( PDF ) Sistema de gerência de pavimentos do DER/SP

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL,

ARQUITETURA E URBANISMO

SISTEMA DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS DO DER/SP

Luiz Antonio da Silva

Campinas

2008

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE ENGENHARIA, ARQUITETURA E URBANISMO

Luiz Antônio da Silva

Engenheiro Civil, Faculdade de Engenharia das Faculdades Franciscanas, 1978

SISTEMA DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS DO DER/SP

Dissertação apresentada à Comissão

de Pós-graduação da Faculdade de

Engenharia Civil, Arquitetura e

Urbanismo da Universidade Estadual

de Campinas - Unicamp, como parte

dos requisitos para obtenção do título

de Mestre em Engenharia Civil, na

área de concentração de Transportes.

Orientador: Prof. Dr. João Virgilio Merighi

Campinas – SP

2008

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iii

FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA

BIBLIOTECA DA ÁREA DE ENGENHARIA E ARQUITETURA - BAE - UNICAMP

Si38s

Silva, Luiz Antonio da

Sistema de gerência de pavimentos do DER/SP / Luiz

Antonio da Silva. --Campinas, SP: [s.n.], 2008.

Orientador: João Virgilio Merighi.

Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual de

Campinas, Faculdade de Engenharia Civil e Arquitetura.

1. Pavimentos de asfaltos. 2. Pavimentos flexiveis.

3. Pavimentos - Defeitos. I. Merighi, João Virgilio. II.

Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de

Engenharia Civil e Arquitetura. III. Título.

Titulo em Inglês: Pavements Management System (PMS - DER/SP)

Palavras-chave em Inglês: Pavements, asphalt, Pavements flexible, Pavement -

Defects

Área de concentração: Engenharia de Transportes

Titulação: Mestre em Engenharia Civil

Banca examinadora: Cássio Eduardo Lima de Paiva, Carlos Yukio Suzuki

Data da defesa: 30/09/2008

Programa de Pós Graduação: Engenharia Civil

Dedicatória

In memoriam, ao Prof. Araken Silveira e aos meus pais.

À minha esposa e aos nossos cinco filhos.

Aos familiares e amigos que me cobraram e torceram

por mim.

Agradecimento

Agradeço a Unicamp e em especial as pessoas com as quais me relacionei no período em que fiz

a minha inscrição, enquanto completei os créditos, tratei de questões técnicas e administrativas,

me alimentei e precisei de orientação e de ajuda especialmente para escrever esta dissertação de

mestrado. Agradeço aos professores e a todos que abriram o tesouro de sua inteligência, da sua

ciência, da sua perícia, da sua experiência de vida profissional e de vida pessoal, da sua

compreensão, da sua bondade e do seu precioso tempo. De modo particular, a minha gratidão aos

colegas e amigos da Faculdade de Engenharia Civil – FEC e aos do Departamento de

Transportes, que durante este tempo iluminaram o caminho que me levaria ao cume desta

conquista.

Em várias oportunidades incluí as pessoas direta ou indiretamente envolvidas com este trabalho

em minhas orações e lhes continuarei sempre grato. Em nome de todos, agradeço nominalmente

os seguintes professores:

• Prof. Dr. Araken Silveira (in memoriam) – primeiro Orientador (Unicamp)

• Prof. Dr. João Virgílio Merighi – atual Orientador (Unicamp)

• Prof

. Dr

Maria Rita Moura Fortes – Professora da Unicamp

• Prof. Dr. Carlos Yukio Suzuki – Professor da USP

• Prof. Dr. Cássio Eduardo Lima de Paiva – Professor da Unicamp

• Prof. Dr. José Maria Rodriguez Ramos – Coordenador da Área de Economia da FAAP

vii

Resumo

SILVA, Luiz Antonio da. Sistema de Gerência de Pavimentos do DER/SP. Campinas:

Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo – UNICAMP, 2008. 176 p. Dissertação

de Mestrado – Faculdade de Engenharia Civil, UNICAMP, 2008.

Este trabalho versa sobre métodos de levantamento de defeitos e avaliação das condições

estruturais, funcionais e de segurança dos pavimentos asfálticos nas estradas estaduais sob a

jurisdição do Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo – DER/SP. Aborda

também alguns aspectos administrativos da Autarquia Estadual, aonde atuo como engenheiro de

carreira na área de planejamento e de projeto. O DER/SP tem como missão administrar o sistema

rodoviário estadual, sua integração com as rodovias municipais e federais e a sua interação com

os demais modos de transporte, objetivando o atendimento aos usuários no transporte de pessoas

e cargas. Para atender o crescimento acelerado da demanda de tráfego do Estado mais

desenvolvido da Nação é imprescindível a ininterrupta execução de serviços de manutenção da

rede existente e de construção de novas alternativas. Hoje com a relativa facilidade de acesso a

uma ampla e variada tecnologia, aliada a uma crescente quantidade de boas empresas consultoras

existentes no mercado, o DER/SP vem procurando desenvolver um Sistema de Gerência de

Pavimentos (SGP-DER/SP). Enfim, o Estado de São Paulo que já teve no seu órgão rodoviário

oficial a mais importante escola de rodoviarismo brasileira, está se adequando a um novo sistema

de gestão para fazer jus à sua condição de principal Estado de um País de índole rodoviária.

Palavras chave: Pavimentos de Asfalto; Pavimentos Flexíveis; Pavimentos – Defeitos

viii

Abstract

SILVA, Luiz Antonio da. Sistema de Gerência de Pavimentos do DER/SP. Campinas:

Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo – UNICAMP, 2008. 176 p. Dissertação

de Mestrado – Faculdade de Engenharia Civil, UNICAMP, 2008.

This master’s thesis examines methods for survey and assessment of the structural, functional and

safe conditions of asphalt pavements at the roads under the control of the Sao Paulo State Road

Department (Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo – DER/SP). It also

discusses some administrative aspects of the DER/SP, where I have worked as an engineer in the

planning and project areas, which has the mission to manage the State road system, its integration

with local and national roads and its interaction with other transport modes, aiming at providing

transportation for people and cargo. In order to meet the fast growing traffic demand of the State

of Sao Paulo, which is the most developed State of the country, it is vital to continuously keep the

maintenance of the existing road net and the construction of new alternatives. Nowadays, with a

relatively easy access to a wide range of technologies together with a growing supply of good

consultancy companies, the DER/SP has attempted to develop a Pavements Management System

(PMS-DER/SP). Therefore, the DER/SP, which once had been the most important brazilian road

school, it has adapted itself to a new management system in order to be entitled to the position of

the Road Department of the main State of the country, which is known for its road tradition.

Key words: Asphalt Pavements; Flexible Pavements; Pavements - Distress

Lista de Figuras

Figura 2.1: Mapa Rodoviário do Estado de São Paulo de 1936............................................. 11

Figura 2.2: Mapa Rodoviária do Estado de São Paulo de 2005............................................. 11

Figura 3.1: Carga de roda e tensões verticais geradas no pavimento..................................... 14

Figura 3.2: Bacias de deflexão de pavimento flexível e de pavimento rígido........................ 15

Figura 3.3: Seções transversais tipo de pavimento................................................................. 16

Figura 3.4: Elementos do Veículo Medidor de Irregularidade............................................... 47

Figura 3.5: Perfilômetro dinâmico usado na pesquisa I.C.R.................................................. 48

Figura 3.6: Simulador de quarto-de-carro.............................................................................. 48

Figura 3.7: Transverso – Perfilômetro Strata......................................................................... 50

Figura 3.8: Régua Treliça de 1,20 m de base........................................................................ 50

Figura 3.9: Incidência do feixe de laser do Perfilômetro Cibermétrica................................. 53

Figura 3.10: Ondas micro texturais que definem as asperezas do pavimento.. ...................... 60

Figura 3.11: Elementos para Ensaio de Mancha de Areia que mede Aderência/Atrito......... 63

Figura 3.12: Esquema do Mu-meter ...................................................................................... 67

Figura 3.13: Esquema de deflexão provocada pelo carregamento......................................... 70

Figura 3.14: Esquematização do deflectômetro de impacto................................................... 72

Figura 3.15: Bacia de deflexões medida com o FWD............................................................ 78

Figura 3.16: Posicionamento da Viga Benkelman e da ponta da prova de carga................... 81

Figura 3.17: Bacia de deformação e a sua respectiva deformada........................................... 91

Figura 3.18: Deformada e raio de curvatura............................................................................ 92

Figura 4.1: Esquema do efeito da carga sobre o pavimento................................................. 96

Figura 5.1: Aplicação de cargas pelo cálculo mecanicista do programa ELSYM-5.......... 113

Figura 6.1: Fluxograma do SGP – DER/DP....................................................................... 127

Lista de Fotos

Foto 2.1: Vistas “A” e “B” da Via Appia ............................................................................. 6

Foto 3.1: Detalhes de medidor de irregularidade longitudinal tipo-resposta (SMITR)...... 45

