamento e manutenção durante a fase de
projeto e sua fiscalização em todo o ciclo de vida da mesma fazem que seja
possível se atingir níveis de funcionamento adequados em relação à qualidade da
condução, seguridade e estado da infraestrutura.
No Brasil há uma falta muito grande de consciência pelo estado das rodovias. É
pois, uma questão principalmente administrativa e politica que os governos
federais, estaduais e municipais tem que valorar. Além do problema mesmo, é um
fator de desenvolvimento para o Brasil, já que tem no método rodoviário a maior
quantidade de pessoas e cargas transportados.
Por o que tenho dito acima, no presente projeto se tenta propor a implantação
de um programa de gerência de pavimentos na cidade do Rio de Janeiro. O
presente projeto quer definir as diretrizes para manter a infraestrutura rodoviária
analisada em corretas condições, de forma sustentável desde o ponto de vista
económico, ambiental e social ao mesmo tempo.
Para fechar, somente destacar que o documento tenta ser autoexplicativo e tem
sido feito para compreensão de qualquer leitor interessado no tema.
SISTEMA DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS COM
ÊNFASE NA MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO PARA A
ILHA DE FUNDÃO NA CIDADE DO RIO DE JANEIRO
Bachelor Degree´s thesis abstract reported at Escola
Politécnica/UFRF as a mandatory requirement to get
Bsc. Civil Engineering.
PAVEMENT MANAGEMENT PLANNING FOCUSED
ON MAINTENANCE AND RESTORATION ACTIVITIES
IN FUNDÃO ISLAND - RIO DE JANEIRO
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVER
December, 2017
Tutor: Sandra Oda
Course: Civil Engineering
Currently, not just from a national sight but also at international. Infrastructure’s
maintenance activities have reach a meaningful level of importance, far from what
was usual time ago. As new road construction projects are being cut down, it is
coming up even more important to know how to manage and plan properly
maintenance tasks.
While designing and during the project's life cycle as well, it should be tracked
few benchmarks such as security index, driving quality index and structural
performance among other. In order to ensure they won’t reach their minimum
suitable value. However, it will just be possible by scheduling and properly
planning what kind of measure to perform depending on the problem to be
considered.
There is a big lack of awareness about road’s conditions and their performance
too. Overall, this issue is basically administrative, federal government as well as
state and local don’t seriously carry out any solution though. It seems even more
senseless cause the vast majority of goods and passenger are actually moved by
road. Cause that, the increasingly lost of road transportation capacity goes against
the social and economical development of own country.
Because what was pointed out before this paragraph, the main issue of this
project is to purpose a pavement management planning in Rio de Janeiro city.
Furthermore, all the process in order to achieve a suitable maintenance system
will do it being socially, economically and environmentally sustainable.
Finally, I just want to remark throughout the document it try to be self-
explanatory, so everyone interested could read and understand it.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
SUMÁRIO
1. MEMORIA DO PROJETO
1.1 INTRODUÇÃO
1.2 JUSTIFICATIVA
1.3 OBJETIVO
1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO
2. GERALIDADES DOS PAVIMENTOS
2.1 DEFINIÇÃO
2.1.1 TIPOS DE PAVIMENTOS
2.1.1.1 PAVIMENTOS FLEXÍVEIS
2.1.1.2 PAVIMENTOS RÍGIDOS
2.1.1.3 PAVIMENTOS SEMIRRÍGIDOS
2.1.2 ESTRUTURA DOS PAVIMENTOS
2.1.2.1 REVESITMENTO OU CAPA DE ROLAMENTO
2.1.2.2 BASE
2.1.2.3 SUB-BASE
2.1.2.4 REFORÇO DO SUBLEITO
2.1.2.5 REGULARIZAÇÃO DO SUBLEITO
2.1.2.6 SUBLEITO
3. SISTEMA DE GERÊNCIA DOS PAVIMENTOS (SGP)
3.1 CONCEITUAÇÃO
3.2 ATIVIDADES BÁSICAS
3.2.1 SISTEMA DE REFERÊNCIA
3.2.2 AVALIAÇÃO DOS PAVIMENTOS
3.2.2.1 CONDIÇÕES FUNCIONAIS
3.2.2.2 CONDIÇÕES ESTRUTURAIS
3.2.2.3 CONDIÇÕES OPERACIONAIS
3.2.3 ELABORAÇÃO DE PROGRAMA PLURIANUAL DE INVESTIMENTOS
3.3 NIVEIS DE DECISÃO NA GERÊNCIA DOS PAVIMENTOS
3.3.1 NÍVEL DE REDE
3.3.2 NÍVEL DE PROJETO
3.4 BANCO DE DADOS DO SGP
3.4.1 DADOS NECESSARIOS
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GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
SUMÁRIO
3.4.1.1 CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E HISTÓRICA
3.4.1.2 DESEMPENHO FUINCIONAL
3.4.1.3 DESEMPENHO ESTRUTURAL
3.4.1.4 DESEMPENHO OPERACIONAL E SEGURANÇA
3.5 LEVANTAMENTO DOS DEFEITOS
3.5.1 MANUAL DE IDENTIFICAÇÃO DE DEFEITOS SHRP
3.5.2 ÍNDICE DE CONDIÇÃO DO PAVIMENTO (ICP)
3.5.3 ÍNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL
3.6 SISTEMA DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS URBANOS (SGPU)
3.6.1 ATIVIDADES ESPECIFICAS DO SGPU
4. MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DOS PAVIMENTOS
4.1 ATIVIDADES DE M&R
4.1.1 PREVENÇÃO
4.1.2 RECUPERAÇÃO
4.1.3 RECONSTRUÇÃO
4.1.4 REFORÇO
4.2 MÉTODOS DE PRIORIZAÇÃO NAS INTERVENÇÕES
4.2.1 MÉTODO EMPÍRICO SEGUNDO TAVAKOLI
4.2.2 MÉTODO BASEADO NO HDM-III
4.2.3 MODELO DO DNER
4.2.4 SOFTWARES EMPREGADOS
4.2.4.1 MODELO DA RWA
4.2.4.2 SISTEMA PMS - III
4.2.4.3 SISTEMA NOS
4.2.4.4 SISTEMA HDM – 4
4.3 CAUSAS E RECOMENÇÕES PARA M&R
4.4 ÁRVORES DE DECISÃO
5. CASO DE ESTUDO
5.1 LOCALIZAÇÃO
5.2 LEVANTAMENTO DOS DADOS
5.3 DETERMINAÇÃO DO ICP
5.4 DETERMINAÇÃO DO IP
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GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
SUMÁRIO
5.5 CLASSIFICAÇÃO DO IP E DAS ATIVIDADES DE M&R
5.6 DETALLAMENTO DAS ATIVIDADES DE M&R
5.6.1 REMENDOS
5.6.2 SELAGEM DE TRINCAS
5.6.3 CAPAS SELANTES
5.6.4 RECUPERAÇÃO SUPERFICIAL E MICRO-REVESTIMENTO
ESTRUTURAL
5.6.5 RECONSTRUÇÃO
5.6.6 LAMA ASFÁTICA
5.6.7 CAMADA POROSA DE ATRITO
5.7 AVALIAÇÃO ECONÓMICA
5.7.1 ALCANCE DO ESTUDO
5.7.2 COMPOSIÇÃO DOS CUSTOS
5.7.3 ANÁLISE PARA 10 ANOS
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
7. REFERÊNCIAS
ANEXO I: PLANILHAS PARA LEVANTAMENTO DE DADOS
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GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1: Distribuição da malha rodoviária no Brasil. Pesquisa CNT 2016.
Figura 2: Densidade da malha rodoviária pavimentada por país. (Valores em
Km/1.000 km2). Elaboração do CNT com dados do 2015.
Figura 3: Aumento do custo operacional conforme o estado do pavimento das
rodovias. Elaboração pelo CNT.
Figura 4: Aumento do custo operacional conforme a classificação do pavimento das
rodovias. Pesquisa CNT 2016.
Figura 5: Distribuição de tensões no pavimento pelo carregamento das rodas.
Figura 6: Seção transversal típica do pavimento flexível (DNIT, 2006).
Figura 7: Seção geral dos pavimentos de tipo rígido.
Figura 8: Seção para pavimentos semirrígidos. Tipologia direita e endireita (Manual
de Pavimentação DNIT 2006).
Figura 9: Seção transversal geral em estradas com duas faixas (Manual de Projeto
Geométrico DNIT 2006).
Figura 10: Classificação dos revestimentos (Manual de pavimentação DNIT 2006).
Figura 11: Classificação das bases e sub-bases flexíveis e semirrígidas (DNIT 2006).
Figura 12: Sistema do pavimento.
Figura 13: Sistema de Gerência dos Pavimentos (DNIT 2011).
Figura 14: Nível de serventia (DNIT 2011).
Figura 15: Variação do VSA segundo o trafego/tempo (DNIT 2011).
Figura 16: Período recomendável para a manutenção dos pavimentos (DNIT 2011).
Figura 17: Relação de gasto segundo o momento de atuação.
Figura 18: Faixas de variação do IRI (DNIT 2011).
Figura 19: Fluxograma de SGP com alternativas das estratégias M&R
Figura 20: Fluxograma dos elementos de um SGP segundo os níveis de análise de
rede e de projeto. (ODA 2016).
Figura 21: Estratégia de manutenção e reabilitação mais indicada baseada no valor
do ICP (INSTITUTO DO ASFALTO, 1989).
Figura 22: Planilha recomendada para avaliação de pavimentos (ODA 2016,
Adaptada do Instituto do Asfalto).
Figura 23: Implantação de um SGPU, Adaptado de HAAS, HUDSON e ZANIEWSKI
(1994).
Figura 24: Evolução da deterioração em rodovias pavimentadas e o papel do reforço
estrutural (DNIT, 2006).
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GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 25: Interação entre SGP e o HDM-4 (DNIT 2012).
Figura 26: Árvore de decisão para trincas por fadiga do revestimento (Fernandes Jr.
e Pantigoso 1998).
Figura 27: Árvore de decisão para trincas em blocos (Fernandes Jr. e Pantigoso
1998).
Figura 28: Árvore de decisão para trincas laterais (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 29: Árvore de decisão para trincas longitudinais (Fernandes Jr. e Pantigoso
1998).
Figura 30: Árvore de decisão para trincas por reflexão (Fernandes Jr. e Pantigoso
1998).
Figura 31: Árvore de decisão para trincas transversais (Fernandes Jr. e Pantigoso
1998).
Figura 32: Árvore de decisão para remendos (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 33: Árvore de decisão para panelas (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 34: Árvore de decisão para deformações permanentes nas trilhas da roda
(Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 35: Árvore de decisão para corrugação (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 36: Árvore de decisão para exsudação (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 37: Árvore de decisão para agregados polidos (Fernandes Jr. e Pantigoso
1998).
Figura 38: Árvore de decisão para desgaste (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 39: Estratégia de manutenção e reabilitação mais indicada com base no valor
do ICP (ASPHALT INSTITUTE, 1989).
Figura 40: Figura 40. Localização da Ilha de Fundão em relação à cidade do Rio de
Janeiro.
Figura 41: Vista aérea da ilha de fundão.
Figura 42: Divisões das seções para levantamento de dados.
Figura 43: Divisões das seções para levantamento de dados (continuação).
Figura 44: Distribuição dos pontos de contagem de tráfego ao longo da região de
estudo.
Figura 45: Planilha de avaliação do pavimento segundo o método SHRP (ASPHALT
INSTITUTE, 1981).
Figura 46. Investimentos na rede num período de 10 anos.
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GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1: Trincas por fadiga.
Tabela 2: Trincas em blocos.
Tabela 3: Trincas nos bordos.
Tabela 4: Trincas longitudinais.
Tabela 5: Trincas por reflexão.
Tabela 6: Trincas transversais.
Tabela 7: Remendos.
Tabela 8: Panelas.
Tabela 9: Deformação permanente.
Tabela 10: Corrugação.
Tabela 11: Exsudação
Tabela 12: Agregados polidos.
Tabela 13: Desgaste.
Tabela 14: Desnível (degrau) em pista e acostamento.
Tabela 15: Bombeamento.
Tabela 16: Classificação dos pavimentos segundo o parâmetro ICP.
Tabela 17: Condição do pavimento em função do IGG (DNIT 2003).
Tabela 18: TF segundo o VMD.
Tabela 19: FC segundo o tipo de via analisada.
Tabela 20: Relação do índice de manutenção segundo a estratégia de M&R.
Tabela 21: Estratégias de M&R.
Tabela 22: Estratégias recomendadas segundo o ICP.
Tabela 23: Índice de estado da superfície (EIS). Segundo o valor de VSA. DNER
1993.
Tabela 24: Índice de custo operacional segundo QI e VMD do trecho. DNER 1993.
Tabela 25: Trincas de fadiga.
Tabela 26: Trincas em blocos.
Tabela 27: Trincas nos bordos.
Tabela 28: Trincas longitudinais.
Tabela 29: Trincas por reflexão.
Tabela 30: Trincas transversais.
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GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 31: Remendos.
Tabela 32: Panelas.
Tabela 33: Deformações permanentes.
Tabela 34: Corrugação.
Tabela 35: Exsudação.
Tabela 36: Agregados polidos.
Tabela 37: Desgaste.
Tabela 38: Desnível entre pista e acostamento.
Tabela 39: Bombeamento.
Tabela 40: Classificação da severidade do defeito (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Tabela 41: Classificação da extensão do defeito (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Tabela 42: Classificação do tráfego (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Tabela 43: Estratégias com base nos valores do ICP (Tavakoli, 1992).
Tabela 44: Estratégia e intervenções (Becker, 2012).
Tabela 45: Notas subjetivas da superfície de rolamento das seções avaliadas.
Tabela 46: Descrição da distribuição de postos de contagem na região de estudo.
Tabela 47: Valor do VMD em cada posto de contagem projetado no estudo.
Tabela 48: Resultado das avaliações nas seções analisadas.
Tabela 49: Resultado das avaliações nas seções analisadas.
Tabela 50: Resultado das avaliações nas seções analisadas.
Tabela 51: Resultado das avaliações nas seções analisadas.
Tabela 52: Resultado das avaliações nas seções analisadas.
Tabela 53: Resultado das avaliações nas seções analisadas.
Tabela 54: Resultado das avaliações nas seções analisadas.
Tabela 55: Resultado das avaliações nas seções analisadas.
Tabela 56: Composição dos custos das atividades de manutenção e reabilitação
Tabela 57: Custos dos Micro-Revestimento.
Tabela 58: Custos do Tapa Buracos.
Tabela 59: Custos dos Remendos Grandes.
Tabela 60: Custos da Fresagem.
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GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 61: Custos do Recobrimento superficial.
Tabela 62: Custos do regularização do subleito.
Tabela 63: Custos do reforço do subleito.
Tabela 64: Custos da base de brita corrida.
Tabela 65: Custos do recobrimento de concreto.
Tabela 66: Medição dos defeitos nas seções de controle.
Tabela 67. Investimentos na rede num período de 10 anos.
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GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
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1. MEMÓRIA DO PROJETO
1.1 INTRODUÇÃO
Na atualidade, no Brasil, o meio de transporte principal para mercadorias e passageiros é
o rodoviário. Num pais, com um alto índice de indústria e agricultura, as grandes cargas
transportadas por rodovias causam danos nestas infraestruturas que tem que ser
tratadas e corrigidos.
Além das altas cargas transportadas, as grandes variações climáticas de cada região do
país, o alto volume de tráfego existente entre outras, fazem com que o ciclo de vida dos
pavimentos das rodovias tenham uma duração limitada. Como qualquer infraestrutura
civil projetada, esta precisa de um trabalho de manutenção após da sua construção, a
qual permita manter um nível de serviço aceitável para os usuários, que é fixado no
projeto executivo.
É nesse ponto onde se precisa de uma estratégia de atuação bem planejada. Isto é, um
sistema de ação que permita obter a melhor prestação da infraestrutura de forma
sustentável econômica, social e ambiental. Por esse motivo, nasceu o conceito de
Sistema de Gerência dos Pavimentos (SGP). Uma ferramenta que procura organizar a
forma na qual se vai atuar para: coletar dados sobre o estado da rodovia, processá-los,
associando uma medida corretora. Todo isto feito de maneira sistemática e padronizada.
1.2 JUSTIFICATIVA
O transporte rodoviário é o principal sistema logístico brasileiro, com uma rede de
1.720.756 quilômetros de estradas tendo em consideração: pavimentadas, não
pavimentadas e projetadas. Além disso é a quarta maior rede do mundo no ano 2015
(CIA World FactBook, Brasil).
Ainda assim, como dado relevante, apesar de ser o quinto maior mercado da indústria
automobilística mundial, existe uma falta de manutenção, resultando em vias danificadas
em aproximadamente 30% da extensão da malha viária brasileira, isso porque apenas
211.468 quilômetros de rodovia estão pavimentados, o qual representa um 12,3 % do
total da rede rodoviária brasileira. Segundo os dados da pesquisa do CNT, em 2016. Na
Figura 1 pode-se observar a distribuição da malha rodoviária brasileira. Na Figura 2
pode-se comparar a situação do Brasil com o resto do mundo. Apresenta-se a densidade
de estradas pavimentadas no Brasil, em relação com os países com superfície similar.
Figura 2. Densidade da malha rodoviária pavimentada por país. (Valores em Km/1.000 km2). Elaboração do CNT com dados de 2015.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
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Entretanto, a má qualidade do pavimento das rodovias (48,3%) é responsável por um
aumento, em média, de 24,9% do custo operacional do transporte. Nos trechos onde o
pavimento é considerado péssimo, esse acréscimo pode chegar a 91,5%. Além do maior
consumo de combustível e de emissões, o pavimento ruim gera mais desgaste das peças
dos veículos, aumentando os gastos com manutenção, lubrificantes, pneus.
Na Figura 3, pode-se olhar a relação do crescimento do custo operacional segundo a
qualidade do pavimento.
Figura 1. Distribuição da malha rodoviária no Brasil. Pesquisa CNT 2016.
Figura 3. Aumento do custo operacional conforme o estado do pavimento das rodovias. Elaboração pelo CNT.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
3
Entre as regiões brasileiras, o Norte é a que tem as piores condições de pavimento e,
consequentemente, o maior acréscimo de custo operacional ao transportador (34,3%). Já
o Sudeste é a região onde há menos custo adicional (21,2%). Entretanto, a maior
discrepância ocorre na comparação entre os tipos de gestão. Enquanto o custo adicional
médio nas rodovias concedidas é de 9,6%, esse percentual chega a 28,7% naquelas
administradas pelo setor público.
Na Figura 4 pode-se olhar o incremento do custo operacional segundo a classificação do
pavimento, das rodovias públicas e das concedidas.
1.3 OBJETIVO
Neste documento se vai analisar de um jeito geral a situação atual dos pavimentos do
Brasil, fazendo um análise mais profundo na maneira do gerenciamento dos pavimentos.
Além disso, vai-se propor um Sistema de Gerência dos Pavimentos (SGP), associado a
um caso particular de estudo real.
O objetivo deste projeto é conhecer como é feito o gerenciamento dos pavimentos no
Brasil. E por último será apresentada sua aplicação ao estudo de caso da malha viária da
Ilha do Fundão, na cidade do Rio de Janeiro.
1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO
O trabalho encontra-se dividido em seis capítulos, no qual o primeiro deles é apenas uma
introdução ao tema, destrinchando o motivo pelo qual este trabalho está sendo elaborado
e qual o seu objetivo final. Neste são apresentados dados fornecidos pelo CNT, após da
sua pesquisa publicada no ano 2016, para conhecer a situação das rodovias brasileiras.