Foto 3.2: Sensores do Perfilômetro Laser no pára-choque dianteiro.................................. 51

Foto 3.3: Detalhes do Perfilômetro Laser no pára-choque dianteiro.................................. 53

Foto 3.4: Perfilômetro Laser no pára-choque traseiro......................................................... 54

Foto 3.5: Pêndulo Britânico................................................................................................. 66

Foto 3.6: Teste de medida de atrito com roda-presa........................................................... 68

Foto 3.7: Kuab FWD........................................................................................................... 73

Foto 3.8: Falling Weight Deflectometer – FWD................................................................. 73

Foto 3.9: Acompanhamento de trabalho com FWD – Dynatest......................................... 74

Foto 3.10: FWD – Detalhe dos geofones.............................................................................. 74

Foto 3.11: Dynatest 9000 System Processor......................................................................... 77

Foto 3.12: Controle digital das deflexões nos sete geofones – Dynatest.............................. 77

Foto 3.13: Viga Benkelman em processo de medição.......................................................... 82

Foto 3.14: Empresa de construção e de manutenção da Viga Benkelman............................ 82

Lista de Tabelas

Tabela 3.1: Níveis de Serventia e Padrões de Avaliação........................................................ 26

Tabela 3.2: Faixa de IGG e Conceito do Pavimento pela PRO/DNER – 08/94..................... 33

Tabela 3.3: Limites de IGG sugeridos por Pereira em 1979................................................... 34

Tabela 3.4: Limites de IGG sugeridos por Fabrício et al. em 1995........................................ 34

Tabela 3.5: Freqüência - DNER em 1998 e Felipe et al. em 1998 para IGGE....................... 36

Tabela 3.6: Pesos - DNER em1998, Fabrício em1998 e Felipe et al. 1998........................... 36

Tabela 3.7: Valores diferentes para as freqüências considerados por Fabrício em 1998 ...... 36

Tabela 3.8: Faixa de PCI e Conceito do Pavimento deShain e Khon, 1979........................... 39

Tabela 3.9: Valores deduzidos para trincas tipo pele de crocodilo......................................... 40

Tabela 3.10: Valores deduzidos para afundamentos em trilhas de roda................................... 40

Tabela 3.11: Descrição de serviços de manutenção em função de valores de ICPF e

seus correspondentes conceitos atribuídos pelo DNER, 1998............................ 41

Tabela 3.12: Condição do pavimento em função de QI e de IRI, Queiroz e Domingues......... 44

Tabela 3.13: Textura ASTM – E867......................................................................................... 61

Tabela 3.14: Porcentagem de extensão ou área total com probabilidade de apresentar

deflexões superiores à deflexão característica D

.............................................. 89

Tabela 5.1: Ficha Resumo de projeto do trecho da SP 55 (Boissucanga – Boracéia).......... 105

Tabela 5.2: Ficha Resumo do projeto do trecho da SP-304 (SP 330 a Piracicaba).............. 106

Tabela 6.1: Classificação da condição funcional do pavimento.......................................... 119

Tabela 6.2: Classificação resumida de tipos de relevo utilizada no LVC............................ 120

Tabela 6.3: Classificação de sinuosidade utilizada no LVC................................................. 120

Tabela 6.4: Freqüência para todos os defeitos, exceto panela e remendo........................... 123

Tabela 6.5: Freqüência para panela e remendo (P e R)....................................................... 123

xii

Tabela 6.6: Severidade e peso para trinca isolada (TR)....................................................... 123

Tabela 6.7: Severidade e peso para trincas em bloco e “couro de jacaré” (TB e TJ)......... 124

Tabela 6.8: Severidade e Peso para panela (P)................................................................... 124

Tabela 6.9: Severidade e peso para afundamento (FL)....................................................... 124

Tabela 6.10: Severidade e peso para desgaste (D)................................................................ 124

Tabela 6.11: Severidade e peso para remendo (R)................................................................ 125

Tabela 6.12: Severidade e peso para ondulação (O)............................................................. 125

Tabela 6.13: Severidade e peso para exsudação (EX)........................................................... 125

Tabela 6.14: Conceitos para Valor de Serventia Atual (VSA).............................................. 126

Tabela 6.15: Com dados colhidos no campo, obtenção do IDS, VSA e ICF........................ 128

xiii

Lista de Gráficos

Gráfico 3.1: Evolução do Nível de Serventia de um Pavimento............................................. 23

Gráfico 4.1: Fases de deflexão durante as cargas e os agentes do intemperismo................... 95

xiv

Lista de Abreviaturas e Siglas

AASHO American Association of State Highway Officials

AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials

ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland

ABPv Associação Brasileira de Pavimentação

ANFAVEA Agência Nacional de Distribuição de Veículos Automotores

ANTP Agência Nacional de Transporte Público

ANTT Agência Nacional de Transportes Terrestres

APWA American Public Works Association

ASTM American Society for Testing and Material

BID Banco Interamericano de Desenvolvimento

BIRD Banco Internacional de Reconstrução e Desenvolvimento

CBUQ Concreto Betuminoso Usinado a Quente

CIDE Contribuição de Intervenção no Domínio Econômico

CNT Confederação Nacional dos Transportes

DER Departamento Estadual de Estradas de Rodagem

DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem

DNIT Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes Terrestres

ELSYM Elastic Layered System

ES Especificação de Serviço (DNER)

EUA Estados Unidos da América

FAA Federal Aviation Administration

FHA Federal Highway Administration

FHWA Federal Highway Administration

FRN Fundo Rodoviário Nacional

FWD Falling Weight Deflectometer

FWDCAL Falling Weight Deflectometer Relative Calibration Analysis

GEIPOT Empresa Brasileira de Planejamento de Transportes

GPS Global Positioning System

HDM Highway Design and Maintenance Standards Model

HRB Highway Research Board

ICF Índice de Condição Funcional

ICPF Índice de Condição de Pavimento Flexível

IDS Índice de Defeitos de Superfície

IES Índice do Estado da Superfície (Pavimento)

IGG Índice de Gravidade Global

IGGE Índice de Gravidade Global Expedito

IGI Índice de Gravidade Individual

IPR Instituto de Pesquisas Rodoviárias

IRI Internation Roughness Index

ISA Índice de Serventia Atual

ISSO Internation Standard Organization

LVC Levantamento Visual Contínuo

MID Manual para Identificação de Defeitos (Revestimentos Asfálticos)

MR Módulo de Resiliência

NDT Non Destructive Testing

NM Nível e Mira

PDDT Plano Diretor de Desenvolvimento de Transportes

PCI Pavement Condition Index

PCR Pavement Condition Rating

PICR Pesquisa de Interrelacionamento de Custos de Construção Rodoviária

PMF Pré Misturado a Frio

PMQ Pré Misturado a Quente

PQI Pavement Quality Index

PRO Procedimento (DNER)

xvi

PSI Present Serviceability Index

PSR Present Serviceability Ratio

QI Quarter Car Index

QI Quociente de Irregularidade

RAPv Reunião Anual de Pavimentação

RCI Riding Comfort Index

SGP Sistema de Gerência de Pavimentos

TB Trinca de Bloco

TBE Trinca de Bloco com Erosão

TER Terminologia (DNER)

TRB Transportation Research Board

TRE Trilha de Roda Externa

TRI Trilha de Roda Interna

TRRL Transport Road Research Laboratory

TS Tratamento Superficial

USACE United States Army Corps of Engineers

VDM Volume Diário Médio (Tráfego)

VRD Valor de Resistência à Derrapagem

VSA Valor de Serventia Atual

xvii

Sumário

Ficha Catalográfica.................................................................................................................... iii

Folha de Aprovação.................................................................................................................... iv

Dedicatória................................................................................................................................... v

Agradecimentos.......................................................................................................................... vi

Resumo....................................................................................................................................... vii

Abstract..................................................................................................................................... viii

Lista de Figuras.......................................................................................................................... ix

Lista de Fotos............................................................................................................................... x

Lista de Tabelas.......................................................................................................................... xi

Lista de Gráficos....................................................................................................................... xiii

Lista de Abreviaturas e Siglas................................................................................................. xiv

1 – Introdução, Objetivo e Justificativa do Trabalho, e Composição do Trabalho

1.1 – Introdução............................................................................................................................. 1

1.2 – Objetivo e Justificativa do Trabalho..................................................................................... 2

1.3 – Composição do Trabalho...................................................................................................... 3

2 – Um Pouco de História

2.1 - Um Pouco de História sobre Pavimentos Rodoviários........................................................ 5

2.2 - Breve Histórico sobre o DER/SP.......................................................................................... 7

2.3 - Evolução da Malha Rodoviária Estadual Paulista................................................................. 9

xviii

2.4 - A Contribuição de Intervenção no Domínio Econômico – CIDE....................................... 12

3 – Elementos e Métodos de Avaliação de Pavimento Utilizados pelo Departamento de

Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo – DER/SP.

3.1 - Avaliação dos Pavimentos................................................................................................ 14

3.2 - Procedimento de Avaliação do Estado do Pavimento...................................................... 18

3.3 - Nível de Serventia da Rodovia......................................................................................... 21

3.4 - Identificação, Classificação e Caracterização dos Defeitos dos Pavimentos Flexíveis... 27

3.4.1 - Incertezas quanto à Denominação e à Classificação de Defeitos dos Pavimentos.......... 30

3.5 - Índice de Qualidade para Pavimentos Asfálticos............................................................. 30

3.6 - Método de Avaliação do Estado de Superfície de Pavimentos Asfálticos....................... 31

3.6.1 - Método de Avaliação Funcional...................................................................................... 43

3.6.2 - Métodos de Avaliação da Segurança de Tráfego............................................................. 57

3.7 - Método de Avaliação Estrutural do Pavimento................................................................ 70

4 – Procedimentos Utilizados na Recuperação Funcional e Estrutural pelo DER/SP

4.1 – DNER (DNIT) - PRO 10/79............................................................................................... 95

4.2 – DNER (DNIT) - PRO 11/79............................................................................................... 98

4.3 – DNER (DNIT) - PRO 269/94............................................................................................ 100

4.4 – Análise Estrutural do Pavimento por Critério Mecanicista.............................................. 102

5 – Estudo de Caso

5.1 – Projeto de reforço de pavimento financiado pelo BID - DER/SP................................. 104

5.2 – Projeto de reforço e de reconstrução do pavimento da SP-300........................................ 107

5.2.1 – Histórico........................................................................................................................ 107

5.2.2 – Avaliações subjetiva e objetiva..................................................................................... 108

5.2.3 – Levantamento da irregularidade.................................................................................... 109

5.2.4 – Avaliação estrutural....................................................................................................... 109

xix

5.2.4.1 – Análise estrutural do pavimento existente por Critério Mecanicista.......................... 111

5.2.5 – Número “N” de operações e equivalência de eixo padrão de 8,2 t................................ 113

5.2.6 – Resultados das avaliações do desempenho funcional e estrutural................................. 114

6 – Sistema de Gerência de Pavimentos do DER/SP (SGP – DER/SP)

6.1 – Histórico........................................................................................................................ 116

6.2 – Método do LVC do DER/SP......................................................................................... 120

6.2.1 – Índice de Defeitos de Superfície (IDS).......................................................................... 122

6.2.2 – Valor de Serventia Atual (VSA).................................................................................... 125

6.2.3 – Índice de Condição Funcional (ICF)............................................................................. 126

6.2.4 – Fluxograma do SGP do DER/SP................................................................................... 126

6.2.5 – Exemplo de cálculo do IDS e com o VSA o cálculo do ICF......................................... 128

7 – Avaliação Final.................................................................................................................. 130

Referências Bibliográficas...................................................................................................... 134

Obras Consultadas.................................................................................................................. 144

1 – Introdução, Objetivo e Justificativa do Trabalho, e Composição do

Trabalho.

1.1 – Introdução

As duas curvas de um gráfico que expressa a relação entre benefícios e custos são sempre

observadas por especialistas em trincheiras diferentes sob a ótica mesmo que bem intencionada

de tender para um dos dois lados que seja na oportunidade mais conveniente. Uma análise

econômica imparcial que compare cuidadosamente os custos com os benefícios é um trabalho

imprescindível também no sistema rodoviário, para que cada unidade monetária seja gasta da

forma mais eficiente possível e haja um justo equilíbrio de interesses entre as partes envolvidas.

Para suprir a falta de meios é necessário constante aprimoramento da articulação política, do

planejamento e da competência técnica e administrativa na utilização dos recursos existentes. A

perfeição nos gastos públicos ainda está longe de ser atingida, mas é uma meta na qual a

engenharia rodoviária tem grande parcela de responsabilidade.

A construção, manutenção e recuperação das rodovias geralmente estão a cargo do poder público,

mesmo que às vezes por intermédio de empresas concessionárias, enquanto que os custos de

utilização da rodovia normalmente são suportados pelos usuários. Do ponto de vista operacional,

os veículos comerciais são a principal e a maior causa do mau estado dos pavimentos, mas, em

compensação, o mau estado de conservação da estrada costuma provocar danos mais graves

nesses veículos de maior porte, sobretudo quando carregados.

Na revista “giro das estradas”, Março/Abril/2007, distribuída nos pedágios da

AutoBan, numa matéria chamada “O Custo-Brasil” consta que por um estudo realizado pela

pesquisadora Daniela Bartholomeu, da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (USP),

ficou mais uma vez comprovado que rodovias em más condições de uso aumentam o tempo de

viagem, o consumo de combustível e o gasto com manutenção de veículos de carga, além de

aumentar a emissão de gás carbônico na atmosfera. Em seu trabalho “Quantificação dos

impactos econômicos e ambientais decorrentes do estado de conservação das rodovias

brasileiras”, Daniela observou o desempenho de caminhões em rodovias com condições de

trânsito bem diferentes. Num primeiro experimento, um caminhão Volvo FH12, ano 2004, fez

48 viagens em quatro rotas diferentes, quando foram observados o consumo de combustível e a

variação da velocidade em cada trajeto. No segundo experimento, foram selecionadas duas rotas

em diferentes estados de conservação, nas quais dois caminhões de fabricações distintas (Scania

R124-420 e MB 1944S) realizaram um total de 40 viagens. A análise mostrou que rodar em

rodovias em bom estado de conservação permitiu economia de 5% no consumo de combustível e

18,7% no gasto com manutenção do veículo. Além do retorno financeiro, existem outras questões

importantes envolvidas, como o desconforto, a insegurança e a preservação do meio ambiente, já

que o setor rodoviário é responsável por quase 90% das emissões de gás carbônico do segmento

de transporte.

1.2 - Objetivo e Justificativa do Trabalho

O principal objetivo deste trabalho é apresentar o Sistema de Gerência de Pavimentos (SGP-

DER/SP) com as particularidades regionais do Estado de São Paulo, pelo qual se busca maior

eficiência no levantamento de dados e na análise para escolha de soluções técnicas e

economicamente mais viáveis, para construção, restauração e conservação de suas rodovias. O

trabalho apresenta algumas metodologias utilizadas para levantamento e avaliação das principais

características e peculiaridades de defeitos e comportamentos que levam ao estado de degradação

dos pavimentos. Com base na experiência do autor, acrescida da utilização de informações,

dados, normas e pesquisa bibliográfica, o propósito é ressaltar a necessidade da avaliação correta

e sistemática da rede estadual para que as intervenções sejam oportunas, econômicas e

tecnicamente corretas. Quando se pretende uma avaliação minuciosa e consistente do estado de

sanidade do pavimento existente, a tecnologia avançada dos dias atuais exige, a exemplo do que

acontece com o ser humano, muitos exames que tenham relações entre si. O conhecimento de

grande quantidade de variáveis intervenientes possibilita um diagnóstico mais seguro, que

justifica e recomenda o tratamento adequado.

Enfim, o presente trabalho pretende apresentar alguns dos principais procedimentos que o

DER/SP vem utilizando ou deveria utilizar nos pavimentos de suas estradas, e também apontar

algumas perspectivas de desenvolvimento tecnológico que o leve a pelo menos a ser equiparado a

outras entidades afins de âmbito nacional e internacional atualmente mais desenvolvidas.

Segundo o Guia de Gerência de Pavimentos do DNER (1985), um sistema de gerência de

pavimentos compreende um vasto espectro de atividades, incluindo o planejamento ou

programação de investimentos, dimensionamento, construção, manutenção e avaliação periódica

de seu comportamento. Os níveis de gerência compreendem tanto os que são responsáveis pelas

decisões políticas para um conjunto de projetos, até os que se ocupam dos detalhes relativos a

projetos específicos. A função de gerência em todos os níveis envolve a comparação de

alternativas, coordenação de atividades e tomadas de decisões, além da verificação de que essas

decisões sejam implantadas de um modo eficiente e econômico.

Os benefícios do usuário estão muito relacionados com as características do pavimento, quando

interferem favoravelmente na redução do tempo de viagem, na operação dos veículos, na

diminuição de acidentes e desconforto. As características do pavimento que devem ser

freqüentemente avaliadas incluem a irregularidade, o índice de conforto ao rolamento e o índice

de aderência da superfície. Muitas das normas, especificações e procedimentos utilizados pelo

DER/SP na avaliação estrutural e funcional são provenientes do antigo DNER (atual DNIT), mas

complementadas e/ou adaptadas para satisfazer as peculiaridades do Estado de São Paulo.

Considerando que dirigir é um ato também de condicionamento, o autor deste trabalho entende

que a uniformidade de normas, procedimentos e especificações proporciona mais economia,

conforto e segurança, sobretudo num País de dimensões continentais como o Brasil.