No segundo capítulo, o intuito é apresentar brevemente ao leitor os conceitos básicos da
área de pavimentação, como por exemplo, do que é composto um pavimento, como eles
são classificados, as misturas existentes nesta área, quais as tecnologias utilizadas
atualmente, dentre outras informações. O objetivo deste capitulo é apresentar um
documento geral que seja auto explicativo para qualquer leitor que quiser consultá-lo.
Figura 4. Aumento do custo operacional conforme a classificação do pavimento das rodovias. Pesquisa CNT 2016.
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Após a identificação das concepções em questão são desenvolvidos, no Capítulo 3, os
principais problemas encontrados atualmente nesta área. São abordadas as
irregularidades de projeto e de execução, além de serem explicitadas as patologias
encontradas nos pavimentos, também conhecidas como “defeitos”, e o devido controle
tecnológico necessário para estes casos.
Tendo sido exposto todos esses fatores, no quarto capítulo é introduzido o Sistema de
Gerência de Pavimentos (SGP), englobando todos os seus conceitos e dados
necessários para seu pleno funcionamento. Com isso, é descrito a metodologia das
avaliações dos pavimentos, assim como as atividades de manutenção e reabilitação
(M&R) e todos os fatores que estas atividades englobam, além da definição da estratégia
de tomada de decisão.
Por último, no capítulo 5 é apresentado um estudo de caso referente ao SGP definido ao
longo do trabalho, de modo a mostrar um passo a passo para implementação da
ferramenta. O caso utilizará como exemplo algumas vias da Ilha do Fundão, no Rio de
Janeiro, demonstrando como definir as estratégias de intervenção resultantes.
Posteriormente, no capítulo 6 se encontra a conclusão final do trabalho.
2. GERALIDADES DOS PAVIMENTOS
2.1 DEFINIÇÃO
Para definir o que é compreendido como pavimento se apresentam duas definições
conhecidas de Souza e Santana.
Segundo Souza (1980), “É uma estrutura construída após a terraplanagem por meio de
camadas de vários materiais de diferentes características de resistência e
deformabilidade. Esta estrutura assim constituída apresenta um elevado grau de
complexidade no que se refere ao cálculo das tensões e deformações”.
Já para Santana (1993), “É uma estrutura construída sobre a superfície obtida pelos
serviços de terraplanagem com a função principal de fornecer ao usuário segurança e
conforto, que devem ser conseguidos sob o ponto de vista da engenharia, isto é, com a
máxima qualidade e o mínimo custo”.
O DNIT, no Manual de Pavimentação de 2006, afirma que: “O pavimento de uma rodovia
é uma superestrutura constituída por um sistema de camadas de espessuras finitas,
assentes sobre um semi-espaço considerada teoricamente como infinito a infraestrutura
oi terreno de fundação, a qual é designada de subleito”.
Dessa forma, tendo visto que o pavimento é uma estrutura de diversas camadas
especificamente dimensionadas construída sobre o subleito natural, para que resista aos
esforços oriundos do tráfego de veículos e do clima, a norma brasileira empregada para o
estudo dos pavimentos NBR-7207/82 (ABNT, 1982) complementa o seguinte:
"O pavimento é uma estrutura construída após terraplenagem e destinada, econômica e
simultaneamente, em seu conjunto, a:
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5
a) Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos pelo tráfego;
b) Melhorar as condições de rolamento em relação à comodidade e segurança dos
usuários da rodovia;
c) Resistir aos esforços horizontais que nela atuam, tornando mais durável a superfície
de rolamento" .
A NBR-7207/82 aborda pontos muito relevantes como, por exemplo, a transferência dos
esforços causados pelos veículos que passarão pelo devido pavimento. Estes esforços
passarão por todas as camadas existentes e serão transferidos para o subleito conforme
ilustra à Figura 5.
Quando um veículo exerce uma carga vertical indo a uma velocidade determinada, gera
tensões no terreno embaixo dele. As tensões geradas são de dois tipos. Primeiramente,
vai-se gerar uma distribuição de tensões de compressão 𝜎𝑧. Além destas, o atrito do
material no contato gera tensões de cisalhamento 𝜏𝑥.
Tendo conhecimento deste processo de transferência se faz a escolha do tipo de
material a empregar no pavimento, com o fim de distribuir e transmitir os esforços
mecânicos do melhor jeito possível.
2.1.1 TIPOS DE PAVIMENTOS
Há diversos fatores que podem influenciar no bom funcionamento de um pavimento,
assim como na sua resistência e preservação. Levando em consideração a rigidez do
conjunto dos pavimentos, os mesmos podem ser classificados em flexíveis, rígidos e
semirrígidos.
2.1.1.1 PAVIMENTOS FLEXÍVEIS
São aqueles em que todas as camadas sofrem deformação elástica significativa sob o
carregamento aplicado e, portanto, a carga se distribui em parcelas aproximadamente
equivalentes entre as camadas (DNIT, 2006).
Figura 5. Distribuição de tensões no pavimento pelo carregamento das rodas.
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6
Basicamente, sua principal característica é possuir um revestimento de camada asfáltica
e ser composto por uma base de material granular, podendo este ser brita ou solo. A
seção transversal típica de um pavimento flexível é ilustrada na Figura 6 e apresenta
camadas de revestimento asfáltico, base granular, sub-base e reforço do subleito, além
da regularização do subleito, que não é considerada efetivamente uma camada, pois não
apresenta espessura uniforme. Essas camadas repousam sobre o subleito, que é a
fundação da estrada.
Dentre as camadas explicitadas, a mais relevante estruturalmente para este tipo de
pavimento é a base, que possui a função de receber as tensões do tráfego (P) e distribuir
os esforços (p) antes de transmiti-los à sub-base ou ao reforço do subleito. A sua
distribuição foi ilustrada na Figura 5.
Vale ressaltar que uma porcentagem considerável dos pavimentos do Rio de Janeiro se
enquadra neste quesito, visto que este tipo de pavimento possui grande adaptação a
eventuais recalques do subleito, pois deformam sob a ação das cargas, além de obter
rapidez de execução e liberação ao tráfego e reparações fáceis e rápidas de se realizar.
Questão muito importante numa cidade com elevada congestão de trafego em horas de
pico, além de limitações de espaço para a construção de novas faixas.
2.1.1.2 PAVIMENTOS RÍGIDOS
É aquele em que o revestimento tem uma elevada rigidez em relação às camadas
inferiores e, portanto, distribui praticamente todas as tensões provenientes do
carregamento aplicado (DNIT, 2006). Ou seja, são placas de concreto de cimento
Portland que são ligadas entre si, porém, neste caso, estas placas substituem o
revestimento e a base do pavimento, visto que possuem alta rigidez e resistência. A
Figura 7 apresenta a seção transversal de um pavimento rígido, na qual se pode notar a
divisão entre a placa de concreto de cimento e a sub-base, onde possuem contato direto,
não sendo necessária a presença da base. Nesse caso, a sub-base pode ser flexível ou
semirrígida, podendo ter função drenante, além de servir para controlar o bombeamento
de finos, a expansão e a contração do subleito.
Figura 6. Seção transversal típica do pavimento flexível. (1) Revestimento asfáltico; (2) Base granular; (3) Sub-base; (4) Reforço do
subleito; (5) Regularização do subleito (DNIT, 2006).
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7
Figura 7. Seção geral dos pavimentos de tipo rígido.(DNIT, 2006)
Além disso, se o pavimento é bem projetado e construído, o pavimento rígido tem uma
vida mais longa, possuindo uma periodicidade maior de manutenção preventiva.
Economicamente mais barato quanto a manutenção e, mais fácil de gerenciar no longo
do ciclo de vida do projeto. Possui também grande resistência a materiais como óleo
diesel e querosene, e ao efeito dos solventes de combustíveis, evitando a sua
degradação.
Portanto, a principal diferença entre os pavimentos flexíveis e rígidos é que, ao contrário
do pavimento flexível, o pavimento rígido suporta por si só as cargas do tráfego, sendo
ele suportado pela sub-base. Já no pavimento flexível, a função do revestimento é de
impermeabilizar e distribuir as cargas para a base, não assim de resisti-las.
2.1.1.3 PAVIMENTOS SEMIRRÍGIDOS
O pavimento semirrígido é constituído por revestimento asfáltico e camadas de base ou
sub-base em material estabilizado com adição de cimento. O pavimento semirrígido é
conhecido como pavimento do tipo direto quando a camada de revestimento asfáltico é
executada sobre camada de base cimentada e do tipo indireto ou invertido, quando a
camada de revestimento é executada sobre camada de base granular e sub-base
cimentada (DER, 2006).
A seção do pavimento semirrígido é muito similar à do tipo flexível mas varia segundo a
estabilização das capas inferiores com cimento. Na Figura 8, é possível olhar a seção
típica deste tipo de pavimentos.
Figura 8. Seção para pavimentos semirrígidos. Tipologia direita e endireita (DNIT, 2006).
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8
O pavimento semirrígido direto se caracteriza por uma base cimentada quimicamente,
como por exemplo, por uma camada de solo cimento revestida por uma camada
asfáltica. Já o pavimento invertido se caracteriza por ser constituído de revestimento,
camada granular de brita graduada simples (que serve como atenuadora de tensões e
não tem papel de base) e camada de material granular tratado com cimento (que tem a
exerce a função de base) (DER, 2006).
O pavimento semirrígido não costuma ser muito utilizado, por nem sempre ser a solução
ideal para o projeto, mas apresenta custo inicial baixo e boa durabilidade. O solo cimento
utilizado é uma mistura de solo, água e cimento, realizada no local, que pode lançar mão
de solo regional.
2.1.2 ESTRUTURA DOS PAVIMENTOS
A estrutura de um pavimento tem como objetivo suportar as cargas atuantes nele
repassando, sutilmente, estes carregamentos ao terreno de fundação sem gerar danos
ao mesmo ou à estrutura. Já foi mostrado no item 2.1.1 a seção transversal típica com o
maior número de camadas necessárias para a estruturação de um pavimento, porém a
seção transversal ilustrada na Figura 9, além de nomear as devidas camadas, também
cita uma parte do sistema de drenagem, que é imprescindível em um projeto geométrico
de estradas a fim de eliminar a água presente na superestrutura para reduzir as pressões
geradas por ela, assim como provocar possíveis problemas de colapso por conta dos
materiais da estrutura abaixo da capa de rolamento.
Além disso, explicita algumas dimensões que devem ser calculadas e consideradas ao
longo do projeto.
É essencial estudar cada camada e conhecer as principais características das mesmas,
porém vale ressaltar que as espessuras de cada uma delas dependem do projeto
estrutural a ser elaborado.
Figura 9. Seção transversal geral em estradas com duas faixas (DNIT, 2006).
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9
2.1.2.1 REVESITMENTO OU CAPA DE ROLAMENTO
Também chamado de camada de rolamento, o revestimento deve atuar como uma
superfície de rolamento de qualidade, oferecendo maior conforto e segurança, visto que é
a camada que possui contato direto com o tráfego de veículos. Além disso, é importante
que a mesma possua resistência suficiente para com o desgaste das intempéries e seja
impermeável, já que todo o restante da estrutura dependerá do revestimento para que
infiltre a menor quantidade de água possível e não haja contato direto com a mesma.
O revestimento é constituído, em cerca de 90% a 95%, por uma camada de agregado
mineral e outra de material asfáltico, entre 5% a 10%. Dentre eles, o agregado é o
responsável por suportar as cargas aplicadas e o desgaste das mesmas, além de
transmiti-las à camada conseguinte. Já o material asfáltico é um elemento aglutinante,
fazendo com que grude os agregados entre si, além de fornecer um caráter
impermeabilizante à mistura, impedindo e resistindo à ação das águas provenientes das
chuvas.
Por conta destas particularidades, esta é a camada mais nobre da estrutura, sendo a
mais cara durante a construção, porém possui grande importância e por isso deve-se ter
cautela na composição da mistura. A Figura 10 apresenta a classificação dos
revestimentos de acordo com o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes
(DNIT, 2006).
2.1.2.2 BASE
As bases, e as sub-bases, geralmente acostumam a ser constituídas por solo
estabilizado, solo-brita, brita graduada, brita graduada tratada com cimento, solo
estabilizado quimicamente, dentre outros.
Figura 10. Classificação dos revestimentos (DNIT 2006).
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10
A função desta camada continua sendo a transferência e resistência das cargas
procedentes do fluxo de veículos na superfície de rolamento. Acontece nesta mesma
camada que, ao estar mesmo embaixo da capa de rolamento, tem que ter uma qualidade
muito elevada para desenvolver suas funções de forma adequada.
É vista como a camada mais importante da estrutura, da qual depende a redução dos
esforços e a boa transferência de cargas até o subleito. Tem exigência de compactação
elevada, sendo necessária uma execução com grande precisão.
Na Figura 11 apresenta-se a classificação que o DNIT propõe para as camadas de base
e sub-base segundo as tipologias que se desejam projetar.
2.1.2.3 SUB-BASE
Além da função de resistir e repassar os esforços aplicados sobre as camadas
superiores às inferiores, esta camada também atua na drenagem do pavimento. A sub-
base torna-se necessária quando, ao dimensionar o pavimento, a camada de base obtém
espessura demasiada a fim de resistir aos carregamentos, sendo assim, é viável
economicamente dividir esta camada em duas, onde a inferior (sub-base) é composta por
materiais de menor custo.
Assim, a sub-base tem a mesma função da base, sendo uma complementação, de forma
a reduzir a espessura da base, além de poder ser utilizada para auxiliar na regularização
dessa camada. Além disso, ela pode drenar infiltrações e controlar a ascensão capilar da
água, quando for o caso. Logo, é importante utilizá-la quando não for aconselhável
executar a base diretamente sobre o leito regularizado ou sobre o reforço, por
circunstâncias técnico-econômicas previstas no projeto de execução.
2.1.2.4 REFORÇO DO SUBLEITO
Este reforço é uma camada que visa atenuar as cargas aplicadas sobre um subleito frágil
de forma que este seja capaz de suportar tais cargas. Mesmo assim as vezes é
considerado como camada para complementar à base.
Figura 11. Classificação das bases e sub-bases flexíveis e semirrígidas (DNIT 2006).
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11
O material utilizado no reforço de subleito obrigatoriamente deve apresentar maior
resistência que o material encontrado no subleito, pois se fosse diferente a camada se
tornaria sem propósito.
A utilização desta parte da estrutura é facultativa, haja vista que outras camadas
superiores poderiam suprir sua necessidade, porém pelo ponto de vista econômico,
reforçar o subleito é uma opção mais viável que aumentar a espessura das demais
camadas.
Portanto, esta camada só é necessária quando o subleito possui baixa capacidade de
carga, podendo ser utilizada também para redução da espessura da sub-base. Diferente
da regularização do subleito, o reforço possui uma camada de espessura constante e é
constituído de solo de qualidade superior a do subleito.
2.1.2.5 REGULARIZAÇÃO DO SUBLEITO
A regularização do subleito, também denominada de preparo do subleito, consiste em
uma camada de espessura irregular de aterro compactado com a finalidade de garantir
ao subleito as características geométricas transversais e longitudinais de projeto para a
via, evitando gastos desnecessários com subleitos irregulares que apresentem alta
resistência (SENÇO, 1997).
Não é, de fato, uma camada, possuindo espessura variável e sendo executada quando
se faz necessária a preparação do subleito da estrada, para nivelá-lo tanto longitudinal
quanto transversalmente, de modo a corrigir falhas da terraplenagem ou de um leito
antigo de estrada de terra. Por conta disso, é ideal que ocorra sempre que possível em
aterro, o que faz com que esta camada não exista em certos trechos.
2.1.2.6 SUBLEITO
Define-se como o terreno de fundação do pavimento, no entanto, deve-se limitar este
conceito apenas à camada superficial do terreno, haja vista que os esforços exercidos
sobre o subleito são dispersos poucos metros abaixo do solo, sendo desprezível o efeito
atuante nas camadas inferiores (SENÇO, 1997).
Resumidamente, é um maciço que serve de fundação para um pavimento. Apresentando
umas condições características da resistência, as quais permitem ao projetista visar
como vai-se comportar este em relação às cargas de trafego previstas, variações
climáticas no terreno segundo a região onde este a obra e a presença de água durante
todo o ciclo de vida do projeto.
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12
3. SISTEMA DE GERÊNCIA DOS PAVIMENTOS (SGP)
3.1 CONCEITUAÇÃO
Os conceitos apresentados neste capítulo foram tirados do Manual de Gerência de
Pavimentos do DNIT (2011). O Sistema Pavimento pode ser definido como um conjunto
de componentes os quais vão atuar com relacionamento entre eles. Os componentes
deste sistema (revestimento, base, sub-base e subleito) são submetidos a fatores
externos, como o tráfego, as operações de manutenção e as condições ambientais,
conforme mostrado na Figura 12.
Nos Sistemas de Gerência de Pavimentos, SGP, tem-se como componentes, que devem
interagir mutuamente, o planejamento, o projeto, a construção e a manutenção dos
pavimentos. Como principais fatores externos podem ser citados os recursos
orçamentários, os dados necessários ao sistema e as diretrizes políticas e
administrativas. A Figura 13, apresentada na seguinte página, ilustra adequadamente
como é a estrutura de um Sistema de Gerência de Pavimentos.
Os pavimentos rodoviários representam um valioso patrimônio, cuja conservação e
restauração oportunas são essenciais para a sua preservação. Qualquer interrupção ou
redução na intensidade ou na frequência dos serviços necessários à manutenção desse
patrimônio implica em aumentos substanciais nos custos de operação dos veículos e na
necessidade de investimentos cada vez mais vultosos para sua recuperação.
Mesmo assim, a infraestrutura rodoviária permite o desenvolvimento econômico e social,
e vai afetar o grau de crescimento deste. Assim, é fundamental atingir níveis de operação
o mais elevados possível. O objetivo principal de um Sistema de Gerência de Pavimentos
é alcançar a melhor aplicação possível para os recursos disponíveis e oferecer um
transporte rodoviário seguro, confortável e econômico.
Figura 12. Componentes de um sistema de pavimento.
Fonte: DNIT (2011).
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13
3.2 ATIVIDADES BÁSICAS
As atividades básicas de um Sistema de Gerência de Pavimentos estão normalmente
relacionadas à área de planejamento e podem ser agrupadas em quatro grandes
atividades básicas, essenciais para implantação e frequente avaliação, além de um
banco de dados (DNIT, 2011):
a) Sistema de referência;
b) Avaliação dos pavimentos;
• Históricos da implantação, manutenção e melhoramentos da rodovia;
• Orografia da região;
• Características regionais das rodovias;
• Condições funcionais das rodovias;
• Condições estruturais das rodovias;
• Trafego das rodovias;
c) Determinação das prioridades;
d) Elaboração de programa plurianual de investimentos;
Figura 13. Sistema de Gerência dos Pavimentos (DNIT 2011).
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14
O grau de detalhes e a frequência das coletas e medições necessárias são dependentes
do nível de gerência do modelo para definição das prioridades. No entanto, algumas
características básicas se aplicam a todas as situações:
a) O sistema de coleta de dados deve ser confiável, devendo, portanto, ser
cuidadosamente planejado e precedido por um treinamento de todo o pessoal
envolvido no processo. Antes de compor o banco de dados do sistema os mesmos
devem ainda ser submetidos à análise crítica. O fim deste processo é assegurar a
máxima fiabilidade dos dados para realizar o estudo.
b) As informações devem ser de fácil acesso e periodicamente atualizadas, através de
estruturação do banco de dados do sistema de referência adotado;
3.2.1 SISTEMA DE REFERÊNCIA
Segundo o DNIT (2010), os dados de um Sistema de Gerência de Pavimentos devem ser
fisicamente localizados em relação à rede rodoviária (estaqueamento ou km da rodovia).