1.3 – Composição do Trabalho

O trabalho é composto ainda do capítulo 2 – Um Pouco de História: apresenta uma simples

citação do início do rodoviarismo mundial com a famosa Via Appia, e um pequeno resumo do

início do rodoviarismo brasileiro com a não menos famosa para o Estado de São Paulo, Via

Anchieta. Capítulo 3 – Elementos e Métodos de Avaliação de Pavimento Utilizados pelo

DER/SP: o capitulo apresenta de forma resumida quatro métodos conhecidos deste tipo de

avaliação de pavimento rodoviário: “Método de Avaliação do Estado de Superfície de

Pavimentos Asfálticos”, “Método de Avaliação Funcional”, “Método de Avaliação da

Segurança”, e “Método de Avaliação Estrutural”. Capítulo 4 – Procedimentos Utilizados na

Recuperação Funcional e Estrutural do Pavimento pelo DER/SP: o capítulo é constituído de

algumas das normas publicadas pelo antigo DNER, hoje DNIT, que estabelecem procedimentos

considerados adequados para avaliar estrutural e funcionalmente os pavimentos flexíveis. Visa

apontar as causas das deficiências dos pavimentos em serviço e fornecer elementos para o cálculo

estimativo de sua vida restante ou do reforço necessário para suportar novas solicitações.

Menciona, também, a Análise Estrutural do Pavimento por Critério Mecanicista 5 – Estudo de

Casos: procura dar ênfase em avaliação e projeto de pavimento flexível financiado parcialmente

pelo BID ou pelo BIRD, cujo grau de exigência acaba provocando uma desejável evolução em

seus resultados. Atualmente as avaliações e as demais metodologias são mais amplas e mais

precisas em razão da tecnologia e dos equipamentos mais avançados. São apresentadas duas

fichas resumo de projetos da SP 55 e da SP 304, bem como um memorial descritivo do projeto de

reforço de pavimento e de reconstrução da Rodovia Marechal Rondon , trecho entre Tietê e D.M.

Pereiras (km 158,600 ao km 184,100). 6 – Sistema de Gerência de Pavimentos do DER/SP:

trata da apresentação de um SGP do DER/SP que está sendo desenvolvido de forma

institucionalizada e tem como um dos principais instrumentos um Programa Computacional, cuja

operação é de âmbito técnico e administrativo em todo o Estado de São Paulo. O Programa tem

um banco de dados que possibilita análises metodológicas periódicas do desempenho e da

necessidade de intervenção oportuna nos pavimentos existentes em operação. Este grande banco

de dados é formado por bancos de dados específicos menores, dos quais se pode destacar o

histórico dos pavimentos, o histórico de acidentes nas rodovias, a composição e o volume de

tráfego, bem como as condições funcionais e estruturais dos pavimentos. Portanto, as análises das

condições estruturais e funcionais dos pavimentos são feitas a partir de levantamento periódico de

campo. 7 – Avaliação Final: neste último capitulo é feita uma avaliação final do SGP-DER/SP

em face da atual fase de desenvolvimento técnico e administrativo do Departamento de Estradas

de Rodagem e da importância deste instrumento para este estado atual do DER/SP.

2 – Um Pouco de História

2.1 - Um Pouco de História sobre Pavimentos Rodoviários

Pavimentos Romanos e Caminho do Mar

Uma das questões básicas do homem de todos os tempos sempre foi o seu deslocamento sobre

uma superfície terrestre que geralmente é imensamente maior do que a sua capacidade natural de

locomoção. Caminhando com suas próprias pernas, por meio de montaria ou com o auxilio de

tração animal o homem conseguia atingir distâncias relativamente pequenas, comparativamente

com as atingidas hoje particularmente por meio de transporte rodoviário. Assim, as estradas se

tornaram um dos mais importantes fatores de desenvolvimento moderno e nas últimas décadas

houve uma evolução notável em relação àquilo que existia no começo mais como trilhas ou

caminhos, mesmo que pavimentados.

Bem distante daqui, a importante Via Appia das fotos 2.1 (A e B) foi construída na República

Romana no ano de 312 a.C e fazia parte de uma extensa malha viária composta de mais de 100

mil km, mais da metade dos cerca de 180 mil km de estradas pavimentadas existentes hoje no

Brasil. Recebeu este nome em memória de Appius Claudius Caecus, que autorizou sua

construção. Os veículos possuíam rodas muito estreitas e para aquela malha romana apresentar

boas condições de trafegabilidade era necessário um bom sistema de gerenciamento de malha

viária. Para a nossa civilização, um parâmetro interessante é que a fé cristã chegou cedo a Roma,

que era naqueles tempos o centro do mundo civilizado. A paz que se desfrutava naquela época e a

excelente rede de comunicações que facilitava as viagens e a rápida transmissão de idéias e

notícias foram importantes fatores que favoreceram a expansão do cristianismo: as vias romanas

que partindo da Urbe chegavam até os mais remotos confins do Império, assim como os navios

comerciais que cruzavam regularmente as águas do Mediterrâneo foram veículos de difusão da

boa nova cristã por toda a extensão do mundo romano (Cfr. J. Orlandis, Historia de la Iglesia).

Fotos 2.1(A e B) - Vistas da Via Appia (ABCP).

A estrutura usada pelos romanos nas suas estradas era composta basicamente de quase um metro

de espessura, constituída de uma camada superficial (revestimento) de 10 cm de espessura

formada de placas poligonais de rocha e rejuntada com material cimentante. A base tinha 25 cm

de espessura e era constituída de uma mistura de agregado graúdo e areia, com material

aglutinante. A sub-base era uma mistura de pedra quebrada, agregado miúdo e material

cimentante, formando uma estrutura rígida de 40 cm de espessura. E a última camada ou reforço

do subleito era constituído de pedras justapostas, numa espessura média de 12,5 cm.

Já por aqui no Brasil, uma crônica de Antonio Penteado Mendonça com o título “Um século de

uma bela aventura” (publicada no Jornal da Tarde do dia 26/04/2008), diz que no dia 16/04/2008

se comemorou um século da primeira viagem de automóvel entre São Paulo e Santos. A aventura

foi refeita numa caravana composta por quase 40 automóveis antigos, dos mais variados modelos.

Evidentemente, a viagem do dia 16 não teve o mesmo roteiro da viagem de 100 anos atrás. Ela

seguiu o Caminho do Mar, primeira estrada pavimentada paulista, aberta ao tráfego nos idos da

década de 1920, bem depois da viagem pioneira de Antonio Prado Júnior, Francisco Glicério,

major Bento Canavarro e o repórter do jornal O Estado de S.Paulo Mario Sergio Cardim. O

automóvel que entrou em Santos era um Motobloc de 30 cavalos. Para chegar lá, os aventureiros

saíram de São Paulo pela Estrada do Vergueiro, o antigo caminho das carruagens, estrada

costumeiramente em péssimas condições de tráfego, por onde, desde o século 16, grosso modo,

se fazia a ligação entre o litoral e o planalto. Em 1908 a estrada – na verdade uma trilha de terra

nem vagamente comparável às modernas rodovias paulistas – estava longe de oferecer algum tipo

de conforto, cruzando longos trechos de mata fechada, sem nenhuma pavimentação, exceto a

terra batida pelo uso, misturada à lama, mais ou menos encascalhada em algum trecho mais

íngreme e com manutenção bastante precária.

2.2 - Breve histórico sobre o DER/SP

O Departamento de Estradas de Rodagem - DER/SP é uma Autarquia Estadual que começou

cuidando de algumas estradas de rodagem simples e hoje se orgulha de ter construído cerca de

22.000 quilômetros de estradas pavimentadas em seus mais de 70 anos de existência (dados da

Diretoria de Planejamento). No início existiram as picadas ou picadões, pelos quais se

embrenharam as bandeiras com os seus primeiros exploradores do interior do país. Depois houve

necessidade dos antigos caminhos de rodagem, nos quais o tipo de veículo era o de tração animal.

Com o advento dos veículos motorizados, no alvorecer do século passado surgiram as estradas de

rodagem e em face desta nova realidade em 1901 Euclides da Cunha afirmava que "o automóvel

libertou a velocidade da tribo". Surgia entre nós um novo meio de transporte terrestre que abria

aos brasileiros uma nova e fascinante perspectiva de satisfazer o antigo e natural anseio da pessoa

humana de poder se deslocar com mais liberdade, conforto, economia e segurança.