Assim, como primeira providência para planejar a coleta de informações do SGP,
procura-se estabelecer um eficiente sistema de referência para as informações.
3.2.2 AVALIAÇÃO DOS PAVIMENTOS
Na implementação do SGP, a avaliação de pavimentos é uma das etapas mais
importantes, por ser o ponto de partida para as futuras decisões neste sistema. Esta
atividade possibilita que sejam definidas as condições funcionais, estruturais e
operacionais dos pavimentos dos segmentos constituintes de uma malha viária em um
determinado momento, mediante a obtenção dos dados fundamentais que alimentam
periodicamente o SGP.
3.2.2.1 CONDIÇÕES FUNCIONAIS
A avaliação funcional do pavimento relaciona-se à apreciação do estado de sua
superfície e de como este estado influencia no conforto ao rolamento. Para este fim, dois
parâmetros da avaliação são bastante consistentes, quais sejam, o Valor da Serventia
Atual (VSA), uma medida subjetiva baseada em notas dadas por técnicos avaliadores e o
Índice de Irregularidade Internacional (IRI), parâmetro determinado por meio de medições
de irregularidade longitudinal, efetuadas por meio de aparelhos especificamente
projetados para este fim.
VALOR DE SERVENTIA ANUAL (VSA)
O Valor da Serventia Atual é uma atribuição numérica compreendida em uma
escala de 0 a 5, dada pela média de notas de avaliadores para o conforto ao
rolamento de um veículo trafegando em um determinado trecho, em um dado
momento da vida do pavimento. Esta escala compreende cinco níveis de serventia,
conforme expresso na Tabela 12, a seguir, sendo também adotada no Brasil pelo
Procedimento DNIT 009/2003-PRO.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
15
O VSA é, em geral, elevado logo após a construção do pavimento, quando bem
executado, pois exibe uma superfície suave, praticamente sem irregularidades. A
condição de perfeição, sem qualquer irregularidade (VSA = 5), não é encontrada na
prática.
O VSA do pavimento diminui com o passar do tempo por dois fatores principais: o
tráfego e as intempéries. A curva de serventia com o tempo decorrido de utilização
da via é mostrada esquematicamente na Figura 15, apresentada a seguir.
Figura 14. Nível de serventia (DNIT 2011).
Figura 15. Variação do VSA segundo o trafego/tempo (DNIT 2011).
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16
Segundo o DNIT (2011), na prática, sempre que o Valor de Serventia Atual atinge
um determinado patamar (entre 2 e 3), conforme Figura 16, uma manutenção
corretiva deve ser realizada, de modo a elevar o índice a um valor superior. No
período em que o pavimento apresenta VSA acima deste valor (acima de 3), deve-
se realizar manutenção preventiva periódica, de modo a prolongar o tempo em que
o mesmo permanece em condição aceitável quanto ao rolamento. Caso não haja
manutenção, ou esta seja inadequada, o pavimento pode atingir o limite de
trafegabilidade (= 1), situação na qual se torna necessária sua reconstrução.
Por último se apresenta a influencia no custo da manutenção, sendo que,
geralmente, esse custo é muito menor quando é feita a intervenção no período
recomendado. Na Figura 17 é apresentada um exemplo.
Figura 16. Período recomendável para a manutenção dos pavimentos (DNIT, 2011).
Figura 17. Relação de gasto segundo o momento de atuação (DNIT, 2011).
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17
INDICE DE REGULARIDADE INTERNACIONAL (IRI)
A irregularidade longitudinal é o somatório dos desvios da superfície de um
pavimento em relação a um plano de referência, que afeta a dinâmica dos veículos,
a qualidade ao rolamento e a drenagem superficial da via. O parâmetro utilizado
para medida da irregularidade é designado IRI – International Roughness Index
(Índice de Irregularidade Internacional), um índice expresso em m/km, que
quantifica os desvios da superfície do pavimento em relação à de projeto. A Figura
18 mostra as faixas de variação do IRI em diversas situações. O IRI tem sido
utilizado como ferramenta de controle de obras e aceitação de serviços em alguns
países (DNIT, 2011).
3.2.2.2 CONDIÇÕES ESTRUTURAIS
A avaliação estrutural de um pavimento está associada ao conceito de capacidade de
carga, que pode ser vinculado diretamente ao projeto do pavimento e ao seu
dimensionamento. Os defeitos estruturais resultam principalmente da repetição das
cargas e estão associados às deformações elásticas ou recuperáveis e plásticas ou
permanentes.
Para sua análise são empregados equipes de medição e monitoramento das
deformações. As deformações habituais são de dois tipos: elásticas e plásticas. São as
causas principais da aparição de rupturas por fadiga, além de afundamentos na trilha das
rodas, por exemplo.
Figura 18. Faixas de variação do IRI (DNIT 2011).
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18
3.2.2.3 CONDIÇÕES OPERACIONAIS
O tráfego incidente nas rodovias constituintes de uma malha viária é um dos fatores mais
relevantes na implementação de um SGP quanto às condições operacionais, tendo em
vista sua importância na análise da rede e na priorização dos investimentos. A solicitação
de tráfego sobre uma rodovia pode ser expressa pelo número N de repetições do eixo
padrão de 8,2 tf, quando a análise é feita em termos da carga atuante, ou pelo Volume
Diário Médio Anual de Tráfego (VDM), quando a análise é feita em termos de capacidade
de tráfego, ou por ambos.
Quando o análise é feito em termo da capacidade estrutural, em relação com o
dimensionamento das camadas e seleção dos materiais será empregado o termo N.
Embora, se o termo a ser analisado é a capacidade do tráfego da estrada. O parâmetro
VMD tem que ser considerado como fundamental.
3.2.3 PROGRAMA PLURIANUAL DE INVESTIMENTOS
O objetivo fundamental do desenvolvimento e implementação de um Sistema de
Gerência de Pavimentos – SGP é a determinação das prioridades de intervenções, na
busca da otimização dos recursos disponíveis, e a elaboração de um Programa
Plurianual de Investimento, como resultado da avaliação econômica empreendida.
O análise dos pavimentos, tem que permitir no fim, fazer recomendações para os
gerenciadores das estradas em relação a como e quando atuar para minimizar a
inversão e maximizar a operação e a segurança da infraestrutura.
3.3 NIVEIS DE DECISÃO NA GERÊNCIA DOS PAVIMENTOS
Normalmente o processo decisório para a gerência dos pavimentos é feito em dois
níveis: nível de rede e nível de projeto.
Gerência em nível de rede vai definir aqueles trechos os quais são prioritários na malha
rodoviária, e que devem ser objeto de investimentos em manutenção. Segundo o Manual
de Gerência de Pavimentos (DNIT 2011): “de forma que os recursos públicos alocados
para um determinado período tenham o melhor retorno econômico”.
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. Tem-se que compreender que a fase de
manutenção é uma etapa no ciclo de vida da infraestrutura. Deste jeito, tem-se que
procurar planejar uma estratégia de atuação que atingirá a melhor solução para o projeto
geral.
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
subsidiar orçamentos e programas de curto prazo. É claro que a otimização do Sistema
de Gerência de Pavimentos requer a perfeita integração entre esses níveis de decisão, o
que nem sempre é uma tarefa trivial.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
19
3.3.1 NÍVEL DE REDE
O Sistema de Gerência de Pavimentos em nível de rede caracteriza-se por estudar uma
grande área ou malha viária, onde se situam muitas rodovias. É um ponto de vista bem
mais geral que o nível de projeto. Assim, em se tratando de coleta e análise de dados,
predomina a quantidade sobre o detalhe, ou seja, busca-se o conhecimento da malha
como um todo, de forma a possibilitar a adequada priorização dos recursos disponíveis.
Tem a consideração de uma ferramenta de análise qualitativa, embora tão quantitativo.
As atividades de coleta de dados são de grande importância em um SGP, por serem
fontes de embasamento das análises e das decisões de destinação de recursos que se
fizerem necessários. Assim sendo, as informações devem ser coletadas com
objetividade, atualidade e confiabilidade.
É interessante entender que para muitos administradores, nos custos totais de um SGP,
a coleta de dados é o componente mais representativo, pois a partir da quantidade e
qualidade dos dados coletados, são feitas as análises e recomendações finais. É por isso
que devem ser representativos, suficientes e confiáveis.
No SGP em nível de rede, o projetista preocupa-se principalmente nas seguintes
questões (DNIT, 2011):
a) Escolher a melhor estratégia (“o que fazer”);
b) Indicar a atividade mais apropriada (“como fazer”);
c) Selecionar as seções prioritárias (“onde fazer”);
d) Definir a melhor época para execução dos serviços de manutenção e/ou
restauração (M&R) e a que custo aproximado (“quando fazer”).
3.3.2 NÍVEL DE PROJETO
No SGP em nível de projeto observa-se mais detalhadamente um determinado trecho.
Os dados são coletados de forma mais aprofundada, com estudo da estrutura das
camadas do pavimento, determinando, sempre que possível, as causas do aparecimento
de defeitos e as consequências que estes poderão induzir em camadas adjacentes,
procurando avaliar e selecionar o tipo e a data de execução do serviço de M&R.
A interrelação entre os dois níveis é que o SGP em nível de projeto é o complemento do
SGP em nível de rede. Em nível de projeto se realiza estudos específicos em trechos da
rede viária que foram priorizados em nível de rede. Por isso deve-se projetar o SGP de
forma que exista uma boa comunicação entre os responsáveis das distintas análises
caso sejam pessoas diferentes.
Primeiramente se faz um diagnóstico nos diversos segmentos do pavimento da rede
definida na análise inicial, identificando, por meio de avaliações funcionais e estruturais,
os problemas neles existentes. As alternativas de projeto são avaliadas e, em função da
análise técnico-econômica, é escolhida a mais adequada. E depois se definem as
soluções adotadas para a manutenção do trecho que sejam viáveis.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
20
A Figura 19 mostra o fluxograma de um Sistema de Gerência de Pavimentos com
alternativas das estratégias de atividades de M&R:
1. Definição e identificação das seções (ou segmentos) dos pavimentos para
analisar.
2. Levantamento das condições do pavimento, obtendo-se informações sobre as
características físicas e o estado de deterioração, anotando-se as extensões e
os níveis de severidade.
3. Definição das atuações a adotar: manutenção, dimensionamento de reforços ou
restauração.
4. Análise econômica das soluções propostas.
5. Determinação das prioridades de atuação.
A análise econômica permite que sejam avaliadas as alternativas de M&R e se constitui
numa ferramenta de tomada de decisão, em função de critérios pré-estabelecidos.
As análises das priorizações se fazem necessárias para que sejam otimizadas as
aplicações dos recursos. A finalidade é maximizar os benefícios ou minimizar os custos
considerando as restrições orçamentárias, já que, lamentavelmente, essas restrições
acabam definindo as políticas de infraestruturas.
Na figura 20 se apresenta um exemplo da interrelação dos fatores entre os dois níveis de
análise ao longo do SGP.
Figura 19. Fluxograma de SGP com alternativas das estratégias M&R (DNIT, 2011).
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21
3.4 BANCO DE DADOS ASSOCIADO A UM SGP
Depois do apresentado anteriormente, parece claro que um sistema de coleta de dados
eficaz além de uma base de dados confiável é fundamental para tomar decisões que
realmente atuem sobre os problemas existentes na rede de pavimentos analisada.
É preciso definir quais parâmetros vão ser precisos estudar, de modo que possam servir
para tomar decisões no final do sistema de gerência. Estes parâmetros estão associados
às condições operacional, funcional, estrutural e de segurança.
Dessa forma, o banco de dados pode ser concebido como um histórico do pavimento,
preservando informações coletadas anteriormente e sendo atualizado quando
necessário, permitindo também que o responsável pelo SGP possa analisar erros do
passado, buscando a alternativa mais adequada dentro das possíveis soluções, evitando
a repetição de erros.
3.4.1 DADOS NECESSARIOS
3.4.1.1 CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E HISTÓRICA
Os dados necessários à caracterização física e histórica dos segmentos devem ser
coletados em projetos já efetuados ou, no caso destes não estarem disponíveis, deve ser
elaborado o cadastro dos mesmos. As informações mínimas a serem fornecidas são as
seguintes (DNIT, 2011):
Figura 20. Fluxograma dos elementos de um SGP segundo os níveis de análise de rede e de projeto (ODA 2016).
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22
a) Dados gerais:
• Tipo de pavimento;
• Largura da pista;
• Largura do acostamento;
• Número de faixas de tráfego;
• Caracterização climática;
• Caracterização orográfica;
b) Tráfego e geometria:
• Número de veículos motorizados (VDM);
• Número de veículos não motorizados (VDM);
• Sentido do fluxo;
• Subidas e descidas, que é a soma dos valores absolutos das diferenças
de cotas no início e fim de cada subido ou descida, dividida pelo
comprimento do subtrecho em estudo (m/km);
• Grau de curvatura horizontal, que é a soma dos valores absolutos das
deflexões sucessivas das tangentes do alinhamento horizontal, dividida
pelo comprimento do subtrecho, em quilômetros;
• Velocidade limite;
c) Revestimentos:
• Tipo e espessura do revestimento existente;
• Tipo e espessura do revestimento anterior;
d) Dados históricos:
• Data de construção;
• Data de última reabilitação;
• Data do último tratamento preventivo;
e) Parâmetros estruturais:
• Número estrutural;
• Deflexão (Benkelman, FWD...);
• Tipo, espessura e coeficiente estrutural de cada camada do pavimento;
• ISC do subleito;
• Condições de drenagem;
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23
3.4.1.2 DESEMPENHO FUINCIONAL
IRREGULARIDADE
O parâmetro mais importante em relação à condição funcional do pavimento é a
irregularidade, definida pelo IRI (Índice de Irregularidade Longitudinal).
A irregularidade é um fenômeno que pode decorrer de imperfeições no processo
construtivo da via, assim como pode ser resultado de sua degradação, em função da
ação do tráfego, do clima e de outros fatores. Não se deve entender a irregularidade
como mais um defeito de superfície, mas sim como um parâmetro que representa os
efeitos que o conjunto de defeitos de um pavimento provoca na condição de rolamento
dos veículos.
A importância do conhecimento da irregularidade de uma via consiste na sua correlação
com a qualidade de rolamento e com vários componentes dos custos operacionais dos
veículos.
A medida de parâmetros relacionados à irregularidade pode ser realizada por diferentes
tipos de equipamentos. Os sistemas medidores classificam-se em quatro grupos (DNIT,
2011):
1. Sistemas de medidas diretas de perfil – Método de nível e mira;
2. Sistemas de medida indireta do perfil – Perfilômetro de superfície GMR,
Perfilômetro AASHTO, Perfilômetro CHLOE, Merlin do TRRL;
3. Sistemas do tipo resposta – Rugosímetro BPR, Bump Integrator, Maysmeter,
Integrador IPR/USP;
4. Sistemas de medida com sonda sem contato – Perfilômetro Laser, Perfilômetro
Acústico da Universidade FELT.
O levantamento da irregularidade deve ser realizado de acordo as seguintes normas:
• DNER-PRO 164/94 – Calibração e controle de sistemas de medidores de
irregularidade de superfície de pavimento (Sistemas Integradores IPR/USP e
Maysmeter);
• DNER-PRO 182/94 – Medição da irregularidade de superfície de pavimento com
sistemas integradores IPR/USP e Maysmeter.
DEFEITOS NA SUPERFICIE
O procedimento mais adequado para o levantamento dos defeitos da superfície, tanto em
nível de rede e quanto de projeto, é o levantamento visual contínuo (LVC).
Esse levantamento visual continuo pode ser realizado conforme estabelecido pela norma
DNIT 006/2003 PRO, ou através de levantamento visual continuo de defeitos
informatizado.
Para avaliações com finalidade gerencial, o levantamento é realizado na faixa com maior
número de defeitos, já para fins de projetos, o levantamento é realizado em todas as
faixas.
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24
No levantamento devem ser registrados os tipos de defeitos presentes nas pistas de
rolamentos, conforme estabelecido na norma DNIT 006/2003 PRO, a largura do
acostamento e a existência de degraus entre eles, devendo ser associadas ao
levantamento as coordenadas geográficas, com precisão adequada, a cada 20 metros,
possibilitando assim o cálculo de índices de condições do pavimento.
3.4.1.3 DESEMPENHO ESTRUTURAL
A avaliação estrutural mais adequada para ser feita em grandes extensões de pistas, que
possibilita inúmeras repetições no mesmo ponto, de forma a acompanhar a variação da
capacidade de carga com o tempo, é a do levantamento das deflexões, conhecida como
processo não-destrutivo.
A cada passagem de roda, o pavimento sofre um deslocamento total, que tem duas
componentes, sendo uma plástica, que dá origem ao afundamento das trilhas de roda, e
outra elástica, que resulta na flexão alternada do revestimento, chamada de deflexão,
cuja medida é a principal forma de avaliação estrutural de um pavimento em uso. Os
equipamentos utilizados em avaliações não-destrutivas podem ser divididos em três
categorias:
• Carregamento quase-estático – ensaio de placa e viga Benkelman, por exemplo;
• Carregamento vibratório – dynaflect, por exemplo;
• Carregamento por impacto – falling weight deflectometer (FWD).
Os resultados obtidos com cada um desses equipamentos são bem diferentes. Todos os
equipamentos devem ser regularmente calibrados por processos específicos e devem
seguir rotinas de aplicação determinadas pelo tipo de carregamento. Os equipamentos
mais utilizados no Brasil para medir deflexão do pavimento são:
• Viga Benkelman: desenvolvido na década de 1950, no Departamento de
Transporte da Califórnia. Este equipamento foi introduzido no Brasil em 1962;
• Falling Weight Deflectometer – FWD: desenvolvido na década de 1980. Foi
introduzido no Brasil em 1994.
Os levantamentos deflectométricos devem ser executados de acordo com as normas:
• DNER-ME 024/94 – Pavimento – Determinação das deflexões pela Viga
Benkelman;
• DNER-PRO 273/96 – Determinação das deflexões utilizando o deflectômetro de
impacto tipo “falling weight deflectometer – FWD”;
• DNIT 132/2010-PRO – Pavimentos – Calibração da célula de carga e de sensores
de deflexão dos deflectômetros do tipo “Falling Weight Deflectometer (FWD)” –
Procedimento.
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25
3.4.1.4 DESEMPENHO OPERACIONAL E SEGURANÇA
O conhecimento adequado do tráfego que vai atuar em cada segmento de análise, além
de sua taxa de crescimento é um dos fatores que determinam a efetividade do SGP, pois
é muito importante conhecer o tráfego atual e o futuro.
O estabelecimento dos critérios de contagem e de pesagem de veículos é fundamental
na formação de um banco de dados confiável, de forma a fornecer a demanda atual e
crescente de tráfego. De forma geral, se utiliza o volume diário médio (VDM) em cada
segmento. Esses valores podem ser obtidos junto ao Plano Nacional de Contagem de
Tráfego (PNCT) e complementados por pesquisas específicas, quando necessário
(DNIT, 2011). Estas atividades vão depender das exigências do projeto e da
profundidade dos estudos a ser feitos.
Quanto à avaliação dos fatores de segurança, essa é feita em relação à resistência à
derrapagem e do potencial de hidroplanagem.
A resistência à derrapagem é usualmente expressa em termos de números obtidos por
medições em condições padronizadas e por diversos equipamentos, conforme a norma
“ASTM 1960-98 – Standard Pratice for calculating International Friction Index of a
Pavement Surface”.
O potencial de hidroplanagem existe sempre que o filme de água sobre o revestimento
atingir uma espessura maior que 5 mm.