Em 2 de julho de 1934, por força do decreto n

. 6.529, foi criado o DER/SP, em substituição à

Diretoria de Estradas de Rodagem, criada pela lei n

. 2.187, de 30 de dezembro de 1926 foi

criado o DER/SP. Ficava subordinado diretamente ao então secretário estadual dos Negócios da

Viação e Obras Públicas. O decreto n

. 17.840, de 31 de dezembro de 1947, aprovou o

regulamento do DER e criou uma nova estrutura organizacional. Com a evolução tecnológica do

nosso rodoviarismo, acabaram chegando mais recentemente até nós conceitos, metodologias e

equipamentos revolucionários que permitiram a construção das nossas primeiras auto-estradas,

chamadas nos Estados Unidos de highways. Hoje essas estradas mais importantes, classificadas

tecnicamente como de classe especial, são aqui chamadas de rodovias: Rodovia dos Imigrantes,

Rodovia Castello Branco, Rodovia Carvalho Pinto, etc

A edição comemorativa dos 70 anos do DER/SP da revista ENGENHARIA fornece, além de

dados já mencionados, um panorama que dá boa medida da importância do Departamento de

Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo. Com superfície geográfica de cerca de 248.000

, o Estado mais industrializado da Nação tem cerca de 40 milhões de habitantes e

aproximadamente 20% da população total do País. Responsável por 40% do PIB e 35% das

exportações brasileiras, a economia do Estado de São Paulo depende sobremaneira do seu

sistema de transporte rodoviário. A malha paulista pavimentada é constituída por

aproximadamente 4.000 km de rodovias estaduais concessionadas e por cerca de 17.000 km a

cargo do próprio DER/SP. São cerca de 200 rodovias pavimentadas, além de diversas municipais

nas quais também realiza obras. Também estão integrados nesta malha 1.100 km de rodovias

federais e cerca de 12.000 km de rodovias municipais pavimentadas. Isto significa que mais de

90% da população paulista está a menos de 5 km de uma rodovia pavimentada. Atuando em todo

o Estado de São Paulo o DER/SP tem uma sede gerencial e normativa na capital e mais 14

Diretorias Regionais em cidades estratégicas do Estado.

Cada Diretoria Regional funciona como um pequeno DER, seguindo as orientações e as normas

da sede. Cada Diretoria Regional tem as suas Residências de Conservação e Obras, num total de

57, junto das quais estão sendo gradativamente criadas as Unidades Básicas Administrativas –

UBÁS, que tem como principal atribuição auxiliar na operação da vida. Cada UBA tem, em

média, 300 quilômetros de estradas sob sua jurisdição. Num passado não tão distante o DER/SP

era um órgão que administrava, planejava, projetava, construía por administração direta e

também fiscalizava obras de construção contratadas com terceiros. Atualmente as suas principais

atividades são no campo da administração, normatização e contratação de terceiros.

Autorizado pelo artigo 175 da Constituição Federal, o governo do Estado de São Paulo

implantou, através da lei nº 9.361, de 5/07/1996, o Programa Estadual de Desestatização. A

justificativa foi que a iniciativa teve a finalidade de reordenar a atuação do Estado, propiciando à

iniciativa privada a prestação de serviços públicos e a execução de obras de infra-estrutura e

reservando à Administração Pública a concentração de esforços em áreas em que sua presença é

indispensável, como educação, saúde e segurança pública. Com base nessa lei, a Secretaria

Estadual de Transportes instituiu o Programa de Concessões Rodoviárias do Estado como sua

solução para suprir as necessidades de investimentos na infra-estrutura de transportes.

A partir da década de 90 as principais estradas paulistas foram concessionadas, outras menos

importantes tiveram seus serviços de manutenção contratados, permanecendo sob a

responsabilidade direta do DER/SP as demais estradas estaduais e algumas vicinais da malha

rodoviária paulista. Até cerca de vinte anos atrás o DER/SP ainda contava com equipes técnicas

que elaboravam projeto geométrico e de pavimento em todas as suas fases, com laboratórios que

realizavam pesquisas sistemáticas em busca de novas tecnologias, e hoje o órgão tem como

principal função planejar e gerenciar contratos celebrados com terceiros. Neste ano de 2008 o

Departamento teve dotação orçamentária de aproximadamente R$ 1 bilhão, com emendas de

outros valores que somados passam de R$ 2 bilhões. Para novos programas geralmente há

necessidade de financiamentos com o Banco Interamericano de Desenvolvimento (BID) e com o

Banco Internacional para a Reconstrução e o Desenvolvimento (BIRD) ou Banco Mundial, com

contrapartida do governo do Estado. Atualmente está sendo desenvolvido um programa de

recuperação que abrange cerca de 12 mil quilômetros de estradas vicinais do Estado de São

Paulo, por enquanto com cerca de R$ 300 milhões oriundos da CIDE.

2.3 - Evolução da Malha Rodoviária Estadual Paulista

Até a metade do século passado havia predominância de ferrovias no transporte terrestre no

Brasil e no Estado de São Paulo, mas a partir de 1920 se iniciou a abertura de mais estradas de

melhor qualidade técnica para o trânsito de veículos automotores. Inicialmente foi preciso vencer

as dificuldades para a transposição da Serra do Mar em direção ao litoral mais próximo da capital

do Estado de São Paulo e também a distância e o desnível em relação à capital da Republica, na

época a cidade do Rio de Janeiro. No final da década de 40 e no início da década de 50 o DER/SP

passou a atender novas demandas provocadas pelo desenvolvimento do interior paulista e do

aumento acelerado do tráfego para o litoral santista e para o Rio de Janeiro.

Assim foi construída a Via Anchieta, um dos orgulhos da engenharia rodoviária brasileira, e

também foi dado início à duplicação da rodovia São Paulo - Rio de Janeiro, partindo da capital

paulista. O primeiro mapa publicado com o nome do DER/SP foi em 1934, mas é na década de

50 que se tem boa noção de que começava a ser formada a malha viária do Estado, que hoje

possui 19 das 20 melhores estradas do país. Nas décadas de 50/60/70 foram implantadas novas

vias troncos em direção ao interior. Praticamente todas as regiões do estado foram contempladas

com novas estradas, que possibilitavam os seus acessos à capital por meio dessa modalidade de

transporte rápido e relativamente seguro. A partir de 1970, além da construção de outras estradas

troncos de grande importância à formação de uma rede rodoviária estadual mais densa, o

Departamento passou a ter também sempre presente a preocupação com a ligação das sedes dos

municípios ao esqueleto viário estadual até então existente.

Segundo a Diretoria de Planejamento do Departamento, em 2007 o Estado de São Paulo contava

em números precisos com 16.931,51 quilômetros de estradas pavimentadas do DER/SP, mais

4.279,50 quilômetros concessionadas, mais 484,72 quilômetros de auto-estradas administradas

pela DERSA, somando 21.695,72 quilômetros. No final de 2007 o Estado contava também com

1.055,49 quilômetros de estradas federais pavimentadas, totalizando 22.751,21 quilômetros de

estradas pavimentadas. Com mais 175.807,70 quilômetros de estradas municipais (a grande

maioria sem pavimentação), o total geral no Estado no final de 2007 era de 198.559,20

quilômetros. Os mapas rodoviários como o da figura 2.1 eram feitos por meio de fotolito com

imensas dificuldades técnicas. Hoje eles são elaborados com base digital, com praticamente todas

as estradas georeferenciadas por GPS. Como exemplo tem-se o mapa de 2005, da figura 2.2.

Figura 2.1 - Mapa Rodoviário do Estado de São Paulo de 1936

Figura 2.2 - Mapa Rodoviário do Estado de São Paulo de 2005

Embora não tenha sido possível representar na figura 2.2 muitos elementos que também

compõem o mapa rodoviário real de 2005, ele foi elaborado com uma tecnologia moderna, pela

qual as estradas são reposicionadas dentro da malha de coordenadas UTM, segundo o Sistema

Geodésico de Referência SAD 69 (South American Datum). Em suma, a melhor malha do País

está representada num bom mapa rodoviário, que hoje tem versões publicadas anualmente.

No planejamento da Secretaria Estadual dos Transportes para os próximos anos o governo

paulista tem buscado trabalhar no foco da intermodalidade, com uma abordagem mais logística

da infra-estrutura, o que leva a buscar o inter-relacionamento das diversas formas de transporte.

Assim, obras de grande porte como a Rodovia dos Tamoios e o Rodoanel passam a fazer parte de

um conjunto integrado de intervenções, que visam recuperar a infra-estrutura já existente e

estimular a vocação natural das diferentes regiões do Estado, promovendo o seu desenvolvimento

econômico.

2.4 – A Contribuição de Intervenção no Domínio Econômico - CIDE.

Segundo a Agência Nacional de Transporte Terrestre – ANTT, a malha rodoviária brasileira

abrange 1,7 milhão de quilômetros dos quais pouco mais de 10% são pavimentados e este é um

coeficiente de pavimentação bastante baixo. Em 1940, no Governo provisório de José Linhares e

Ministro de Viação e Obras Públicas Maurício Joppert da Silva, quando foi criado o Fundo

Rodoviário Nacional - FRN, o Brasil contava com pouquíssimas estradas. Com o fundo,

constituído de um imposto único sobre combustíveis e lubrificantes líquidos, em tempo

relativamente curto foi possível construir uma boa malha para os nossos padrões, passando para

mais de 50 mil quilômetros necessários ao escoamento da produção agro-industrial.