3.5 LEVANTAMENTO DOS DEFEITOS
O levantamento de defeitos tem a finalidade de quantificar e qualificar o grau de
deterioração do pavimento, sendo necessária a avaliação da condição da superfície do
pavimento, com os seguintes objetivos:
a) Identificar os tipos, severidade e extensão dos defeitos aparentes;
b) Determinar índices de condição ou aptidão dos pavimentos;
c) Diagnosticar os problemas apresentados pelo pavimento (mecanismos de
degradação);
d) Determinar as necessidades atuais e futuras de manutenção (evitar uma
deterioração acelerada no futuro);
e) Auxiliar no dimensionamento do pavimento a ser restaurado;
f) Estabelecer prioridades na programação de investimentos sob restrição
orçamentária;
g) Elaborar curvas de previsão de deterioração;
h) Estimar a vida restante dos pavimentos.
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26
Na maior parte dos métodos, a avaliação da condição de superfície de pavimentos é
realizada visualmente, embora alguns métodos necessitem de instrumentos específicos
para a realização da medição.
Os defeitos identificados resultam em uma redução da qualidade ou condição do
pavimento, de acordo com o tipo de defeito, a frequência e a severidade que o pavimento
apresenta.
a) Tipo de Defeito: identificação dos defeitos conforme suas características, buscando
relacioná-los ao mecanismo causador.
b) Severidade: referente ao grau com que aquele defeito afeta a estrutura do pavimento
ou compromete seu desempenho e o grau de evolução do defeito, geralmente
classificada em baixa, média e alta.
c) Frequência: é a distribuição da ocorrência do defeito ao longo de um segmento ou
trecho avaliado, sendo expressa pela relação percentual entre área ou comprimento
do defeito em relação ao trecho total. Também é classificada em baixa, média e alta.
Nos métodos de levantamento manuais, o equipe de avaliadores tem que anotar os
defeitos presentes em cada seção em planilhas, que devem conter as informações de
localização da seção além do nível de severidade de cada um dos defeitos, para
posterior processamento dos dados. Já em levantamentos realizados por vídeo as
imagens capturadas são processadas com o auxílio de um software.
Algumas recomendações quanto à metodologia empregada para o levantamento dos
dados das seções são sugeridas por diversos pesquisadores. Para o caso em que os
avaliadores percorram o trecho por caminhamento indica-se:
a) A área das amostras deve ser suficiente para não implicar em erros de
interpretação e, suas posições, devem ter caráter aleatório; a quantidade de
amostras deve ser definida em função da finalidade do estudo (maior quantidade
para uso em projetos do que para uso em gerência de pavimentos) e dos custos
inerentes, onde a maior amostragem implica em aumento de gastos com
pessoal e equipamentos;
b) Recomenda-se que a área das amostras corresponda a um mínimo de 10% da
área total do pavimento quando o estudo for destinado a gerência de pavimentos
em nível de rede e 25% quando for para nível de projeto;
c) Recomenda-se que seja seguido o procedimento “DNIT-PRO 007/2003 -
Levantamento para avaliação da condição de superfície de subtrecho
homogêneo de rodovias de pavimentos flexíveis e semirrígidos para gerência de
pavimentos e estudos e projetos – Procedimento”, para determinar o tamanho e
a localização das amostras.
Atualmente existem diversos métodos para o levantamento de defeitos, sendo utilizados
por órgãos de conservação rodoviária e concessionárias, para definir as tarefas de
planejamento da manutenção a reabilitação.
A escolha do método mais adequado deve levar em consideração as características e as
peculiaridades dos pavimentos existentes na rede em estudo, bem como os objetivos a
serem alcançados.
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27
Alguns métodos empregam modelos matemáticos e empregam os dados obtidos do
levantamento de campo para definir um índice que apresente numericamente a condição
do pavimento analisado. Os modelos diferem entre si, mas os parâmetros normalmente
empregados são os tipos dos defeitos existentes no pavimento, os níveis de severidade,
a dimensão, expresso pela densidade ou frequência de ocorrência, e os fatores de
ponderação. Desta forma, a partir da caracterização de forma homogênea dos trechos
(com as mesmas informações) pode-se comparar diferentes subtrechos.
Os fatores de ponderação, também denominados pesos, são obtidos experimentalmente,
através de pesquisas onde são relacionadas a condição de trechos amostrais (obtida
através da análise dos trechos por especialistas ou através de uma avaliação subjetiva),
a densidade ou frequência dos defeitos existentes nos trechos e ainda a ponderação da
gravidade de cada defeito e nível de severidade em relação aos demais.
3.5.1 MANUAL DE IDENTIFICAÇÃO DE DEFEITOS SHRP
Para a uniformização da coleta de dados levantados no estudo dos pavimentos,
recomenda-se a adoção do manual de levantamento de defeitos desenvolvido no
programa SHRP (Programa estratégico de pesquisas rodoviárias), que foi estabelecido
em 1987 pelo congresso dos Estados Unidos, contando com a participação de mais de
20 países, inclusive o Brasil. Por essa razão, este foi o método utilizado no levantamento
de defeitos de campo do estudo de caso que será apresentado neste trabalho. Tem
reconhecimento e aceitação internacional, resultando mais fácil compartilhar informações
entre diferentes países.
Essa forma de avaliação foi desenvolvida com o objetivo de fornecer ao programa uma
base uniforme e padronizada, para coletar dados sobre os defeitos e padronizar a
linguagem para descrever suas diversas tipologias entre todos os órgãos que participam
do programa de gerência de pavimentos, na etapa de coleta dos dados.
O manual é constituído por um catálogo que apresenta os tipos de defeitos em
pavimentos flexíveis, revestidos com concreto asfáltico, e pavimentos rígidos,
constituídos por placas de concreto de cimento Portland, fornecendo para cada defeito a
descrição, os níveis de severidade e as formas de quantificação da extensão, além de
identifica-los através de fotos e figuras.
Em seguida são apresentados os 15 tipos de defeitos.
TRINCAS POR FADIGA
CARACTERÍSTICAS NIVEL DE SEVERIDADE REGISTRO
Áreas submetidas às cargas repetidas de tráfego
Se apresentam em forma de “couro de crocodilo” ou
“tela de galinheiro”Espaçamento inferior a
30cm
Baixa: poucas trincas conectadas, sem erosão nos bordos e sem evidência de bombeamentoMédia: trincas conectadas e bordos levemente erodidos, mas sem evidência de bombeamento
Alta: trincas erodidas nos bordos, movimentação dos blocos quando submetidos ao tráfego e com
evidências de bombeamento
Registrar a área afetada
(m²) para cada nível de severidade
Tabela 1. Trincas por fadiga.
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28
TRINCAS EM BLOCOS
TRINCAS NOS BORDOS
TRINCAS LONGITUDINAIS
CARACTERÍSTICAS NIVEL DE SEVERIDADE REGISTRO
São trincas que dividem o pavimento em pedaços
aproximadamente retangulares
Tamanho dos blocos varia de 0,1 à 10 m²
Baixa: trincas com abertura média inferior a 6 mm ou seladas com material selante em boas
condiçõesMédia: trincas com abertura média entre 6 e 19
mm ou trincas aleatórias adjacentes com severidade baixa
Alta: trincas com abertura média superior a 19 mm ou trincas aleatórias adjacentes com
severidade média a alta
Registrar a área afetada
(m²) para cada nível de severidade
Tabela 2. Trincas em blocos.
CARACTERÍSTICAS NIVEL DE SEVERIDADE REGISTRO
Apenas para pavimentos com acostamentos não
pavimentadosDentro de uma faixa de 60 cm a partir da extremidade
do pavimento
Baixa: sem perda de material ou despedaçamento
Média: perda de material e despedaçamento em até 10% da extensão afetada
Alta: perda de material e despedaçamento em mais de 10% da extensão afetada
Registrar a extensão
afetada (m) para cada nível de
severidade
Tabela 3. Trincas nos bordos.
CARACTERÍSTICAS NIVEL DE SEVERIDADE REGISTRO
Trincas predominantemente
paralelas ao eixo, podendo se localizar
dentro ou fora da trilha das rodas
Baixa: trincas com abertura média inferior a 6 mm ou seladas com material
selante em boas condiçõesMédia: trincas com abertura média entre
6 e 19 mm ou trincas aleatórias adjacentes com severidade baixaAlta: trincas com abertura média
superior a 19 mm ou trinca com abertura média inferior a 19 mm, mas com trinca
aleatória adjacente com severidade média a alta
Registrar a extensão das trincas (m) e o nível de
severidade correspondente (nas
trilhas de rodas ou fora delas)
Registrar a extensão com selante em boas
condições
Tabela 4. Trincas longitudinais.
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29
TRINCAS POR REFLEXÃO
TRINCAS TRANSVERSAIS
REMENDOS
CARACTERÍSTICAS NIVEL DE SEVERIDADE REGISTRO
Reflexão de trincas ou juntas das camadas
inferioresRecapeamento ou pavimentos novos
(contração da base)
Baixa: trincas com abertura média inferior a 6 mm ou seladas com material selante em
boas condiçõesMédia: trincas com abertura média entre 6 e 19 mm ou trincas aleatórias adjacentes com
severidade baixaAlta: trincas com abertura média superior a
19 mm ou trinca com abertura média inferior a 19 mm, mas com trinca aleatória adjacente
com severidade média a alta
Registrar, em separado, as trincas
transversais e longitudinais
Registrar o número de trincas
transversaisRegistrar a extensão
das trincas e os níveis de severidade
Registrar a extensão com selante em boas
condições
Tabela 5. Trincas por reflexão.
CARACTERÍSTICAS NIVEL DE SEVERIDADE REGISTRO
Trincas predominantemente
perpendiculares ao eixoSeveridade de uma
trinca: adotar a mais elevada, desde que
represente pelo menos 10% da extensão
Baixa: trincas com abertura média inferior a 6 mm ou seladas com material selante em boas
condiçõesMédia: trincas com abertura média entre 6 e 19
mm ou trincas aleatórias adjacentes com severidade baixa
Alta: trincas com abertura média superior a 19 mm ou trinca com abertura média inferior a 19 mm, mas com trinca aleatória adjacente com
severidade média a alta
Registrar o número de trincas,
a extensão e os níveis de
severidade correspondentes
Registrar a extensão com
selante em boas condições
Tabela 6. Trincas transversais.
CARACTERÍSTICAS NIVEL DE SEVERIDADE REGISTRO
Porção da superfície do pavimento, maior que 0,1 m²,
removida e substituída ou material aplicado ao
pavimento após a construção inicial
Função da severidade dos defeitos apresentados pelo
remendo
Registrar o número de remendos e a área afetada
(m²) para cada nível de severidade
Tabela 7. Remendos.
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30
PANELAS
DEFORMAÇÃO PERMANENTE
CORRUGAÇÃO
CARACTERÍSTICAS NIVEL DE SEVERIDADE REGISTRO
Buracos resultantes da desintegração localizada, sob
ação do tráfego e em presença de água
Fragmentação, causada por trincas por fadiga, e remoção
localizada de partes do revestimento
Baixa: profundidade menor que 25 mm
Média: profundidade entre 25 e 50 mm
Alta: profundidade maior que 50 mm
Registrar o número de panelas e a área afetada por
cada nível de severidade
Tabela 8. Panelas.
CARACTERÍSTICAS NIVEL DE SEVERIDADE REGISTRO
Depressão longitudinal nas trilhas de roda, em razão da
densificação dos materiais ou ruptura por cisalhamento
Substituídos pelas medições da deformação permanente a
cada 15 metros
Registrar a máxima deformação permanente nas
trilhas de roda
Tabela 9. Deformação permanente.
CARACTERÍSTICAS NIVEL DE SEVERIDADE REGISTRO
Deformação plástica caracterizada pela formação
de ondulações transversais na superfície do pavimento
Causada por esforços tangenciais (frenagem ou
aceleração)
Associados aos efeitos sobre a qualidade de rolamento
Registrar o número de ocorrências e a área afetada
(m²)
Tabela 10. Corrugação.
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31
EXSUDAÇÃO
AGREGADOS POLIDOS
DESGASTE
CARACTERÍSTICAS NIVEL DE SEVERIDADE REGISTRO
Excesso de ligante betuminoso na superfície
do pavimento
Baixa: mudança de coloração em relação ao restante do pavimento
devido ao excesso de asfaltoMédia: perda de textura superficialAlta: aparência brilhante; marcas de pneu evidentes em tempo quente;
agregados cobertos pelo asfalto
Registrar a área (m²) para cada nível de severidade
Tabela 11. Exsudação.
CARACTERÍSTICAS NIVEL DE SEVERIDADE REGISTRO
Polimento (desgaste) dos agregados e do ligante betuminoso e exposição dos agregados graúdosComprometimento da segurança: redução do coeficiente de atrito
pneu-pavimento
Níveis de severidade podem ser associados à redução no coeficiente de atrito pneu-
pavimento
Registrar a área afetada (m²)
Tabela 12. Agregados polidos.
CARACTERÍSTICAS NIVEL DE SEVERIDADE REGISTRO
Perda de adesividade do ligante betuminoso e
desalojamento dos agregadosEnvelhecimento,
endurecimento, oxidação, volatilização e intemperização
Baixa: início do desgaste, com perda de agregados miúdos
Média: textura superficial torna-se áspera, com perda de agregados
miúdos e de alguns graúdosAlta: textura superficial muito áspera,
com perda de agregados graúdos
Registrar a área afetada (m²) para
cada nível de severidade
Tabela 13. Desgaste.
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32
DESNÍVEL (DEGRAU) EM PISTA E ACOSTAMENTO
BOMBEAMENTO
Além da classificação dos defeitos proposta pelo método SHRP existem outros métodos
de determinação de defeitos nos quais o número de defeitos definidos varia. Por
exemplo, no método da AASHTO, são definidos 17, dos quais 14 coincidem com os de
SHRP. Tem outra classificação, Manual para Identificação de Defeitos de Revestimentos
Asfálticos de Pavimentos (DOMINGUES, 1993), que propõe 24 defeitos, fazendo uma
análise mais detalhada na numeração destes.
3.5.2 ÍNDICE DE CONDIÇÃO DO PAVIMENTO (ICP)
Depois de realizada a avaliação dos trechos é preciso fazer uma combinação dos
defeitos entre si, para ter uma quantificação representativa de qual é a situação real do
pavimento que se analisa. É por isso que se propõe um índice para normalizar e
homogeneizar valores de defeitos, que conduzem num análise geral.
O método ICP, Índice de Condição do Pavimento, é amplamente utilizado em todo o
mundo e reconhecido por importantes instituições. Esse método considera os defeitos
identificados na análise, além de avaliar a influencia que eles tem no conjunto geral do
trecho em estudo.
CARACTERÍSTICAS NIVEL DE SEVERIDADE REGISTRO
Diferença de elevação entre a faixa de tráfego e o acostamento: camadas sucessivas de revestimento asfáltico;
erosão do acostamento não pavimentado; consolidação
diferencial
Substituídos pela medição de desnível
Registrar o desnível (mm) a cada 15m, ao
longo da interface pista-acostamento
Tabela 14. Desnível (degrau) em pista e acostamento.
CARACTERÍSTICAS NIVEL DE SEVERIDADE REGISTRO
Saída de água pelas trincas do pavimento sob ação das cargas do tráfego
Identificado pela deposição à superfície, de material carreado das camadas
inferiores
Não aplicáveis porque o bombeamento depende do
teor de umidade das camadas inferiores do
pavimento
Registrar o número de ocorrências e a extensão afetada
(m²)
Tabela 15. Bombeamento.
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33
O Índice de Condição do Pavimento (ICP) reflete o grau de deterioração do pavimento.
Teve origem em estudos desenvolvidos por pesquisadores do Construction Engineering
Research Laboratory (CERL) e publicado pelo United States Army Corps of Engineers
(USACE) em 1979, como documento intitulado CERL-Tr-M-268. Inicialmente foi
desenvolvido para avaliação de pavimentos aeroportuários, flexíveis e rígidos, e mais
tarde passou a ser aplicado a vias rodoviárias, urbanas e até de estacionamentos, por
sua ampla aplicabilidade.
As limitações para sua utilização são reduzida, sendo principalmente que cada seção
avaliada deve ter aproximadamente 225 𝑚2, para a definição dos tipos de defeitos nela
apresentados.
A classificação de defeitos que vai empregar é aquela definida pelo método SHRP que
foi apresentada no ponto 3.5.1.
CÁLCULO DO ICP
O cálculo do índice ICP é determinado pela seguinte equação:
ICP = 100 −
𝑖=1
𝑛
𝑗=1
𝑛
𝐷𝑖𝑗𝑥 𝑓𝑖𝑗
onde:
• 𝐷𝑖𝑗: Extensão do defeito i com severidade j;
• 𝑓𝑖𝑗: Fator de ponderação do defeito i com severidade j;
Fazendo uma interpretação matemática da expressão, começa-se numa situação com o
pavimento em condições ótimas com um ICP de valor 100. Logo após, este se vai reduzir
segundo a extensão e a severidade de cada um dos defeitos presentes na seção.
Uma redução do ICP representa uma situação pior do pavimento, embora um valor alto
deste vai estar associado aos pavimentos que apresentam condições melhores.
A Tabela 16 apresenta a classificação dos pavimentos segundo o valor do ICP.
Tabela 16. Classificação dos pavimentos segundo o parâmetro ICP (DNIT, 2011).
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
34
O ICP obtido, além de representar quantitativamente a condição do pavimento a partir da
magnitude e o tipo de defeito, serve também para dar uma ideia de quais intervenções
são pertinentes e determinar a priorização dos trechos e dos serviços.
Segundo este parâmetro é possível estabelecer uma primeira priorização das atividades
que devem ser aplicadas para obter os níveis operacionais, estruturais o de segurança,
seja por reconstrução, recapeamento ou manutenção.
A Figura 21 apresenta os intervalos para classificar as atividades segundo o ICP
calculado após do estudo de levantamento do trecho (Instituto do Asfalto, 1989).
Para uma adaptação aos defeitos presentes no manual de levantamento do SHRP,
FERNANDES JR. et al. (1999), adaptou uma planilha do Instituto do Asfalto (1981),
sendo esta utilizada no estudo de caso deste trabalho e apresentada a seguir, na Figura
22.
Figura 21. Estratégia de manutenção e reabilitação mais indicada baseada no valor do ICP (INSTITUTO DO ASFALTO, 1989).
Figura 22. Planilha recomendada para avaliação de pavimentos(ODA 2016, Adaptada do Instituto do Asfalto).
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
35
3.5.3 ÍNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL (IGG)
Além do ICP, no Brasil é muito empregado um outro índice combinado de defeitos, o
Índice de Gravidade Global (IGG), que é um parâmetro numérico que permite avaliação
dos segmentos rodoviários em relação ao estado dos pavimento, de acordo com o seu
estado de deterioração.
Uma grande vantagem deste método é que, além de refletir o estado de cada segmento
considerado isoladamente, permite a comparação entre os estados apresentados por
segmentos distintos.
O cálculo do IGG é baseado na norma DNER-PRO 08/94 (Avaliação objetiva de
pavimentos flexíveis e semirrígidos – DNER 1994), que estabelece uma metodologia
para quantificação numérica dos defeitos. A avaliação da superfície é feita por
levantamento à pé, registrando-se, em uma planilha, os tipos e os níveis de severidade
dos defeitos, sem avaliação da extensão. Este ponto faz a maior diferença com o método
ICP apresentado no ponto 3.5.2, que avalia a extensão dos defeitos identificados.
Outra particularidade do cálculo do IGG é que neste, tem-se dez ocorrências ou eventos
distintos, dos quais oito são da tipologia de defeito individual, e os outros dois são
derivados da mensuração das deflexões nas trilhas das rodas.