Como marco histórico daquela fase áurea, em 1965 entrou em operação a maior ponte até então

construída em nosso país, com o nome do mencionado Ministro de Viação e Obras Públicas,

Maurício Joppert da Silva. Com extensão de 2.250 m, a importante obra transpõe o Rio Paraná na

divisa de São Paulo com o Estado vizinho de Mato Grosso. Mais tarde, com a inauguração em 4

de março de 1974, cinco anos e três meses depois do início das obras, a magnífica ponte Rio -

Niterói assumiu o lugar de destaque das pontes rodoviárias brasileiras. Sobre as águas da Baía de

Guanabara ela figura entre as mais notáveis realizações da engenharia do século XX, tendo sido

considerada na década de 70 como a Oitava Maravilha do Mundo. Dos seus 13.290 m de

comprimento, 8.836 m estão sobre o mar, conta com seis faixas de rolamento e dois acostamentos

de 1,80 m, perfazendo 26,60 m de largura entre os guarda-corpos laterais. Sua altura máxima é de

72 m acima da superfície do mar.

A Constituição de 1988 acabou com o chamado “dinheiro carimbado” ou com a vinculação de

recursos e o importante Fundo Rodoviário Nacional - FRN deixou de existir. O Estado de São

Paulo de certa forma transferiu o problema para o usuário por meio de altas taxas de pedágio.

Mas, para o restante do País que depende muito mais de dotações federais, isto provocou o

escasseamento de obras e de serviços de construção e de conservação de rodovias. Para reverter

essa situação, o Congresso Nacional aprovou em dezembro/2001 o projeto de Lei 10.336 que

criou a CIDE – Contribuição de Intervenção no Domínio Econômico. Esta Lei vincula a cobrança

de um imposto sobre os combustíveis ao custeio de projetos ambientais ligados a indústria do

petróleo e do gás e também ao financiamento de infra-estrutura viária, além de subsídio ao

consumo e ao transporte de álcool, petróleo, gás e derivados. Consta que até hoje esta lei depende

de uma melhor regulamentação e segundo o “Informativo do Sindicato da Construção Pesada do

Estado de São Paulo – SINICESP”, de maio/junho/2008, dos R$ 49 bilhões arrecadados desde

2002, cerca de R$ 21 bilhões dos primeiros anos não foram repassados, tendo sido este valor

utilizado para compor o superávit primário do Governo Federal.

3 – Elementos e Métodos de Avaliação de Pavimento Utilizados pelo

Departamento de Estradas de Rodagem - DER/SP

3.1 - Avaliação dos Pavimentos

Avaliação Estrutural: É o conjunto de atividades que buscam caracterizar aspectos mecânicos

das estruturas, como respostas a um carregamento e às propriedades físicas dos componentes do

pavimento e do subleito. O pavimento é uma estrutura projetada e construída para suportar a ação

de solicitação de carga, que provocam tensões verticais em toda a estrutura. A magnitude dessas

tensões depende da espessura das camadas e do módulo de elasticidade dos materiais que

compõem a estrutura. Embora a estrutura do pavimento seja projetada para resistir às solicitações

de cargas dentro do período de projeto, esta estrutura sofre ruptura ou deformação excessiva

quando as tensões tornam-se incompatíveis com a sua resistência, conforme mostrado

esquematicamente nas figuras 3.1 e 3.2:

Figura 3.1 - Carga de roda e tensões verticais geradas na estrutura do pavimento

(Balbo, 1997)

Figura 3.2 Bacias de deflexão de pavimento flexível e de concreto de cimento Portland

(Balbo, 1997)

A avaliação da deterioração estrutural do pavimento existente tem por objetivo conhecer com

precisão os elementos necessários à elaboração de um projeto de reforço adequado. É melhor que

a restauração ou recuperação do pavimento seja feita numa fase de sua vida em que os danos

ainda não tenham atingido a camada de base e até mesmo as camadas subjacentes. Procedimento

correto é fazer oportunamente intervenções mais simples como serviços de tapa-buracos,

remendos, aplicação de lama-asfáltica para preenchimento de trincas e somente depois vir a

colocar uma camada de mistura asfáltica sobreposta (overlay), aplicando antes uma pintura de

ligação.

Duas seções transversais de camadas de reforço estrutural e de recuperação das condições

funcionais do pavimento existente são apresentadas na figura 3.3: Numa das alternativas é

utilizada a técnica de reciclagem da camada de revestimento, podendo haver reaproveitamento da

mistura asfáltica existente na recomposição de uma nova camada a ser aplicada. Esta solução

também busca preservar os gabaritos mínimos exigidos (altura geométrica livre nas passagens

inferiores e também alturas de degraus entre a pista e o acostamento ou os dispositivos de

drenagem como sarjeta e meio-fio).

Figura 3.3 - Seções Transversais Tipo

A medição da deformabilidade da estrutura do pavimento em provas de pneus de caminhões,

antes sujeita às regras empíricas, foi iniciada na pista experimental da WASHO por volta de

1953, pelo engenheiro norte-americano Alvin C. Benkelman, conforme será descrito com

detalhes mais à frente. A prova é feita com um caminhão que tem um lastro que resulta em carga

no eixo traseiro de 8,2 t (80 kN), com rodas duplas de pneus à pressão de 5,6 kgf/cm

(0,55 MPa

ou 80 psi). Para determinar o raio de curvatura da bacia (R), provocada pelo peso das referidas

rodas, deve-se obter além da deflexão máxima (D

) também a deflexão estando o caminhão com

o eixo a 25 cm adiante (D

). As normas, procedimentos e especificações utilizadas para

avaliação estrutural dos pavimentos são:

DNIT-PRO 10/78 - Avaliação estrutura de pavimentos flexíveis - Procedimento A;

DNIT-PRO 11/79 - Avaliação estrutural de pavimentos flexíveis - Procedimento B;

DNIT-ME 061/94 - Delineamento da linha de influência longitudinal da bacia de deformações

através da Viga Benkelman;

DNIT-ME 024/94 - Determinação das deflexões pela viga Benkelman;

DNIT-PRO 159/85 - Projeto de restauração de pavimentos flexíveis e semi-rígidos;

DNIT-PRO 269/94 - Projeto de restauração de pavimentos flexíveis - TECNAPAV;

DNIT-PRO 273/96 - Determinação de deflexões utilizando deflectômetro de impacto tipo

"Falling Weight Deflectometer" (FWD);

Avaliação do Estado da Superfície: Compreendem os levantamentos e estudos necessários à

caracterização de falhas correntes no pavimento, detectáveis por inspeção visual da sua

superfície. Inclui também a medida das deformações permanentes nas trilhas de roda. As normas,

métodos e especificações utilizadas para avaliação do estado da superfície são:

DNIT-PRO - 07/94 - Avaliação subjetiva de superfície de pavimentos;

DNIT-PRO - 08/94 - Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos;

DNIT-ES - 128/83 - Levantamento das condições superficiais de segmentos testemunhas de

rodovias com pavimentos flexíveis ou semi-rígidos para gerência de pavimentos em nível de

rede;

DNIT-ES - 169/86 - Controle de qualidade de levantamento das condições superficiais de

pavimentos flexíveis ou semi-rígidos para gerência de pavimentos em nível de rede.

DNIT-PRO – 182/90 – Medição de irregularidade em segmentos rodoviários.

Avaliação Funcional: É importante porque visa caracterizar o desempenho do pavimento sob o

ponto de vista do usuário, especialmente quanto ao conforto e ao rolamento, que usualmente é

aferido por meio da medição da irregularidade longitudinal. A irregularidade longitudinal são os

desvios da superfície de um pavimento em relação à superfície de referência do projeto

geométrico original. Estes desvios afetam a dinâmica dos veículos, a qualidade do conforto ao

rolamento, as cargas dinâmicas e as condições de drenagem superficial da via. A irregularidade

pode ser levantada com medidas topográficas, por equipamentos medidores de contato ou por

meio de raio laser. Também são utilizados equipamentos do tipo "resposta", que fornecem uma

somatória de desvios do eixo de um veículo em relação à suspensão. Juntamente com o IPR

(Instituto de Pesquisas Rodoviárias do antigo DNER), a USP desenvolveu nos anos 80 um

equipamento do tipo resposta denominado Integrador IPR/USP. Para esses equipamentos,

inclusive para o Integrador IPR/USP, existem técnicas de calibração e de procedimento de

levantamento. As normas e procedimentos vigentes para a medição de irregularidade são:

DNIT-PRO - 182/94 - Medição da irregularidade de superfície de pavimento com sistema de

irregularidades IPR/USP e Maysmeter;

DNIT-ES - 173/86 -Método de nível e mira para calibração de sistema de medidores de

irregularidade tipo resposta;

DNIT-PRO - 164/94 - Calibração e controle de sistemas medidores de irregularidade de

superfície de pavimento (Sistema integrador IPR/USP e Maysmeter);

DNIT-PRO - 229/89 - Manutenção de sistemas medidores de irregularidade de superfície de

pavimento-Integrador IPR/USP e Maysmeter.