Cada evento isolado corresponde à um valor especifico, e recebe o nome de Índice de
Gravidade Individual (IGI), sendo esse valor estabelecido em função do peso do evento
correspondente, sendo assim para cada defeito é considerado um valor de ponderação
diferente.
A equação empregada no cálculo do parâmetro IGG é a seguinte:
𝐼𝐺𝐺 = 𝐼𝐺𝐼
onde:
𝐼𝐺𝐼 = 𝑓𝑟 𝑥 𝑓𝑝
𝑓𝑟 =100 𝑥 𝑓𝑎
𝑛
Para os parâmetros:
• 𝑓𝑝 : Fator de ponderação;
• IGG : Índice de Gravidade Global;
• IGI : Índice de Gravidade Individual;
• 𝑓𝑎 : Frequência absoluta (número de vezes em que a ocorrência é verificada);
• 𝑓𝑟 : Frequência relativa (número de vezes em que a ocorrência é verificada em
relação ao número total de estações);
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
36
A condição do pavimento pode ser conceituada segundo o valor do IGG, segunda a
mesma ideia que fora definida com o ICP, sendo apresentada adiante, na Tabela 17, os
intervalos específicos de valores e seus respectivos conceitos em relação à condição do
pavimento.
3.6 SISTEMA DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS URBANOS (SGPU)
Neste ponto é apresentada a ideia da gerencia dos pavimentos no âmbito municipal.
Nesta consideração é importante conhecer as particularidades de planejamento e
execução do sistema em comparação com rodovias fora dos núcleos urbanos.
Historicamente a gerência dos pavimentos urbanos tem sido fundamentada na
experiência dos engenheiros do município, que na maioria das vezes decide as
atividades de manutenção e reabilitação dos pavimentos baseados nos conhecimentos
acumulados, sem utilizar uma abordagem sistêmica de gerência. Muitas vezes isso
ocorre por falta de verba ou mesmo o preconceito com inovações na área de engenharia.
Se basear somente na experiência faz com que as decisões tomadas sejam mais
arriscadas, já que não há avaliação da eficácia de outras alternativas. Isso pode fazer
com que os recursos (verba, funcionários) sejam utilizados de maneira ineficiente.
O Sistema de Gerencia de Pavimentos Urbanos (SGPU) eleva o nível de serviço do
conjunto de vias e também pode justificar aumento no orçamento causados pelas
atividades de manutenção e reabilitação, diminuir os custos totais e catalogar as vias. Na
Figura 21 na seguinte pagina são mostradas as etapas de um SGPU.
Tabela 17. Condição do pavimento em função do IGG (DNIT 2003).
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
37
Segundo FERNANDES Jr. (2001), as cidades possuem desempenho pior quando não
usam ferramentas essenciais de gerência. O SGPU pode ajudar a mudar o ciclo da falta
de recursos atrelado as péssimas condições dos pavimentos dos municípios que ainda
executam a gerência dos seus pavimentos em função das necessidades mais urgentes.
Existem vários tipos de análise que podem ser feitas, como as vistas no capítulo 3. O
mais indicado, e o que foi feito no estudo de caso, é o levantamento de defeitos. Isso é
factível devido as particularidades da rede viária urbana: velocidade máxima bem menor
do que as de rodovias (maioria das ruas é entre 30 e 60 km/h), rede viária feita por
quadras/quarteirões, diversidade de tipos de vias e grande número de intervenções nas
já existentes redes de infraestrutura. Sem falar que os outros tipos de avaliação, a
funcional e estrutural, aumentam bastante os custos iniciais de elaboração de um SGPU
e comparando do levantamento visual continuo apresentam resultados pequenos piores.
As avaliações funcional e estrutural são mais recomendadas que sejam aplicadas na
gerência de pavimentos em nível de projeto.
3.6.1 ATIVIDADES ESPECIFICAS DO SGPU
Os princípios de gerência de pavimentos rodoviários também podem ser aplicados para a
rede viária urbana. No entanto, existem diferenças significativas e várias outras
considerações que se deve fazer.
BERTOLLO (1997) alega que uma das particularidades fundamentais são as
intervenções das redes de infraestrutura, que podem ocorrer em todas as direções do
pavimento, que para sua manutenção ou implantação faz com que o pavimento seja
escavado.
Figura 23. Implantação de um SGPU, adaptado de HAAS, HUDSON e ZANIEWSKI (1994).
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
38
Outra particularidade são os tipos de veículos que usam as vias. A frota urbana é feita
basicamente de tráfego leve, automóveis e ônibus urbanos enquanto a de rodovias
trafegam veículos pesados, de carga. Também, o fluxo de carro nas cidades é muito
mais descontinuo que nas rodovias. De dia nas cidades existem muitos carros
circulando, gerando engarrafamentos, enquanto de madrugada quase não há circulação
de veículos. Todas essas questões permitem caracterizar de um jeito diferente o tráfego,
assim como os defeitos que vão se apresentar nos pavimentos.
Considerando todas essas particularidades, os fatores de correção para as deficiências
devem ser pensados e estabelecidos para cada cidade, levando em conta suas
características, pois os municípios podem apresentar diferenças significativas, como:
condições climáticas, tipo de mão de obra, matérias-primas disponíveis para serem
usadas na pavimentação, tipo de trafego, máquina e equipamento disponíveis,
tecnologia, entre outras.
Um Sistema de Gerência de Pavimentos Urbanos pode sofrer alterações expressivas
quando se leva em conta o tamanho da cidade em que o sistema está sendo aplicado.
Nas cidades de pequeno porte, a parte mais cara e significativa são os custos de
implantação, como da aquisição de software para implantação de uma base cartográfica,
pois, mesmo quando os administradores da cidade gostam da ideia de um SGPU,
acabam caindo na realidade da falta de recurso (verba) para planejamento, pesquisas e
projetos. Se forem consideradas as vantagens e comodidades que um Sistema de
Gerencia de Pavimentos proporcionam a cidade, os custos de implantação são
pequenos.
Em cidades de grande e médio porte, a base de dados georreferenciada e compra do
SIG acaba não apresentando um custo tão expressivo. Nesse caso, o investimento mais
alto está na criação e construção da equipe de avaliadores de campo. A quantidade de
avaliadores deve ser proporcional a quantidade de segmentos que devem ser
levantados.
OLIVEIRA (2013) recomenda que o ideal é ter um avaliador para cada 400 segmentos de
pavimento flexível avaliado a cada mês, levando em consideração que o avaliador
trabalhe 20 horas por semana. É necessário também uma equipe de coordenadores e
subcoordenadores. O número recomendado é de um subcoordenador para cada 10
avaliadores. O coordenador deve ser o especialista na área e deve fornecer, sempre que
solicitado, relatórios e mapas temáticos.
Nas cidades de grande porte também o maior e mais importante custo é o da mão de
obra.
O planejamento das atividades a serem desenvolvida e a sistemática para coleta de
dados podem também ter alterações dependendo do tamanho da cidade. O limite de
prazo para realização dos serviços pode ser inferior em cidades menores e a equipe
também tem que ser preparada para avaliar estradas não pavimentadas. Nesse tipo de
estrada, o levantamento de informações pode ser feito de modo manual, usando tabelas
impressas em folhas de papel e lápis ou caneta. Para cidades de médio e grande porte é
recomendável o uso de planilhas digitais, através de tablets, ou alguma outra ferramenta
que possibilite um cadastro mais detalhado.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
39
O seguro que deve ser contratado para os avaliadores das vias varia de acordo com o
tamanho do município. Em cidades maiores, o tráfego e o VDM são maiores, logo o risco
de acidentes é também maior.
Uma coisa comum entre os Sistemas de Gerência de Pavimentos Urbanos de cidades de
tamanhos e características diferentes é o desenvolvimento sustentável que cada
município adota. Segundo CHAN et. al. (2011), o pavimento, quando mantido de forma
adequada, além da economia de recursos gerada com a reabilitação e manutenção, a
emissão de GHG (gases do efeito estufa) e consumo de energia são reduzidos
consideravelmente.
É importante salientar que o planejador deve conhecer os pontos principais que
diferenciam as redes urbanas para a implementação do sistema de gerência dos
pavimentos. O mesmo planejador deve levar em consideração as técnicas apropriadas
para realizar as avaliações e o pessoal necessário para obter os resultados de qualidade
e com informações confiáveis, sempre considerando as características do município que
será implantado o SGPU.
4. MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DOS PAVIMENTOS
Após a avaliação das condições do pavimento é realizada uma análise em relação aos
defeitos identificados. Além de determinar um valor geral ao conjunto de defeitos,
empregando um dos índices de quantificação geral (ICP ou IGG), é preciso decidir quais
serão as atuações especificas necessárias para que o pavimento volte a oferecer boas
condições estruturais, operacionais e de segurança.
É por isso que na seleção das atividades de Manutenção e Reabilitação (M&R) a realizar,
o SGP propõe um método para cada um dos defeitos observados, com o objetivo de
solucionar os problemas existentes no pavimento em relação à severidade destes, ao
tráfego de veículos que solicitam o trecho estudado, além da extensão na qual estão
presentes os defeitos.
4.1 ATIVIDADES DE M&R
4.1.1 PREVENTIVAS
As atividades preventivas são conhecidas como manutenção preventiva. É aquela
efetuada em intervalos predeterminados e de acordo com critérios preestabelecidos, com
o objetivo de reduzir a probabilidade de falha ou de degradação do funcionamento de
uma instalação (ABNT, 1994), ou seja, são serviços previamente aplicados com o
objetivo de evitar o surgimento ou agravamento de defeitos. Sua frequência depende do
tráfego, topografia e clima (DNIT, 2007). É entendida como a primeira medida adotada
para a manutenção do pavimento.
Tem por objetivo conter a deterioração em seu estágio inicial.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
40
Na manutenção preventiva podem ser incluídas as atividades de manutenção de rotina,
que incluem reparos localizados de defeitos na pista ou no acostamento com extensão
inferior a 150 m e manutenção regular dos dispositivos de drenagem, dos taludes
laterais, da faixa lindeira, dos dispositivos de sinalização e demais instalações da rodovia
(DNIT, 2007).
A manutenção periódica também pode ser incluída neste item, é caracterizada por ser
um tipo de conservação requerida em intervalos de tempo determinados (DNIT, 2007),
em que são realizadas atividades para melhorar as condições superficiais com vistas à
preservação da integridade estrutural e qualidade de rolamento.
Segundo o DNIT (2007) podem ser englobados os seguintes serviços de manutenção:
• Remendos superficiais: desobstrução dos sistemas de drenagem; reparos
localizados; limpeza da pista; selagem de pequenas trincas – para manutenção
preventiva ou rotineira;
• Tratamento superficial: lama asfáltica; reforços esbeltos em concreto asfáltico;
banhos selantes – para manutenção periódica.
4.1.2 RECUPERAÇÃO
São reparos realizados em pequenas áreas do pavimento e devem ser feitos quando os
defeitos aparecem no pavimento. Segundo o DNIT (2006), é um processo a ser
ordinariamente aplicado a um pavimento desgastado, com o objetivo de restabelecer
suas adequadas características técnicas, ou seja, sempre que as atividades de
manutenção preventiva, em função da magnitude dos defeitos, não podem resolver os
problemas torna-se necessário aplicar um outro tipo de atividade (corretiva) nas áreas
afetadas de forma a reestabelecer as condições do pavimento.
De forma mais específica é o conjunto de operações de conservação que tem como
objetivo reparar ou sanar um defeito e restabelecer o funcionamento dos componentes
da rodovia propiciando conforto e segurança aos usuários (DNIT, 2007).
Um exemplo muito importante é a reciclagem do pavimento, que é basicamente uma
regeneração do mesmo. Segundo o DNIT (2007), trata-se do processo de recuperação
de pavimentos com a reutilização de material resultante da fresagem do trecho
deteriorado. Entre as vantagens deste processo, pode ser citado: conservação de
agregados e de energia; preservação do meio ambiente e manutenção das condições
geométricas existentes, como já visto anteriormente neste trabalho.
Além disso, o DNIT interpreta as atividades de recuperação considerando duas
vertentes: a recuperação do pavimento através de sua restauração ou de sua
reabilitação.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
41
No primeiro caso, o DNIT (2006) afirma que é um processo a ser aplicado a um
pavimento que, desfrutando ainda da devida habilitação, e apresentando desempenho
compatível com os competentes modelos de previsão, se encontra próximo de alcançar,
conforme aferido por parâmetros temporais e/ou índices de desempenho, o estágio final
do ciclo de vida correspondente. No caso, a solução, em geral, deverá recair na
execução de recapeamento do pavimento existente.
Já no segundo caso, o DNIT (2006) descreve que é um processo a ser adotado para um
pavimento que, conforme aferido pelos mesmos parâmetros, já ultrapassou, de forma
significativa, o estágio final do ciclo de vida correspondente e apresenta anomalias com
tendências irreversíveis, em termos de desempenho funcional e estrutural – não
desfrutando mais, portanto, da devida habilitação. A solução em geral também é a
execução de recapeamento do pavimento existente.
Há também a utilização de remendos profundos como solução alternativa. Logo, conclui-
se que as atividades de recuperação incluem serviços como reparos seletivos,
recapeamentos, remendos profundos e aplicação de camadas de regularização, com a
finalidade de restaurar a capacidade estrutural ou a qualidade de rolamento.
4.1.3 RECONSTRUÇÃO
São atividades com o objetivo de reestruturar o pavimento, mais especificamente com
adição e/ou substituição de camadas estruturais do pavimento bem como do
revestimento, de tal forma que a estrutura resultante possa suportar a repetição das
cargas por eixo incidentes, em condições de segurança e conforto para o usuário,
durante o novo período de projeto estabelecido (DNIT, 2007).
Pode ser caracterizada como parcial ou total. Em situações de reconstrução parcial, a
espessura a ser removida e substituída é menor do que a espessura total do pavimento;
enquanto que em casos de reconstrução total, a espessura a ser removida e substituída
atinge toda a espessura do pavimento podendo, eventualmente, inclusive atingir o
subleito (DNIT, 2006).
São atividades que normalmente só vão ser necessárias em situações de grandes
severidades, com problemas muito grandes e mais graves, no qual a única solução é
refazer tudo de novo. Por conta disso, acaba sendo uma medida de intervenção muito
trabalhosa, que demanda mais tempo, já que sempre é difícil interditar a estrada e/ou a
faixa para realizar o serviço, além de apresentar um custo mais alto.
É importante evitar que o pavimento atinja um estado de deterioração a ponto de não
cumprir mais com sua finalidade, evitando, assim, grandes gastos que não estão
previstos para a sua reconstrução. Para que isso não ocorra, basta manter uma
manutenção preventiva periódica adequada e possuir um sistema de drenagem de
qualidade. O problema da presença de água nos nas camadas inferiores dos pavimentos
é uma das causas mais habituais da sua deterioração.
Trincas por fadiga e deformação permanente, quando não possuem manutenção
adequada, são defeitos muito comuns que geram uma necessidade de reconstrução do
pavimento. Outros defeitos como a corrugação e os agregados polidos também podem
precisar de reconstrução, caso a causa identificada esteja relacionada à sua estrutura.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
42
4.1.4 REFORÇO
O reforço de um pavimento é constituído de uma camada asfáltica a ser sobreposta a um
pavimento existente, após devidamente executadas as correções superficiais
necessárias, com a finalidade de torná-lo apto a atender um novo ciclo de vida (DNIT,
2006).
De acordo com DNIT (2006), o recapeamento consiste na adequada sobreposição ao
pavimento existente de uma camada constituída de mistura asfáltica e/ou concreto de
cimento Portland. Tal sobreposição irá conferir ao pavimento existente adequada
capacidade estrutural, mantendo-o assim apto a exercer, em continuidade, um novo ciclo
de vida, de conformidade com as premissas técnico-econômicas.
Vale ressaltar que o recapeamento é dividido em dois tipos: o recapeamento delgado,
que conta com a escarificação e mistura com material da base, além da compactação
antes do lançamento da nova camada de revestimento; e o recapeamento espesso, que
é o mesmo que reforço estrutural.
Percebe-se, então, que ambos possuem definições muito parecidas, pelo fato de que um
reforço estrutural é o mesmo que um recapeamento espesso. Logo, o reforço é um
revestimento aplicado por cima de outro já existente no local, de modo a reforçá-lo ou
restaurá-lo.
A seleção de um reforço é muito comum mesmo que o pavimento não aponte ter falhas
estruturais significativas, a fim de readequá-lo para uma nova demanda de tráfego ou
alinhá-lo por conta de eventuais irregularidades longitudinais. Na Figura 23 é ilustrada a
evolução da deterioração em rodovias pavimentadas, onde se pode notar o reforço
requerido como solução em grande parte da vida útil da rodovia.
Figura 24. Evolução da deterioração em rodovias pavimentadas e o papel do reforço estrutural (DNIT, 2006).
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
43
Com relação a esse gráfico, o DNIT (2006) aponta que uma rodovia pavimentada pode
ser mantida em bom estado mediante conservação rotineira e periódica, a um custo
bastante baixo. Com o aumento da deterioração, o pavimento deve ser recuperado de
maneira a permanecer em bom estado, por meio de selagem, recapeamento ou reforço
do revestimento.
Além disso, o DNIT (2006) também afirma que o reforço restabelece a qualidade de
rolamento da rodovia e a capacidade estrutural necessária para suportar o tráfego
durante vários anos, começando assim um novo ciclo do pavimento. Com isso, a Figura
23 também mostra que, com a aplicação do reforço de maneira adequada, a vida útil da
rodovia pavimentada aumenta expressivamente (linha mais grossa). Mesmo reduzindo-
se no caso da falta de manutenção rotineira ou de reforços.
4.2 MÉTODOS DE PRIORIZAÇÃO NAS INTERVENÇÕES
Dentro da gerência de pavimentos, uma questão relevante é a importância da priorização
nas intervenções nos pavimentos, já que habitualmente se tem limitações de tempo,
orçamento e políticas entre outras.
Em função de muitas vezes da falta de preparação do pessoal responsável de realizar as
atividades de manutenção, além da falta de critério na hora de escolher quais atividades
tem prioridade de forma racional, surge como necessária a criação de um sistema de
definição de prioridades, que defina de forma clara e padronizada quando e quais
atividades realizar.
Os métodos de priorização em gerência de pavimentos são, segundo Serafini (2005),
estudos que visam como objeto final, a ordenação dos projetos em escala de relevância
reunidos até se esgotarem as previsões orçamentárias do planejamento anual, podendo
ser definidos através de índices subjetivos ou calculados através da relação benefício-
custo das intervenções.
Uma parte desses métodos se baseia em modelos computacionais, que avaliam milhares
de dados através de métodos estatísticos ou sistemas lineares, considerando como
benefício a diferença entre irregularidade do pavimento avaliado e a previsão da
irregularidade após a intervenção em um período de análise. E a outra parte dos
métodos é resultado de estudos e pesquisas na área de gerência de pavimentos, que
apresentam possibilidades simplificadas para os critérios de priorização, como os
apresentados a seguir.
Fernandes Jr. propõe uma relação inversamente proporcional entre o ICP e o Índice de
Prioridade (IP) que é a seguinte:
IP =VMD
ICP
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
44
onde:
• IP: Índice de prioridade;
• VMD: Volume de tráfego médio diário;
• ICP: Índice de condição do pavimento;
Essa relação representa apenas uma abordagem inicial a respeito da priorização das
atividades de manutenção e reabilitação de pavimentos, que serve de base para os
modelos de priorização para um sistema de gerência de pavimentos e mostra que quanto
maior o valor do IP maior a prioridade de atuação.