Avaliação de Segurança: É o conjunto de atividades destinadas a avaliar aspectos ligados à

segurança do tráfego, especialmente à resistência à derrapagem. Tem como maior objetivo medir

o coeficiente de atrito entre os pneus e os revestimentos dos pavimentos (valor da aderência). Do

ponto de vista do pavimento, o coeficiente de atrito está diretamente relacionado às macro e

micro-texturas de sua superfície e à presença de água. Este coeficiente de atrito será mais bem

detalhado à frente.

3.2 - Procedimentos de Avaliação do Estado do Pavimento

O pavimento é uma estrutura de múltiplas camadas com espessuras finitas, onde tradicionalmente

a qualidade (resistência) do material de construção dessas camadas decresce com a profundidade.

Entretanto, existem casos em que o material da base ou sub-base pode ser mais rígido ou ter

módulo de elasticidade maior que os materiais das camadas superiores. Genericamente, existe

pavimento rígido, flexível, semi-rígido e semi-flexível.

Um pavimento flexível típico tem camada de revestimento asfáltico e as demais camadas

inferiores constituídas por materiais granulares. Quando a essas camadas inferiores é adicionado

agente cimentantes, pode-se chamar de pavimento semi-flexível ou semi-rígido. O pavimento

rígido ou de concreto de cimento Portland é composto geralmente por uma camada superficial

constituída de placas de concreto de cimento Portland, armadas ou não, apoiadas sobre uma

camada de material granular ou de material estabilizado com cimento (base ou sub-base), que por

sua vez é assentada sobre o subleito ou sobre um reforço do subleito, quando necessário.

Os tipos de defeitos encontrados nos pavimentos sempre têm uma relação direta ou indireta com

os modos de ruptura dos materiais de pavimentação, originando as patologias que se manifestam

em seu tempo com características peculiares. Uma classificação das rupturas bastante conhecida é

encontrada num livro que trata de patologias e manutenção de pavimentos asfálticos, do professor

Balbo, da USP: a) Ruptura por Resistência – Quando o material rompe por esforço aplicado igual

ou superior à sua resistência específica; b) Ruptura por Fadiga – Quando o material é solicitado a

níveis de tensão inferiores àqueles de ruptura, para um dado modo de solicitação. Gradativamente

vão desenvolvendo alterações em sua estrutura interna, gerando um processo de micro-fissuração

que resulta no desenvolvimento de fraturas, passando a haver um rompimento do material; c)

Ruptura por Deformação Plástica ou Permanente – É a capacidade do material em manter

deformações residuais depois de cessado o estado dos esforços aplicados; d) Ruptura por

Retração Hidráulica – É o resultado de variações volumétricas na massa, acabando por ocasionar

o surgimento de fissuras em sua estrutura interna. Analogamente, os materiais de pavimentação

estão sujeitos também a outros mecanismos de retração, devendo-se ainda dar destaque à retração

térmica; e) Ruptura por Retração Térmica – A retração térmica é conseqüência, sobretudo, das

alterações volumétricas dos materiais em razão de variações de temperatura nas misturas, seja

para as cimentadas como para as asfálticas; f) Ruptura por Propagação de Trinca – Quando

ocorre a chamada reflexão de trincas de uma camada inferior trincada em sua superfície, para a

camada superior; g) Ruptura Funcional – Se caracteriza pelo não atendimento das condições

relativas de rolamento confortável, seguro e econômico. Inúmeros fatores podem contribuir com

o surgimento de deformações plásticas em trilhas de roda, que geram simultaneamente

irregularidades superficiais transversais e longitudinais.

Para conhecer o estado de conservação de um pavimento é preciso fazer observação e avaliação

criteriosa e sistemática, que evite a emissão de juízo meramente subjetivo e sem valor. Além da

qualificação o procedimento de avaliação deve primar também pela quantificação, para resolver

dois problemas fundamentais: um que se refere à formulação de parâmetros ou indicadores para

avaliar pormenorizadamente as condições em que se encontra o pavimento. O outro consiste em

estabelecer quais são os valores máximos e mínimos que podem ser alcançados dentro de um

quadro considerado satisfatório. Para tanto, é imprescindível a formação de banco de dados com

elementos dos trechos em estudo. A avaliação que define os defeitos na superfície dos

pavimentos é a medida do seu desempenho, podendo ser também considerada como a medida do

nível de serviço oferecido aos usuários (serventia). Existem duas técnicas de avaliação: a

subjetiva e a objetiva.

Avaliação Subjetiva de Superfície dos Pavimentos

A avaliação subjetiva caracteriza o pavimento quanto ao conforto e a suavidade do rolamento,

proporcionados pela sua superfície. As técnicas desenvolvidas pela AASHTO utilizam

profissionais experientes para definirem o estado do pavimento a partir de conceitos qualitativos

de desempenho. Estas técnicas constituem um processo de avaliação subjetiva das condições de

superfície do pavimento chamado Valor de Serventia Atual (VSA), que será mais detalhado no

item sobre métodos de avaliação. O procedimento utilizado é o DNIT-PRO – 07/94.

Avaliação Objetiva de Superfície dos Pavimentos

A avaliação objetiva é processada por meio de quantificação numérica e da definição de

freqüência de ocorrências de parâmetros (defeitos) que influem no comportamento da superfície

do pavimento. Os defeitos serão vistos num item abaixo e correspondem a trincamentos, panelas,

remendos, etc. O procedimento geralmente utilizado é o DNIT-PRO – 08/94, que fixa as

condições para inventário, identificação, classificação e caracterização das ocorrências aparentes,

bem como das medidas de deformações permanentes nas trilhas de rodas. Também, prescreve a

aparelhagem necessária e estabelece conceito de deterioração de pavimento com base em

cálculos de freqüências absolutas e relativas às ocorrências inventariadas. Fixa o Índice de

Gravidade Individual (IGI) e o Índice de Gravidade Global (IGG).

3.3 - Nível de Serventia da Rodovia

Na apresentação da evolução de uma rede rodoviária é comum ressaltar a construção de estradas

novas e duplicação de estrada existente. Pouco se fala das obras e serviços de manutenção das

estradas existentes. No entanto, a conservação ou manutenção rodoviária é muito importante e

tem por objetivo manter as estradas em boas condições, para que a sua utilização pelo usuário

seja a mais econômica, segura e confortável. Quando uma rodovia tem um adequado nível de

serventia, a viagem pode deixar de ser uma aventura para ser uma oportunidade de um

deslocamento seguro e até prazeroso. Os principais benefícios proporcionados, particularmente

pelo estado do pavimento, são:

a) Acréscimo da segurança e do conforto;

b) Redução do custo de operação dos veículos;

c) Redução dos custos futuros de conservação;

d) Economia do tempo na viagem de passageiros e cargas;

e) Redução dos acidentes (custos materiais e custos morais);

f) Estímulo ao desenvolvimento econômico.

O pavimento é o elemento da rodovia que está mais à vista do motorista e é uma das partes do

sistema rodoviário mais estudada e mais presente na mente dos técnicos que cuidam das rodovias.

Os pavimentos sofrem deterioração ao longo do tempo e os custos de manutenção crescem

rapidamente se não são reparados tempestivamente. Essa estrutura de múltiplas camadas de

espessuras finitas, capaz de receber, de resistir e de transferir as tensões provenientes das cargas

de veículos, deve ser dimensionada para o tráfego previsto no período de projeto e para as

condições climáticas a que estará sujeita. Enfim, o pavimento deve ser construído e mantido

adequadamente, passando por intervenções devidas em tempos oportunos. Periodicamente é

necessária uma avaliação de cada trecho da via para se medir o seu valor de serventia atual,

como será abordado mais tarde.

A conservação deve ser parte da vida normal dos pavimentos e o conjunto de suas atividades é

destinado a manter a rodovia em boas condições de utilização e a prolongar a sua vida útil. Na

distinção dos tipos de conservação rodoviária pode-se adotar a seguinte classificação:

a) Conservação de Rotina (ou corretiva): É o conjunto de atividades executadas em uma

rodovia ao longo do ano, segundo os padrões ou níveis estabelecidos. Visam manter os elementos

constituintes da rodovia tão próximo quanto possível das boas condições originais. Nesse tipo de

conservação estão incluídos desde serviços de remendos (tapa-buraco), até reparos localizados

em camadas inferiores, limpezas de drenos, cuidados com canteiros e com acostamentos, etc.

b) Conservação Especial: É o conjunto de serviços e obras executados em uma rodovia, visando

preservar o investimento inicial, adaptar a rodovia às novas condições ocorridas em seu entorno,

e implantar e/ou complementar pequenas obras que são necessárias. Neste item estão incluídos

serviços de aplicação de lama asfáltica, pintura de rejuvenescimento e revestimento asfáltico

(recapeamento).

c) Conservação de Emergência: É o conjunto de serviços e obras necessárias para reparar,

repor, reconstruir ou restaurar trechos ou estruturas de rodovias que tenham sido seccionadas,

obstruídas ou danificadas por eventos extraordinários ou catastróficos, havendo a interrupção de

tráfego na via.

d) Recuperação: É o conjunto de serviços e obras executados em uma rodovia bastante

danificada, visando reconstrução parcial ou total para a sua recolocação em boas condições de

operação.

e) Melhoramentos: É o conjunto de serviços e obras executados em uma rodovia sob tráfego,

para melhorar as características originais. Incluem melhora de traçado em trechos críticos,

abatimento de rampas longitudinais com inclinação elevada, instalação de faixas adicionais em

rampas ascendentes para veículos lentos, construção e/ou pavimentação de acostamentos, etc.