4.2.1 MÉTODO EMPÍRICO SEGUNDO TAVAKOLI
O modelo desenvolvido por Tavakoli et al. (1992) determina o índice de prioridade (IP)
em função do índice de condição do pavimento (ICP), fator de tráfego, classe da via, tipo
e volume de tráfego e da manutenção do pavimento, e é representado pela seguinte
equação:
IP =1
𝐼𝐶𝑃𝑥 𝑇𝐹 𝑥 𝐹𝐶 𝑥 𝑇𝑅 𝑥 𝑀𝐹
onde:
• IP: Índice de prioridade
• ICP: Índice de condição do pavimento
• TF: Fator de tráfego, que varia de 10 a 100 conforme volume diário médio de
tráfego, seguindo os seguintes intervalos:
Tabela 18. TF segundo o VMD.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
45
• FC: Fator de classe;
• TR: Tipo de tráfego, que é igual a 1,1 para os trechos que servem de itinerário
para ônibus ou onde existam prédios institucionais que atraem elevados fluxos
de tráfego (escolas, hospitais, centros comerciais, etc.), e 1,0 para os demais
casos
• MF: Fator de manutenção que obedece a equação abaixo:
MF =1 + índice de manutenção
10
• Índice de Manutenção: varia de 0 a 5, sendo 0 para pouco ou nenhum
investimento e 5 para custo elevado de manutenção, de acordo com a estratégia
de M&R adotada. A Tabela 20 apresenta essa relação.
As tabelas 21 e 22 apresentam as estratégias que devem ser realizadas e
variam de acordo com o ICP e o IR.
Tabela 19. FC segundo o tipo de via analisada
Tabela 20. Relação do índice de manutenção segundo a estratégia de M&R.
Tabela 21. Estratégias de M&R.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
46
A escala dos resultados de IP obtidos representa uma maior prioridade de intervenção
para os trechos de maior valor de IP calculado.
4.2.2 MÉTODO BASEADO NO HDM-III
O HDM é um modelo que simula uma série de alternativas e cenários considerando
diferentes condições físicas e econômicas das rodovias durante o período de análise.
Esse modelo tem por objetivo fazer estimativas de custo e avaliações econômicas de
diferentes opções de construção e manutenção, incluindo diferentes alternativas de
tempo de intervenção.
Devido as características do modelo HDM, a priorização baseada no mesmo, tem como
fundamento o conceito de análise de custo-benefício para o ciclo de vida do pavimento,
onde os benefícios são quantificados com base nos custos de viagem, principalmente no
custo operacional dos veículos, tempo de viagem reduzido, menor número de acidentes
e melhoras nos efeitos ambientais.
Como produto final, tem-se uma priorização que visa o planejamento a longo prazo e a
divisão uniforme dos recursos destinados às atividades de M&R em cada ano, atribuindo
um Índice de Prioridade (IP) para cada subtrecho homogêneo.
4.2.3 MODELO DO DNER
Esse modelo apresenta um índice de prioridades (IP), que relaciona o índice de estado
da superfície (IES) e o custo operacional dos veículos (IC).
Esses índices foram calculados pelo DNER de forma teórica, baseados em dados
estatísticos e modelos de previsões e são encontrados em função do Índice de
Gravidade Global (IGG), do Valor de Serventia Atual (VSA), do Quociente de
Irregularidade (IR) e do Volume Diário Médio de Tráfego (VDM), como pode ser
observado nas Tabelas 23 e 24, mostradas na página seguinte.
Tabela 22. Estratégias recomendadas segundo o ICP.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
47
O Índice de Priorização (IP), determinado em função do IES e IC, é calculado através da
seguinte equação:
IP =𝑝1 𝑥 𝐼𝐶 + 𝑝2 𝑥 𝐼𝐸𝑆
𝑝1 + 𝑝2
Onde:
• IP: índice de priorização;
• IC: índice de custo operacional;
• IES: índice de estado da superfície;
• 𝑝1 e 𝑝2 : pesos de ponderação para atribuir maior importância a um índice em
relação ao outro;
Tabela 23. Índice de estado da superfície (EIS). Segundo o valor de VSA (DNER, 1993).
Tabela 24. Índice de custo operacional segundo QI e VMD do trecho (DNER, 1993).
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
48
4.2.4 SOFTWARES EMPREGADOS
Apresentados os principais modelos utilizados no Brasil e no mundo, faz-se necessário a
escolha de um dos modelos de análise da priorização para ser empregado pelos
softwares atualmente empregados para priorizar e definir as atividades de M&R
Em função, do público alvo do projeto, que visa atender cidades de pequeno e médio
porte, e que essas cidades, têm por característica em comum, na grande maioria das
vezes, uma ausência de informações a respeito dos pavimentos, inexistência do histórico
do mesmo, falta de um plano de investimentos e um banco de dados a respeitos dos
custos de manutenção, baixos investimentos no SGP, que impossibilita a aquisição de
equipamentos de maior valor, assim não sendo possível o cálculo de determinados
parâmetros, a escolha pelo método tende para o que utiliza menos recursos na análise
dos pavimentos. Esta é uma visão desorganizada do problema, e fruto de uma falta de
interesse pela administração para realmente criar um banco de dados confiáveis, por
meio de coleta de informações do estado dos pavimentos.
Adiante são apresentados as ferramentas habituais empregadas para o análise da
priorização e seleção das atividades de M&R, não só no Brasil, mas também em outros
países.
4.2.4.1 MODELO DA RWA
O SGP desenvolvido pela Administração Rodoviária e Hidroviária da Finlândia (Roadway
and Waterway Administration, RWA), combina um modelo de otimização baseado no
Processo de Markov que direciona as questões de reabilitação dos pavimentos e
alocação de fundos em nível de rede a um modelo que analisa a prioridade e a
programação dos projetos individuais (THOMPSON et al., 1987).
Como a gerência em nível de rede e em nível de projeto, neste caso, estão inclusos em
um mesmo menu dentro da base do programa, é possível realizar uma troca de
informações entre a gerência destes dois níveis, sendo isto considerado uma vantagem
deste tipo de SGP.
Para o nível de rede foram elaboradas normas para organizar a seleção e programação
de grupos de projetos. Como o programa é baseado no Processo de Markov, ele analisa
os gastos resultantes das possíveis estratégias alternativas para cada grupo de
pavimentos, recomendando a que tiver o melhor custo/benefício, ou seja, que possa
minimizar os custos visando em longo prazo. Estes custos são considerados os custos
totais, somando os custos de manutenção, construção e operação dos veículos.
Uma consideração importante é que neste modelo deixa-se a parte econômica toda sob
responsabilidade da gerência em nível de rede, a gerência em nível de projeto considera
que apenas o conjunto de variáveis não-econômicas, que são consideradas nas
decisões da programação de alocação dos recursos, são relevantes.
Vale ressaltar que a análise em nível de projeto é desempenhada em nível distrital,
portanto a rede nacional é dividida em arquivos separados para cada distrito. Essa parte
do sistema fornece fácil acesso à base de dados de projetos e base de dados de
operações que podem ser utilizados para analisar determinados projetos e suas relações
com os demais (SHOJI, 2000). Esta medida é muito recomendada para países com uma
malha rodoviária extensa.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
49
4.2.4.2 SISTEMA PMS – III
O sistema PMS (Pavement Management System – 3th version) trata de um SGP para
aplicação apenas em nível de rede, sendo desenvolvido e implementado pelo
Departamento de Transportes de Ohio (Ohio Department of Transportation, ODOT), que
determina as estratégias de M&R e o orçamento anual necessário para cada seção
durante um período de 6 anos (MAJIDZADEH et al., 1990). O PMS considera apenas a
situação atual do pavimento e um utilizando um modelo de previsão determinístico
consegue fazer a previsão da condição futura da rede, além de suas necessidades e
orçamentos.
Dois critérios são adotados para selecionar a estratégia de M&R (SHOJI, 2000):
• A maximização dos benefícios produzidos pelos pavimentos a partir de um
determinado investimento anual; ou
• A minimização dos custos para manter a condição da rede acima de um determinado
nível mínimo.
4.2.4.3 SISTEMA NOS
O NOS (Network Optimization System) é um sistema de otimização em nível de rede que
tem sido utilizado pelo ADOT (Arizona Department of Transportation) desde 1980. Em
1996 foi implementado e denominado AZNOS. É uma ferramenta que auxilia a realização
de um planejamento financeiro efetivo para programas de preservação de pavimentos
através do uso de uma pequena quantidade de informações, considerando dados apenas
sobre a irregularidade longitudinal e as trincas (WANG et al., 1992).
O modelo original de NOS recomendava uma estratégia ótima de reabilitação a longo
prazo (estacionário) e outra estratégia ótima de reabilitação a curto prazo (antes de
atingir o estado estável) para pavimentos em qualquer condição (SHOJI, 2000). Um
modelo de programação linear era utilizado para minimizar o custo total de gerência,
justamente para manter a rede acima dos padrões mínimos, enquanto que as
probabilidades de transição das condições dos pavimentos eram definidas pelo Processo
de Markov.
Em 1992, o programa NOS foi revisado, passando a ser denominado de AZNOS e
considerando os dados dos últimos 13 anos, novas matrizes de probabilidades de
transição foram geradas. Além disso, foi necessário adicionar novas ressalvas em
relação às irregularidades longitudinais e às trincas.
Um processo mais rigoroso para selecionar as estratégias de M&R foi adotado, pois
durante o desenvolvimento do antigo NOS foi possível perceber que mesmo para
intervenções de menor grau era necessário muito tempo para selecionar as estratégias
mais adequadas (SHOJI, 2000). Os seguintes critérios passaram a ser obedecidos:
• A manutenção de rotina é praticável para todos os estados de condição;
• Todas as estratégias são praticáveis para os melhores estados de condição;
• Mais que uma ação deve ser praticável em cada estado de condição.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
50
4.2.4.4 SISTEMA HDM – 4
Como mencionado anteriormente, o HDM é o software mais conhecido e mais importante
para análise em nível de rede, e hoje está na versão HDM-4. Este programa é avançado
e tornou-se uma meta que a maioria dos órgãos rodoviários mais evoluídos busca
gradativamente atingir, conforme os seus recursos técnicos e as suas disponibilidades
financeiras.
Segundo o DNIT (2007), o programa HDM-4 foi idealizado para a análise econômica de
redes rodoviárias com restrição orçamentária, buscando atingir a maior extensão
possível, visando o maior retorno através do Valor Presente Líquido dos diversos
cenários estudados, dentro de um horizonte de projeto (por exemplo, 20 anos), podendo
analisar diversas alternativas de intervenção para cada célula, indicando a época para a
realização dos investimentos, tendo como objetivo final a melhor condição da rede no
final do horizonte de projeto.
Para utilizar o sistema HDM-4 para avaliar e selecionar a melhor estratégia são
necessários alguns dados de entrada: características e condições atuais dos pavimentos
(extensões, estrutura, volume de tráfego, defeitos, irregularidade, deflectometria,
geometria – largura de pista, largura de acostamentos, declividades médias, índice de
curvatura etc. – condições climáticas, de topografia, idade do pavimento, idade da última
restauração, dentre outros); dados do perfil do fluxo de tráfego que passa pelo local (tipo
de veículos, peso, custos de aquisição e de manutenção, custo do combustível); as
políticas de intervenção (tipo de manutenção ou restauração e custo) e os cenários de
investimento.
Segundo DNIT (2007), na operação do HDM são utilizados os seguintes conceitos:
• Taxa de Desconto: é a taxa de oportunidade de capital do setor público, isto é, a
taxa de retorno do investimento marginal. A taxa de desconto a ser usada para os
estudos de viabilidade do HDM será definida pela autoridade de planejamento
responsável pelo projeto e, normalmente, é utilizada para calcular o valor presente
líquido (VPL) dos custos e benefícios.
• Valor Presente Líquido (VPL): é o valor presente de pagamentos futuros,
descontados a uma taxa de juros adequada, menos os custos de investimento
• Custo Econômico: representa os custos reais, sem taxas, impostos e leis sociais.
• Custo Financeiro: representa os custos realmente desembolsados, incluindo as
taxas, impostos e leis sociais.
• Taxa Interna de Retorno (TIR): é a taxa de juros que zera o VPL.
O sistema avalia os dados e fornece como resposta os tipos de intervenção para cada
segmento, custo e época, dentro de um cenário de investimentos. A Figura 24 ilustra a
interação entre o SGP e o software HDM-4.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
51
Vale ressaltar que este programa é de uso obrigatório para obtenção de investimentos do
Banco Mundial.
4.3 ATIVIDADES DE M&R
Durante a avaliação do pavimento e levantamento dos defeitos devem ser listadas as
suas causas para que seja possível analisar e selecionar, segundo a classificação do
SHRP, uma série de recomendações de atividades de M&R para evitar que esses
defeitos voltem a surgir no pavimento. O objetivo é evitar a aparição dos defeitos desde o
primeiro momento conhecendo a natureza dos mesmos.
Em seguida são apresentadas as tabelas com as possíveis causas e as atividades de
M&R propostas para cada defeito.
TRINCAS DE FADIGA
Figura 25. Interação entre SGP e o HDM-4 (DNIT 2012).
CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADE DE M&R
Problemas estruturais (espessuras inadequadas);
Enfraquecimento estrutural durante o período de chuvas
Manutenção: remendos (reparo permanente, no caso de problemas localizados) ou
tratamento superficial e lama asfáltica (reparos temporários)
Reabilitação: recapeamento (reforço estrutural, no caso de áreas extensas)
Reconstrução: novos materiais ou recicladosObservações: geralmente associadas à
saturação do subleito, sub-base ou base, as trincas por fadiga podem exigir a remoção do material saturado e a instalação de drenagem
Tabela 25. Trincas de fadiga.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
52
TRINCAS EM BLOCOS
TRINCAS NOS BORDOS
TRINCAS LONGITUDINAIS
CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADE DE M&R
Contração de origem térmica (revestimento formado por misturas asfálticas com agregados
finos e alto teor de asfalto com baixa penetração) ou de variação do teor de
umidade (camadas inferiores), ou ainda em razão do envelhecimento (perda de
elasticidade do revestimento causada por oxidação em virtude do tempo de mistura
muito longo, temperatura de mistura elevada ou período de armazenamento muito longo);Contração de bases tratadas com cimento ou
com utilização de solos tropicais
Manutenção: aplicação de selante (emulsão asfáltica seguida por tratamento superficial,
lama asfáltica ou recapeamento delgado)Reabilitação: reciclagem ou recapeamento (nos
estágios avançados)
Tabela 26. Trincas em blocos.
CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADE DE M&R
Compactação deficienteDrenagem deficiente
Selagem para evitar entrada e água e consequente enfraquecimento estrutural
Tabela 27. Trincas nos bordos.
CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADE DE M&R
Má execução de juntas longitudinais de separação entre duas faixas de tráfego (menor
densidade e menor resistência à tração)Contração do revestimento
Manutenção: trincas com abertura menor que 3 mm não precisam ser preenchidas; trincas com aberturas entre 3 e 20 mm devem ser
limpas e receber aplicação de selante (asfalto modificado com borracha ou elastômeros) e
lançamento de areia sobre o selanteReabilitação: trincas com abertura maior que
20 mm devem ser reparadas com remendo ou, no caso de estar previsto um recapeamento,
devem ser preenchidas com concreto asfáltica de granulometria fina
Tabela 28. Trincas longitudinais.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
53
TRINCAS POR REFLEXÃO
TRINCAS TRANSVERSAIS
REMENDOS
CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADE DE M&R
Movimentação de placas rígidas subjacentes (pavimento rígido, bases tratadas com cimento ou cal, bases de solos arenosos finos lateríticos)
Manutenção: remendos e tratamento superficial ou lama asfáltica (reparos temporários) Reabilitação:
recapeamento (reforço estrutural: têm sido utilizadas geomembranas entre o pavimento antigo e o reforço para absorção do movimento horizontal das camadas
inferiores; outra técnica consiste na reciclagem das porções mais superficiais do pavimento antigo, de modo
a eliminar o padrão das trincas e, dessa forma, ao menos retardar o aparecimento das trincas por reflexão)Observações: trincas com aberturas menores que 3 mm
não precisam ser preenchidas; trincas com aberturas entre 3 e 20 mm devem ser limpas e receber aplicação
de selante (asfalto modificado com borracha ou elastômeros) e lançamento de areia seca sobre o
selante; trincas com abertura maior que 20 mm devem ser reparadas com remendo ou, no caso de estar
previsto um recapeamento, devem ser preenchidas com concreto asfáltico de granulometria fina
Tabela 29. Trincas por reflexão.
CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADE DE M&R
Contração térmica do revestimento e hidráulica das outras camadas
Selante para evitar entrada de água e consequente enfraquecimento estrutural
Tabela 30. Trincas transversais.
CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADE DE M&R
Observações: o simples preenchimento de panelas é chamado de “tapa-buraco”
Tabela 31. Remendos.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
54
PANELAS
DEFORMAÇÃO PERMANENTE
CORRUGAÇÃO
CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADE DE M&R
Falha estrutural (revestimento com pequena espessura ou baixa capacidade de suporte das
camadas inferiores);Segregação da mistura (falta de ligante
asfáltico em pontos localizados); Problema construtivo (drenagem inadequada).
Manutenção: remendos (reparo permanente); Reabilitação: recapeamento (reforço estrutural) após a execução dos remendos; Observações: as atividades de M&R devem, sempre, ser precedidas de instalação de drenagem
Tabela 32. Panelas.
CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADE DE M&R
Dimensionamento inadequado (espessuras insuficientes);
Dosagem da mistura (falta de estabilidade, que resulta em deformação plástica em razão de
elevado teor de ligante, excesso de material de preenchimento e uso de agregados
arredondados);Compactação inadequada e posterior consolidação pelas cargas de tráfego;
Cisalhamento (fluência plástica) causada por enfraquecimento em razão de infiltração de
água
Reabilitação: reciclagem, recapeamento delgado (nas fases iniciais, precedido pelo
preenchimento das depressões com concreto asfáltico) ou recapeamento espesso (reforço
estrutural);Reconstrução: novos materiais ou reciclados
Tabela 33. Deformações permanentes.
CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADE DE M&R
Falha estrutural;Dosagem da mistura (falta de estabilidade, em
razão de excesso de asfalto, ligante asfáltico pouco viscoso, excesso de agregados finos,
agregados arredondados);Problema construtivo (fraca ligação entre base
e revestimento)
Manutenção: remendos;Reabilitação: reciclagem (fresagem dos
revestimentos com espessura superior a 5 cm, seguida de aplicação de capa selante ou
concreto asfáltico); recapeamento delgado (sobre superfície regularizada: escarificação e mistura com material da base e compactação
antes do lançamento da nova camada de revestimento) ou recapeamento espesso
(reforço estrutural);Reconstrução: novos materiais ou reciclados
Tabela 34. Corrugação.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
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EXSUDAÇÃO
AGREGADOS POLIDOS
DESGASTE
CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADE DE M&R
Excesso de ligante betuminoso;Baixo índice de vazios da mistura asfáltica;Compactação pelo tráfego (má dosagem)
Manutenção: tratamento superficial (reparo temporário) ou aplicação de areia quente, que deve ser imediatamente compactada e varrida
após o resfriamento;Reabilitação: reciclagem
Tabela 35. Exsudação.
CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADE DE M&R
Ação abrasiva do tráfego, que elimina as asperezas e angularidades das partículas;
Seleção dos materiais (agregados com pequena resistividade à abrasão, como por exemplo,
agregados de rochas calcárias)
Manutenção: tratamento superficial ou lama asfáltica;
Reabilitação: reciclagem ou recapeamento delgado;
Reconstrução: novos materiais ou reciclados
Tabela 36. Agregados polidos.
CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADE DE M&R
Dosagem da mistura (falta de ligante);Problema construtivo (superaquecimento da mistura; falta de compactação, que resulta em envelhecimento precoce;
agregados sujos, úmidos ou com pequena resistência à abrasão; segregação: com a ausência de agregados miúdos,
há apenas poucos pontos de ligação entre partículas da matriz de agregados graúdos, facilitando a oxidação);Perda de adesividade ligante-agregados por ação de
produtos químicos, água ou abrasão;Abertura ao tráfego antes de o ligante aderir ao agregado;
Execução sob condições meteorológicas desfavoráveis
Manutenção: capa selante (reparo temporário), tratamento
superficial ou lama asfáltica;Reabilitação: reciclagem ou
recapeamento delgado
Tabela 37. Desgaste.
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56
DESNÍVEL ENTRE PISATA E ACOSTAMENTO
BOMBEAMENTO
4.4 ÁRVORES DE DECISÃO
Na tomada de decisões em relação à quais atividades de manutenção, reabilitação e
reconstrução (MR&R), são as mais apropriadas para fazer, existem uma série de
métodos de avaliação para definição de estratégias de atuação, dos quais alguns deles
são os apresentados em seguida:
• Método da Matriz – correlaciona um defeito específico com uma estratégia
apropriada de MR&R;
• Árvore de Decisão – são estudadas variáveis importantes para auxiliar na seleção
de estratégias MR&R;
• Método do Custo do Ciclo de Vida – seleciona estratégias de MR&R baseado nos
custos do ciclo de vida de uma combinação de estratégia requerida em um período
de análise (construção, manutenção, reabilitação etc.);
• Método de Otimização – relaciona a maximização dos benefícios aos usuários, a
maximização do padrão de desempenho da rede e a minimização dos custos
presentes totais.
No método da Matriz não é considerado o nível de severidade dos defeito, nem o volume
de tráfego. Isto faz que não realize uma valoração realista das solicitações às quais está
submetido o pavimento.
CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADE DE M&R
Erosão do acostamento;Consolidação do acostamento
Recomposição do acostamento
Tabela 38. Desnível entre pista e acostamento.
CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADE DE M&R
Existência de água nos vazios do revestimento;Pressão exercida pelas cargas do tráfego
Drenagem
Tabela 39. Bombeamento.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
57
Os métodos do custo do ciclo de vida e o método de otimização são modelos mais
sofisticados que necessitam de uma gama maior de informações e maiores
investimentos. Isso faz com que do ponto de vista realista fiquem distantes do presente
estudo de proposta de SGP e por esse motivo será adotado o processo de priorização
das atividades de M&R empregando as arvores de decisão, que serão apresentadas em
mais adiante. Ainda que este projeto seja um tanto superficial, a utilização deste modelo
de decisão é amplamente empregado nos análises de manutenção no Brasil, já que é
uma ferramenta simplificada, de fácil utilização e que fornece uma resposta suficiente às
necessidades de atuação.
FERNANDES JR. e PANTIGOSO (1998) propõem “árvores de decisão” para a seleção
de atividades de manutenção e reabilitação de pavimentos, que leva em consideração
fatores como os tipos de defeitos (nível de severidade e extensão) e o volume de tráfego
(quando este influencia a ocorrência do defeito), sendo adotadas as seguintes atividades
de manutenção e reabilitação:
• Não fazer nada;
• Capa selante;
• Lama asfáltica;
• Tratamento superficial;
• Selagem de trincas;
• Preenchimento de buracos;
• Remendo;
• Regularização;
• Drenagem;
• Reciclagem;
• Recapeamento;
• Reconstrução;
• Recomposição do acostamento;
• Aplicação de areia quente.
Os critérios para definição dos níveis de severidade, extensão e tráfego são indicados
nas tabelas apresentadas em seguida.
Tabela 40. Classificação da severidade do defeito (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
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58
Depois de apresentados os parâmetros de severidade, extensão e tráfego seguem os
arvores de decisão com as atividades de M&R propostas para cada defeito.
TRINCAS POR FADIGA DO REVESTIMENTO
Tabela 41. Classificação da extensão do defeito (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Tabela 42. Classificação do tráfego (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 26. Árvore de decisão para trincas por fadiga do revestimento (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
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TRINCAS EM BLOCOS
TRINCAS LATERAIS
TRINCAS LONGITUDINAIS
Figura 27. Árvore de decisão para trincas em blocos (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 28. Árvore de decisão para trincas laterais (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 29. Árvore de decisão para trincas longitudinais (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
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TRINCAS POR REFLEXÃO
TRINCAS TRANSVERSAIS
REMENDOS
Figura 30. Árvore de decisão para trincas por reflexão (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 31. Árvore de decisão para trincas transversais (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 32. Árvore de decisão para remendos (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
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PANELAS
DEFORMAÇÕES PERMANENTES NAS TRILHAS DA RODA
CORRUGAÇÃO
Figura 33. Árvore de decisão para panelas (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 34. Árvore de decisão para deformações permanentes nas trilhas da roda (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 35. Árvore de decisão para corrugação (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
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EXSUDAÇÃO
AGREGADOS POLIDOS
DESNIVEL ENTRE PISTA E ACOSTAMENTO
Recomposição do acostamento com material não erodível e boa capacidade de
suporte.
BOMBEAMENTO
Drenagem e capa selante, tratamento superficial ou recapeamento.
Figura 36. Árvore de decisão para exsudação (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 37. Árvore de decisão para agregados polidos (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
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63
DESGASTE
Essas árvores de decisões sugerem a melhor atividade para cada defeito de acordo com
suas características segundo a classificação que apresenta o SHRP, fato este que, na
prática, pode ser uma limitação, já que é muito comum a existência de trechos com mais
de um defeito, e que talvez a melhor estratégia não seja a execução das atividades
indicadas pela árvore, mas sim uma atividade de reabilitação, como recapeamento, ou
até mesmo de reconstrução. Neste tipo de situações a experiencia e a visão dos
avaliadores e do projetista deve ser levado em conta para selecionar a melhor opção.
Nesse sentido, o ASPHALT INSTITUTE (1981) sugere estratégias de manutenção e
reabilitação com base no ICP, definido no item 3.5.2, como pode ser observado na Figura
39.
Essa estratégia foi proposta em 1981, e apesar de ser uma boa base, possui uma
pequena gama de opções, que são limitadas nos intervalos de valor do ICP muito amplo.
Com o desenvolvimento de novas técnicas, surgiram mais opções de atividades, com
base nisso, por exemplo BECKER (2012), sugere uma estratégia semelhante, com base
no ICP, mas com uma maior variedade de atividades, distribuídas em uma menor
amplitude de intervalo nos valores do ICP, fornecendo assim, uma estratégia mais
precisa.
Figura 38. Árvore de decisão para desgaste (Fernandes Jr. e Pantigoso 1998).
Figura 39. Estratégia de manutenção e reabilitação mais indicada com base no valor do ICP (ASPHALT INSTITUTE, 1989).
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
64
Vale ressaltar que as intervenções sugeridas podem ser alteradas por outras de acordo
com as características da malha viária em análise. Não existe “receita de bolo” de
intervenções. As espessuras de fresagem e das camadas usadas na reconstrução
devem ser dimensionadas de acordo com as solicitações calculadas para o trecho
segundo as características do tráfego, assim como das características climatológicas da
região onde se faça o estudo.
5. CASO DE ESTUDO
O objetivo deste projeto é a proposta de implementação de um SGP para a Ilha de
Fundão, baseado na análise e no levantamento dos dados do situação dos pavimentos
das vias deste complexo, ao fim de melhorar as condições de condução, segurança e
propor uma maneira de gerência, que possa ser empregada no futuro pela Prefeitura
Universitária em parceria com a Prefeitura do Rio de Janeiro.
Tabela 43. Estratégias com base nos valores do ICP (Tavakoli, 1992).
Tabela 44. Estratégia e intervenções (Becker, 2012).
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
65
Dentro desse SGP, como resultado deste projeto serão apresentadas quais as atividades
de M&R que devem ser feitas baseado no modelo de priorização pelo emprego das
árvores de decisão.
O levantamento de dados para a avaliação do pavimento foi realizado pelos alunos da
disciplina Sistemas de Transportes 3 e apresentado no Projeto de Graduação da aluna
Júlia Furtado Guerini (GUERINI, 2017). Baseado nos resultados dessa coleta de dados
foram definidas atividades e processos de execução de M&R e proposto um plano de
investimentos plurianual.
5.1 LOCALIZAÇÃO
Alguns dados importantes sobre a Ilha de Fundão são sua extensão de
aproximadamente 524 ha albergando o maior campus da UFRJ, além de sedes de
numerosas empresas. No ano 2010 se fez a estimativa de 90 mil pessoas diárias
passando pela ilha.
Na Figura 40 se apresenta a localização da Ilha de Fundão em relação ao rio de Janeiro,
destacando as principais vias de acesso no complexo da cidade universitária e de
oficinas.
A extensão da pesquisa tenta ser o mais extensa possível para atingir níveis
representativos de definição do estado da rede. Na Figura 41 tem-se a vista aérea da Ilha
de Fundão, onde é possível olhar a distribuição da malha viária dentro da ilha.
Figura 40. Localização da Ilha de Fundão em relação à cidade do Rio de Janeiro.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
66
5.2 LEVANTAMENTO DOS DADOS
O levantamento de dados sobre as condições do pavimento foi realizado durante o mês
de dezembro de 2016, do dia 12 ao dia 16. Foi feita uma palestra para os alunos, para
dar as diretrizes de como seria essa avaliação. As vias foram divididas em 85 seções,
cada uma com 200m, totalizando 17 quilômetros de vias levantados. Não foi levantada
100% das vias, mas a maioria e as principais. As ruas/avenidas onde foram feitas as
avaliações foram: Av. Horácio de Macedo, Av. Athos da Silveira Ramos, R. Lobo
Carneiro, Rua Milton Santos, Rua Maria Paulina de Souza, Av. Pedro Calmon, Av. Carlos
Chagas Filho, Largo Wanda de Oliveira, Rua Maria Dolores Lins de Almeida e Rua
Professor Rodolpho Paulo Rocco. As figuras 42 e 43 apresentam a divisão das seções
(GUERINI, 2017).
Figura 41. Vista aérea da ilha de fundão.
Figura 42. Divisões das seções para levantamento de dados.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
67
No levantamento dos defeitos foram usadas dois tipos de planilhas: uma de quantificação
dos defeitos e outra de localização de defeitos (disponíveis no Anexo I). Para cada pista
da via foi usada uma tabela, por exemplo, a Avenida Horácio de Macedo tem três pistas,
logo para avaliá-la foram utilizadas 3 planilhas de locação e 3 planilhas de quantificação
dos defeitos.
A planilha de quantificação foi estaqueada de 20 em 20 m. Os avaliadores anotavam qual
defeito estava presente, assim como sua extensão e severidade. Já a planilha de locação
foi dividida de cinco em cinco metros, no qual os avaliadores assinalavam em qual
desses trechos o defeito se encontrava. No final de cada avaliação de trecho, os
avaliadores davam uma nota subjetiva, de 0 a 5, para o nível de serviço do pavimento. A
Tabela 45 mostra todas as notas dos avaliadores para as 85 seções.
O levantamento foi feito por caminhamento ou dentro de veículos a baixas velocidades,
onde os avaliadores observavam os defeitos, anotavam na planilha e registravam fotos
dos defeitos, algumas usadas na descrição dos defeitos no item 3.3.
Para a determinação do VDM (Volume Diário Médio) das vias foi realizada uma pesquisa
do tráfego nos dias 28, 29 e 30 de junho, em que foram selecionados 11 postos de
contagem distribuídos pela Ilha do Fundão, a fim de contabilizar todo o tráfego que entra
e sai do Fundão, como também o fluxo na Av. Horácio de Macedo, principal via da
Cidade Universitária e também a via de estudo neste trabalho. Os horários de contagem
foram de 7:15 às 9:15 e de 16:15 às 18:15, por se tratar dos horários com maior fluxo de
veículos nas vias em questão. A localização dos postos é mostrada na Figura 44 e na
Tabela 46.
Após a coleta de dados foram compilados em uma planilha, onde foi possível obter o
maior Volume de Hora-Pico (VHC) para cada trecho estudado. Foram usadas algumas
ponderações nesse cálculo, pois, apesar de menor em volume, caminhões e ônibus
demandam muito mais do pavimento do que do carro. Isso se faz necessário porque as
vezes o transito de alguns poucos caminhões no local faz mais estrago do que de
dezenas de carro. Um exemplo disso no Fundão é o final da Avenida Carlos Chagas
Filho onde está instalado o canteiro de obras do BRT. Apesar de não trafegarem muitos
carros, a avenida estava com uma péssima condição devido ao trafego de caminhões
enquanto a obra era ativa.
Figura 43. Divisões das seções para levantamento de dados (continuação).
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
68
A expressão para cálculo do Volume Diário Médio (VDM) de carros é a seguinte:
𝑉𝐷𝑀 =𝑉𝐻𝐶
𝐾
Tabela 45. Notas subjetivas da superfície de rolamento das seções avaliadas.
Figura 44. Distribuição dos pontos de contagem de tráfego ao longo da região de estudo.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
69
De acordo com estudo realizado no ano de 2013, fornecido como premissa para esse
trabalho, o coeficiente k é de 0,105 para este período do ano. A tabela 17 resume os
valores de VHD e VDM achados:
5.3 DETERMINAÇÃO DO ICP
Como foi apresentado no item 3.5.2, o ICP pode ser determinado através de cálculos a
partir de dados detalhados sobre o nível de severidade e extensão dos defeitos
apresentados pelo pavimento ou através de avaliações subjetivas feitas por painéis de
avaliadores. A condição do pavimento pode ser quantificada, por exemplo, pelo Índice de
Condição do Pavimento (ICP), o qual varia de 0 a 100, sendo 100 uma condição perfeita
e 0 uma condição horrível. Para cálculo do ICP pode-se usar a equação abaixo:
Tabela 46. Descrição da distribuição de postos de contagem na região de estudo.
Tabela 47. Valor do VMD em cada posto de contagem projetado no estudo.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
70
Na qual são tidos em consideração tanto a extensão do defeito como o severidade do
mesmo.
• Dij: extensão do defeito i com o nível de severidade j;
• Fij : fator de ponderação do defeito i com o nível de severidade j;
A Figura 45 apresenta uma planilha usada para calcular o ICP dos 15 defeitos presentes
no Programa de Pesquisa SHRP que foram definidos no item 3.5.1. Ela serviu se
exemplo para a criação da planilha usada nesse estudo de caso, que se encontra no
Anexo A.
5.4 DETERMINAÇÃO DO IP
O fator de ponderação foi usado para nível de severidade baixa, 14/3, para média de
28/3 e para alta fator 14. Assim uma panela de 1m² de nível de severidade média, fica
com 200/3 na contagem para a soma dos defeitos. Essa ponderação foi elaborada com
base no estado já conhecido dos pavimentos e através de fotos, a fim de se obter um ICP
que condiz com a realidade (GUERINI, 2017).
Para o cálculo de IP foram feitas algumas adaptações quanto ao Modelo de Tavakoli e q
equação utilizada foi a seguinte:
𝐼𝑃 = 𝐼𝐶𝑃. 𝑇𝐹. 𝐹𝐶. 𝑇𝑅.𝑀𝐹
Figura 45. Planilha de avaliação do pavimento segundo o método SHRP (ASPHALT INSTITUTE, 1981).
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
71
O TF (Fator Trafego) foi estipulado de acordo com o VDM, variando de 10 a 100, sendo
10 para as vias mais importantes (maior VDM) e 100 para as menos (menor VDM) .
• Av. Horácio de Macedo = 10
• Av. Athos da Silveira Ramos= 100
• R. Lobo Carneiro= 30
• Rua Milton Santos= 30
• Rua Maria Paulina de Souza= 44
• Av. Pedro Calmon = 40
• Av. Carlos Chagas Filho =35
• Largo Wanda de Oliveira= 100
• Rua Maria Dolores Lins de Almeida= 10
• Rua Professor Rodolpho Paulo Rocco = 41
5.5 CLASSIFICAÇÃO DO IP E DAS ATIVIDADES DE M&R
Nas paginas 72 até 79 são apresentadas em tabelas (48 a 55) as atividades de M&R
selecionadas para cada seção segundo o ICP, assim como o IP correspondente a cada
seção e a estratégia de manutenção a realizar segundo Tavakoli e Becker, apresentadas
nas tabelas 43 e 44 no item 4.4.
5.6 DETALHAMENTO DAS ATIVIDADES DE M&R
A definição da estratégia a empregar foi realizada de acordo com nível de severidade e
extensão dos defeitos, assim como do tráfego solicitante no pavimento. Em seguida são
apresentadas as principais atividades de M&R recomendadas para que a rede de
pavimentos estudada possa atingir novamente níveis adequados de operacionalidade,
segurança e de qualidade da estrutura.
Foi feita a análise e a escolha das atividades possíveis, segundo a frequência de
realização delas em relação às necessidades de atuação que o método do IP tem
definidas.
Estas são as atividades de M&R propostas:
Nenhuma intervenção
Rotineiras Periódicas Pontuais
RemendosCapa selantes
Reconstrução
Lama Asfáltica
Selagem de trincas
Microrrevestimentoestrutural
Camada porosa
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5.6.1 REMENDOS
O remendo é o método de reparo mais utilizado na manutenção de rodovias e ruas,
porque muitos pavimentos apresentam buracos, resultado da ação combinada de
umidade e tráfego ou em virtude da abertura de trincheiras para construção e execução
de reparos das redes de infraestrutura (água, gás, esgoto, telefone, energia elétrica etc.).
Outro fator que contribui para o aparecimento de buracos é a falta de manutenção
preventiva e corretiva de outros tipos de defeitos, como as trincas. Os buracos ou
panelas devem ser imediatamente reparados, pois comprometem a segurança e o
conforto e aumentam os custos operacionais. Além disso, permitem a entrada de água,
que enfraquece a estrutura e acelera a deterioração. Em qualquer operação de remendo
dos buracos, os elementos principais são: os materiais e os procedimentos de reparo.
Quanto ao tipo de material podem ser usadas misturas usinadas a quente (concreto
asfáltico), no caso de reparos permanentes, ou pré-misturados a frio (PMF), no caso de
reparos emergenciais (geralmente executados sob condições climáticas desfavoráveis).
O procedimento recomendado para a execução de remendo permanente consiste em:
• Remoção de água e sujeira e instalação de drenagem, se a presença de água for a
causa do defeito;
• Corte da área retangular a ser remendada, 20 a 30 cm além das extremidades do
buraco e até atingir uma profundidade com material consistente;
• Aplicação de pintura de ligação nas faces verticais da escavação;
• Aplicação de imprimação asfáltica no fundo, caso o material seja granular;
• Lançamento da mistura asfáltica (para evitar segregação, deve-se lançar a mistura
asfáltica contra as paredes verticais dos cortes e esparramar da extremidade para o
centro);
• Compactação com equipamento adequado, menor do que a área do remendo (rolo
compactador pequeno ou placa vibratória). Quando a profundidade fora superior a
15 cm, a compactação deve ser realizada em camadas, devendo resultar numa
superfície perfeitamente nivelada com o pavimento adjacente.
O custo dos remendos normalmente é associado apenas ao custo dos materiais, embora
o custo total dependa de outros fatores (mão-de-obra e equipamentos). Devem ser
considerados, também, os atrasos associados à interrupção do tráfego para a execução
de remendo e o custo de operação dos veículos (função da condição do pavimento).
Alternativas com maior custo de construção, mas que proporcionam uma aplicação mais
rápida e maior durabilidade, podem ser vantajosas a médio e longo prazo em razão da
diminuição do custo de mão-de-obra e equipamentos, redução da necessidade de novos
remendos num mesmo local e manutenção do pavimento em boas condições por um
período de tempo maior.
EVANS et al. (1993) relata os resultados de um trabalho desenvolvido pelo Corpo de
Engenheiros do Exército dos Estados Unidos, em 1981, em que os procedimentos para
execução de remendos permanentes apresentaram um custo da ordem de três vezes
menor que o custo do simples “tapa-buraco”.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
81
Portanto, para a execução dos remendos, a principal atividade realizada pelos
organismos rodoviários e prefeituras municipais consiste na adoção de procedimentos de
reparos permanentes ou, eventualmente, no lançamento de mistura asfáltica sobre uma
superfície limpa e seca, seguido de compactação pelo próprio caminhão que transporta o
material.
A prática do simples lançamento de mistura asfáltica, sem cuidados prévios (limpeza e
drenagem) ou posteriores (compactação), não deveria constar do elenco de atividades
de manutenção e reabilitação de pavimentos.
5.6.2 SELAGEM DE TRINCAS
A selagem de trincas consiste no preenchimento de trincas e fissuras do revestimento
com materiais asfálticos, como cimentos asfálticos (CAP), asfaltos diluídos (ADP),
emulsões (EA) ou selantes especiais, para impedir a penetração de água nas camadas
inferiores.
O trincamento é um defeito comum nos pavimentos flexíveis e decorrente de diversas
causas e podem se apresentar de diferentes formas (transversais, longitudinais, nos
bordos, por reflexão ou por fadiga). Neste tópico são enfocadas apenas as trincas
recuperáveis com simples serviços de reparação. A selagem de trincas em pavimentos
flexíveis é uma atividade de conservação rotineira. Antes da sua execução devem ser
realizadas as seguintes atividades:
• Remoção de materiais como o pó, ou pequenas partículas de agregado, e a
prevenção contra futuras filtrações;
• Redução da infiltração de água ou eliminação das aberturas das trincas. A
infiltração da água além de causar os defeitos relacionados com a umidade
também acelera os defeitos relacionados ao carregamento.
5.6.3 CAPAS SELANTES
A capa selante consiste da aplicação apenas de ligante asfáltico ou de ligante com
agregados miúdos, sobre a superfície do pavimento, com a finalidade de rejuvenescer o
revestimento asfáltico, restabelecer o coeficiente de atrito pneu-pavimento, selar trincas
com pequena abertura, impedir a entrada de água na estrutura do pavimento e retardar o
desgaste causado por intemperismo.
Os tipos mais comuns de capas selantes são:
• Selo Asfáltico Impermeabilizante (“Fog Seal”): aplicação de emulsão asfáltica de
cura lenta, diluída em água e sem agregado mineral, usada para rejuvenescer
revestimentos asfálticos oxidados (coloração cinza claro no lugar da coloração preta
ou cinza escuro, exceto quando são utilizados agregados de rochas basálticas) e
para selar trincas com pequena abertura (severidade baixa). Normalmente, aplica-se
uma taxa de 0,45 a 0,70 l/m2 de material diluído (50% de água). Essa alternativa é
viável para vias que podem ser fechadas ao tráfego durante o período necessário
para a ruptura da emulsão e desenvolvimento de atrito suficiente entre pneu e
pavimento (4 a 6 horas). Apresenta baixo custo e é capaz de retardar a necessidade
de tratamento superficial em um ou dois anos;
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
82
• Tratamentos Superficiais (“Chip Seals”): camadas formadas por aplicações de
ligante e agregados, em que a dimensão máxima do agregado de cada camada
sucessiva é, geralmente, a metade da dimensão máxima do agregado da camada
subjacente. A espessura total é, aproximadamente, o diâmetro máximo das
partículas da primeira camada. Normalmente, aplica-se o ligante (cimento asfáltico
ou emulsões) e, em seguida, lança-se o agregado, que deve ser compactado
imediatamente. Um tratamento superficial múltiplo contribui para a resistência do
pavimento (impermeabiliza e resiste à abrasão superficial causada pelo tráfego).
Entretanto, não se considera esse acréscimo em termos de aumento do número
estrutural;
• Lama Selante de Emulsão Asfáltica ou Lama Asfáltica (“Slurry Seal”): mistura
homogênea de emulsão asfáltica de ruptura lenta, agregados miúdos bem
graduados (passando totalmente na peneira de 4,75 mm e com 5 a 15% passando
na peneira de 0,075 mm) e material de preenchimento mineral (“fíler”, de preferência
cimento Portland ou cal, passando 100% na peneira de 2,0 mm e de 65 a 100% na
peneira de 0,075 mm), com adição de água para produzir a consistência fluida (de
lama). A mistura é feita, geralmente, em equipamentos especiais (caminhão com
silos para os materiais e um misturador), que aplicam um material com espessura
entre 1,5 e 3,0 mm (existem três graduações de lama asfáltica, utilizadas para
diferentes propósitos: preenchimento de trincas, selagem de revestimento com
textura média e duas aplicações sobre revestimento muito áspero).
5.6.4 RECUPERAÇÃO SUPERFICIAL
Tratam-se do conjunto das operações destinadas a corrigir falhas superficiais, tais como
fissuração, desagregação, polimento das asperezas (rugosidade), desgaste (perda de
agregados) exsudação e, eventualmente, também pequenas deficiências da geometria
transversal (trilha da roda) do pavimento.
Em geral trata-se de recapeamentos com espessuras pequenas (da ordem de no máximo
2,5 cm), não apresentando aumento na capacidade estrutural.
Além das tarefas para recuperar a capa de rolamento, habitualmente é necessário as
tarefas posteriores de reforço estrutural. Elas estão destinadas principalmente, a
aumentar a capacidade estrutural do pavimento. Este objetivo é alcançado normalmente
pela sobreposição de uma ou mais camadas.
5.6.5 RECONSTRUÇÃO
Necessária quando o pavimento não é reabilitado a tempo e começa a deteriorar-se
rapidamente. Muito frequentemente a causa dos defeitos é a drenagem inadequada, com
a reconstrução representando a única opção para a melhoria do sistema de drenagem.
No passado, a reconstrução consistia apenas na utilização de novos materiais, mas,
recentemente, tem sido muito utilizada a reciclagem. Neste caso, a reciclagem (tanto a
quente, para volume de tráfego pesado, como a frio, para volume de tráfego leve)
consiste na utilização da mistura antiga (ligante e agregados) combinada com ligantes
novos e agentes recicladores para produzir uma base asfáltica, que deve ser revestida
por concreto asfáltico ou tratamento superficial duplo.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
83
5.6.6 LAMA ASFÁTICA
A lama asfáltica é a mistura asfáltica resultante da associação, em consistência fluida, de
agregados ou mistura de agregados miúdos, material de enchimento (“filler”), água e
emulsão asfáltica.
A consistência da lama asfáltica e a graduação dos agregados empregados permitem
que a mistura seja aplicada em espessuras delgadas. O serviço tem especial aplicação
no rejuvenescimento de revestimentos porosos e/ou fissurados.
5.6.7 CAMADA POROSA DE ATRITO
Uma camada porosa de atrito consiste em uma mistura asfáltica a quente que é
caraterizada por um grande percentual de agregados de mesmo tamanho, o que garante
um elevado teor de vazios na mistura. Sua principal vantagem é prover uma superfície
mais aderente, que minimiza a hidroplanagem.
Embora o emprego desta técnica conduza a excelentes resultados sob o ponto de vista
de aderência e da redução da película de água superficial, normalmente quando
projetada a partir de ligantes convencionais, estas camadas apresentam envelhecimento
e deterioração por abrasão, maior do que as misturas densas. Por isso, recomenda-se
utilizar ligante asfáltico modificado por borracha ou polímero.
5.7 AVALIAÇÃO ECONÔMICA
5.7.1 ALCANCE DO ESTUDO
A avaliação econômica apresentada em seguida tem como objetivo propor um sistema
de gerencia das seções nas quais tem sido analisados os defeitos existentes.
É por isso que esta avaliação econômica não é possível extrapolar para o resto das
estradas da ilha de fundão pela falta de dados nas mesmas. As dimensões dos defeitos
analisados para cada uma das seções de estudo, tem sido ampliados para ter a pior
situação de custo possível.
Além disso, na avaliação se tem considerado um período de tempo de 10 anos para sua
realização ao fim de apresentar as estratégias de investimento nas atividades rotineiras,
periódicas e pontuais para a manutenção.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
84
5.7.2 COMPOSIÇÃO DOS CUSTOS
Para fazer a análise dos investimentos foram utilizados os preços públicos
disponibilizados no site da Prefeitura do Rio de Janeiro, publicada no Catálogo de Itens
Sco-Rio.
A seleção das medidas adotadas para corrigir os defeitos dentre todos os possíveis, foi
feita segundo a decisão do aluno.
Em seguida são apresentados os preços públicos dos itens requeridos para o plano de
manutenção e reabilitação dos pavimentos. Na Tabela 56 é apresentado o resumo dos
custos para as atividades propostas: nenhuma atuação, microrrevestimentos, tapa
buracos, remendos grandes, fresagem e recobrimento da superfície e remoção e
reconstrução de toda a capa de pavimento.
Nas seguintes páginas se apresentam os preços detalhados das atividades propostas.
Nelas se mostra a composição dos custos segundo as atividades complementares que
estas tem associadas. Além disso, é possível ver o rendimento dos agente implicados
nas diferentes atividades selecionadas.
Na Tabela 66 tem sido feitas as medições para os defeitos apresentados depois do
levantamento de dados no campo. Estes valores são a base para o calculo do custo das
atuações no período de tempo de 10 do ponto próximo.
CLASSE INTERVENÇÃO CÓDIGO UNIDADE PREÇO UNITARIO (R$)
1A
B
Micro-revestimento asfáltico a frio BP 09.05.0600 (A) m2 6,49
A
Revest de concreto asfáltico BP 10.05.0700 (A) m2 30,93
C
Revestimento concreto bitum usinado quente BP 10.05.0659 (/) m2 29,02
D Fresagem e recumbirmento da superf
Fresagem BP 14.05.0051 (/) m3 78,23
Revestimento em concreto asfaltico usinado a quente BP 09.05.0715 (/) m2 38,33
E
Fresagem BP 14.05.0051 (/) m3 78,23
Regularizaçao do sub-leito BP 04.05.0450 (B) m2 0,92
Reforço do sub-leito BP 04.05.0300 (A) m2 3,19
Base de brita corrida BP 04.05.0050 (/) m3 69,7
Revestimento concreto bitum usinado quente BP 10.05.0659 (/) m2 29,02
CUSTOS DAS ATIVIDADES
DEFINIÇÃO
Remoçao e reconstruçao de toda a capa de pavimento
Nenhuma intervençao
Micro-revestimentos
Tapa Buracos
Remendos grandes
Tabela 56. Composição dos custos das atividades de manutenção e reabilitação.
Tabela 66. Medição dos defeitos nas seções de controle.
MEDIÇÕES CUSTO
ATIVIDADE Superficie (m2) Volume (m3) C1 (R$/m2) C2 (R$/m3) TOTAL (R$)
1A 40.800 0,00 0,00
B 13.800 74,64 1.030.032,00
A 2.640 1.531,04 4.041.945,60
C 2.400 435,30 1.044.720,00
D 3.000 862,43 2.587.290,00
E 1.050,00 4.142,04 4.349.142,00
13.053.129,60
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
85
Tab
ela
57
. Cu
sto
s d
os
Mic
ro-R
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ento
s.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
87
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59
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end
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Gra
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GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
89
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.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
90
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GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
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92
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93
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eto
.
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94
5.7.3 ANÁLISE PARA 10 ANOS
A continuação é apresentada a distribuição das atividades ao longo dos 10 anos de
projeto do sistema de gerenciamento do pavimento para a rede viária que tem sido
estudada. Além disso é definido o investimento por cada ano e o total do período de
análise.
A proposta de frequência tem sido feito segundo a ideia do aluno para atingir os níveis de
sevicio, segurança e estruturais aceitos em toda a rede.
0,00
1.000,00
2.000,00
3.000,00
4.000,00
5.000,00
6.000,00
ANO 1 ANO 2 ANO 3 ANO 4 ANO 5 ANO 6 ANO 7 ANO 8 ANO 9 ANO 10
INV
ESTI
MEN
TO (
R$
)
ANOS
ANÁLISE DO INVESTIMENTO
1A A B C D E
Tabela 67. Investimentos na rede num período de 10 anos.
Figura 46. Investimentos na rede num período de 10 anos.
ANO 1 ANO 2 ANO 3 ANO 4 ANO 5 ANO 6 ANO 7 ANO 8 ANO 9 ANO 10
ATIVIDADE
1A
A 1.030.032 1.030.032 1.030.032 1.030.032 1.030.032 1.030.032 1.030.032 1.030.032 1.030.032 1.030.032
B 4.041.946 4.041.946 4.041.946 4.041.946 4.041.946 4.041.946 4.041.946 4.041.946 4.041.946 4.041.946
C 1.044.720 1.044.720 1.044.720 1.044.720 1.044.720
D 2.587.290 2.587.290 2.587.290 2.587.290
E 4.349.142 4.349.142
SUBTOTAL 13.053.130 5.071.978 6.116.698 7.659.268 6.116.698 9.421.120 8.703.988 5.071.978 6.116.698 7.659.268
74.990.820TOTAL N = 10 ANOS
ESTUDO PARA 10 ANOS (N = 10)
INVESTIMENTO
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
95
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
- Existe uma necessidade de investimento na rede de estradas nacionais para atingir
uma melhor qualidade das estradas pavimentadas. Este valor é aproximadamente 12%,
sendo isto bem mais baixo que na maioria dos países desenvolvidos com uma malha
viária tão extensa.
- Existe uma falta de atuação sobretudo federal e municipal da necessidade de realizar a
pavimentação das estradas já existentes.
- Este problema é bem maior no norte e nordeste do pais, em comparação com o sudeste
e sul. Pelo que parece lógico achar a explicação na riqueza e o desenvolvimento
existente das regiões.
- Entre as consequências diretas da não pavimentação das estradas estão o aumento do
custo operacional dos diferentes meios de transportes, seja de passageiros ou de
mercadorias. Mesmo assim, a segurança é reduzida num nível muito alto fazendo que o
aumento dos acidentes seja inaceitável. A comodidade dos condutores é bem menor
também.
- O Ministério de transportes mediante o Departamento Nacional de Infraestruturas de
Transporte (DNIT) tem criado normas em relação à pavimentação, as quais atingem a
gestão dos pavimentos, desde o planejamento até as ações de manutenção e
reabilitação dos pavimentos.
Deste jeito é possível fazer uma homogeneização nas diretrizes e os padrões no
desenho e na abordagem dos projetos de pavimentação no pais inteiro.
- Na conceituação dos pavimentos é primordial compreendê-los como uma estrutura
formada por camadas superpostas, que trabalham de forma conjunta. Na seleção dos
materiais a dispor nestas camadas e no dimensionamento das camadas tem que se
considerar aspectos: econômicos, estruturais e de operação entre outros.
- Na cidade do Rio de Janeiro os pavimentos são principalmente flexíveis segundo as
condições de carregamento do tráfego e do volume do mesmo entre outras razões.
- Existem manuais da DNIT para o projeto dos pavimentos, segundo as condições do
tráfego, de operação e climáticas. Estas permitem que se definam métodos padronizados
e fórmulas de uso comum para todo o território brasileiro.
- A norma que regula e fixa as diretrizes para a definição e implementação dos Sistemas
de Gerência dos Pavimentos (SGP) é a DNIT, pela qual, a responsabilidade e os
esforços para estabelecer padrões comuns no trabalho da pavimentação é federal, não
estadual, nem local.
Apesar deste manual ser novo, tem que ser atualizado ao longo do tempo para atingir
novos níveis de detalhe, os quais permitam propor SGP realistas e ajustado na realidade
da zona de implementação.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
96
- Na Espanha é habitual medir o nível funcional da estrada segundo o IRI. O fator da VSA
(Valor da Serventia Anual) já não é empregando quase.
- É muito útil e prático para fazer comparações entre pavimentos empregando um
parâmetro homogeneizado como o ICP. Embora, neste fator se tem uma componente
muito subjetiva, já que o avaliador vai ser quem determina a classificação da seção,
objeto do estudo.
- Para tomar a decisão de qual tem que ser a primeira intervenção e que tipo de
intervenção se tem que fazer, é imprescindível ter conhecimento do volume de tráfego da
estrada.
O Índice de Prioridade (IP) é muito importante para orientar a ideia de como definir a
priorização das atuações de manutenção e reabilitação.
- No estudo de caso, a maior extensão de estrada analisada não precisa de intervenção
imediata, como se apresentada na tabela 66. No caso de fazer alguma intervenção, o
maior investimento deverá ser em tapa-buracos e, principalmente, na remoção e
reconstrução de parte do pavimento.
- Para a análise do SGP durante 10 anos, e fazendo a suposição de que as atividades a
realizar vão ser as mesmas numa extensão aproximadamente igual no tempo de análise
do SGP. O plano de investimentos estima um valor total de R$ 74.990.820.
Este é um valor muito alto, o que supõe e mostra que as tarefas que deveriam ter sido
feitas há tempo são importantes. O problema do estado da malha viária do fundão é que
tem muito volume de tráfego de caminhões, ônibus, carros e motocicletas sobre um
pavimento que há tempo não sofre uma manutenção o reabilitação adequada.
7. REFERÊNCIAS
- Manual de Gerência de Pavimentos 2011 – publicação IPR 475 (DNIT)
- Manual de Pavimentação 2006 – publicação IPR 719 (DNIT)
- Manual de Restauração dos Pavimentos 2006 – publicação IPR 720 (DNIT)
- Pesquisa CNT de Rodovias 2016: Relatório Gerencial
- Proposta de implementação de sistema de gerencia dos pavimentos na ilha de fundão.
Júlia Furtado Guerini (2017)
- Catálogo de Itens Sco-Rio. Secretaria Municipal de Obras - Rio de Janeiro
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
97
ANEXO I – PLANILHAS PARA LEVANTAMENTO DE DADOS
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
98
. Planilha para avaliação subjetiva da superfície de rolamento.
GUILLERMO RODRÍGUEZ JOVERTRABALHO DE FIM DE GRADUAÇÃO
99
Inic
io+
0+
5+1
0+1
5+2
0+2
5+3
0+3
5+4
0+4
5+5
0+5
5+6
0+6
5+7
0+7
5+8
0+8
5+9
0+9
5+1
00
+10
5+1
10
+11
5+1
20
+12
5+1
30
+13
5+1
40
+14
5+1
50
+15
5+1
60
+16
5+1
70
+17
5+1
80
+18
5+1
90
+19
5
Fim
+5
+10
+15
+20
+25
+30
+35
+40
+45
+50
+55
+60
+65
+70
+75
+80
+85
+90
+95
+10
0+1
05
+11
0+1
15
+12
0+1
25
+13
0+1
35
+14
0+1
45
+15
0+1
55
+16
0+1
65
+17
0+1
75
+18
0+1
85
+19
0+1
95
+20
0
Bai
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Mé
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Bai
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Alt
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Bai
xa
Mé
dia
Alt
a
Trin
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Trin
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Trin
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no
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Trin
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Trin
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Faix
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m²)
Agr
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Bo
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Trin
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s (m
²)
De
form
ação
pe
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en
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a
tril
ha
das
ro
das
Co
rru
gaçã
o (
m²)
. Planilha de avaliação da severidade dos defeitos segundo o SHRP. Levantamento cada 5 metros.