Particularmente o pavimento de uma estrada ou de um trecho de estrada em operação precisa ser

avaliado periodicamente. Os principais motivos da necessidade de sua avaliação são:

• Verificar se o seu desempenho é satisfatório;

• Fornecer informações para o planejamento de serviços e obras de conservação ou de

restauração;

• Fornecer informações para a melhoria da tecnologia de projeto, construção e

manutenção;

• Verificar sua capacidade estrutural;

• Verificar sua deterioração física: trincamento, deformação e desgastes;

• Verificar os efeitos relacionados aos usuários: rugosidade ou serventia, aparência e

segurança;

• Verificar os custos de operação dos usuários e benefícios associados à variação de

serventia e segurança.

Com o passar dos anos, o pavimento que inicialmente apresentava um valor de serventia elevado,

perde gradativamente as suas características originais e vai diminuindo o seu nível de serventia

original. É importante manter o pavimento dentro de um padrão de aceitabilidade para o usuário,

cujo limite depende do tipo de via e de tráfego. A AASHTO (1993) recomenda como limite de

aceitabilidade a nota 2,5 para vias de alto volume de trafego e 2,0 para as demais; conforme

gráfico 3.1.

Gráfico 3.1 - Evolução do Nível de Serventia de um Pavimento

O pavimento está a serviço do usuário e para assegurar boas condições de rolamento,

independentemente das condições climáticas, deve existir um método que possa medir esta

qualidade do atendimento em um dado instante de sua vida. Um método utilizado é o chamado

Valor de Serventia Atual - VSA, pelo qual a serventia do pavimento é traduzida por um

parâmetro subjetivo, a partir da opinião dos próprios usuários. Elaborado na década de 50, a

partir das pistas experimentais norte-americanas da AASHTO, busca expressar o conforto

percebido pelo usuário e a relação existente entre o estado do pavimento e os custos operacionais

dos veículos. O parâmetro pode ser também definido a partir de uma avaliação objetiva, quando é

tratada por Índice de Serventia Atual - ISA (Present Serviceability Index - PSI).

Como visto no gráfico 3.1, a redução do valor de serventia de um determinado trecho de estrada

não é linear com o tempo ou com o número de solicitações do tráfego. Com o aparecimento dos

primeiros pequenos defeitos na superfície do pavimento, principalmente os caminhões e ônibus

desenvolvem maiores cargas dinâmicas, em relação às suas cargas estáticas, atuando por um

período curto de tempo nas proximidades das irregularidades: depressões, corrugações, trilhas de

rodas etc. (Fernandes Júnior e Barbosa, 2000). Este aumento na magnitude de solicitação acelera

e acentua a progressão do defeito, provocando aumento na irregularidade ou queda de serventia

da via. Ainda, a infiltração de água de chuva nas trincas de superfície vai debilitando a estrutura

do pavimento e acelerando a degradação por redução de resistência das suas camadas, inclusive

do subleito.

O VSA é o valor médio das opiniões individuais emitidas por um painel de avaliadores bem

treinados e calibrados, segundo procedimento estabelecido pelo método do DNIT, publicado

como "Avaliação Subjetiva da Superfície de Pavimentos" (DNIT PRO 07/94). O levantamento

consiste em percorrer um trecho do pavimento tido como em estado de conservação homogêneo,

na velocidade operacional da via, em veículo de passeio médio, e admitindo uma situação em que

a viagem duraria hipoteticamente 8 horas. Outras condições, como clima, são estabelecidas pelo

método ou procedimento. Os avaliadores do mesmo veículo (exceto o motorista) devem indicar

sua sensação quanto ao conforto oferecido pelas condições de rolamento do pavimento,

empregando uma escala com precisão máxima de décimos de unidade. Os avaliadores não podem

trocar impressões sobre a sua sensação e não devem levar em consideração os aspectos visuais

estéticos.

Para calibrar ou aferir uma equipe normal de avaliação é necessário ter como base um método

para quantificar a opinião do usuário sobre a capacidade do pavimento em atender as exigências

do tráfego, no momento da avaliação, quanto ao conforto e a segurança, sem se preocupar com as

suas características estruturais. A calibração é obtida pela média das avaliações individuais de

uma equipe maior de dez a quinze avaliadores competentes, treinados na avaliação de uma série

de trechos que apresentem condições de serventia diversas. Assim a equipe normal de avaliação,

formada por cinco membros no mínimo, fará a sua avaliação comparativa dos mesmos trechos

homogêneos anteriormente avaliados pela equipe de referência. Para que cada grupo reduzido

seja apto para o trabalho, a sua média não pode diferir mais de 0,3 em relação ao grupo de

referência. Quanto às variações das notas individuais dos membros de cada equipe, não podem

ser superior a 1,5 pontos e caso um dos membros de uma equipe apresente divergências

constantes, acima desse valor limite, deverá ser substituído para se evitar erros de leniência.

VSA = Σx/n; onde Σx = somatório dos valores de serventia atual individuais, conferidos pelos

membros da equipe e n = número de membros do grupo de avaliação (5 membros no mínimo)

Quanto ao nível das condições de rolamento oferecido pelo pavimento existente, uma dada

população de usuários pode levar ao estabelecimento de valor limite compatível com o seu grau

de aceitação. Isto significa que um mesmo trecho homogêneo, quando avaliado por usuários

acostumados a trafegar mais próximos de grandes centros urbanos, recebe notas menores do que

aquelas que seriam atribuídas por usuários de regiões mais distantes. Neste caso, para uma

mesma realidade as avaliações costumam ser diferentes, porque dependem do conceito de bom

ou de bem dos avaliadores.

Numa graduação de 0 a 5, a AASHTO (1993) recomenda 4,2 para a serventia inicial e de 2,5 a

3,0 como valores indicativos para intervenção de recapeamento ou reconstrução. Mas, podem ser

tolerados valores menores, chegando até 1,5; dependendo, sobretudo, da classe da rodovia. Como

um critério de rentabilidade, como a relação “beneficio x custo”, deve preponderar numa decisão

desta natureza, no estabelecimento dos limites para intervenção não há como se abstrair do

volume de tráfego diário ou VDM. Isto significa que a intervenção num pavimento com VSA =

2,5 pode ser mais prioritária que a intervenção em outro pavimento de VSA = 2,0; dependendo da

diferença de VDM a maior que solicita o primeiro em relação ao que solicita o segundo

pavimento. A Professora Titular da Poli/USP, Dra. Liedi Bariani Bernucci, adota os Níveis de

Serventia e respectivos padrões de avaliação constantes da tabela 3.1:

Padrão de conforto ao rolamento

Avaliação (faixa de notas)

Excelente 4 a 5

Bom 3 a 4

Regular 2 a 3

Ruim 1 a 2

Péssimo 0 a 1

Tabela 3.1 Níveis de Serventia e Padrões de Avaliação

( Profa. Dra Liedi Bariani Bernucci – Poli/USP)

Em seus experimentos a AASHTO Road Test estabeleceu uma relação entre as medidas

subjetivas do VSA com alguns parâmetros indicadores das condições de rolamento dos

pavimentos asfálticos. Esta relação fornece o valor do Índice de Serventia Atual (ISA) ou Present

Serviceability Index (PSI), conforme equação (3.1). Os referidos parâmetros constituem a medida

objetiva das irregularidades por meio de equipamentos adequados, como a profundidade média

dos afundamentos na trilha de roda, a área fissurada e a área de remendos na superfície dos

pavimentos de trechos relativamente homogêneos.

ISA = VSA = 5,03-1,91 log(1+SV) -1,38RD

-0,01(C+P)

1/2

(3.1)

SV (slope variance) = variâncias observadas nas medidas das irregularidades, obtidas por meio

do perfilômetro da AASHTO.

RD (ruth depth) = profundidade média dos afundamentos plásticos nas trilhas de roda, medida

com régua graduada em polegadas a cada 7,5 m.

C (cracking) = área com fissuras de classe 2 ou 3, medidas em pés quadrados, relativa a uma área

de 1.000 pés quadrados.

P (patching) = área de remendos medida em pés quadrados, em relação a uma área de 1000 pés

quadrados de pavimento.

3.4 – Identificação, Classificação e Caracterização dos Defeitos dos Pavimentos

Flexíveis.

Com base na bibliografia, serão apresentados uma descrição dos diversos tipos de defeitos

encontrados, os modos de avaliação e as áreas de amostragem. Alguns dos elementos

fundamentais do levantamento terão destaques especiais, como a confiabilidade dos dados e a

importância e função dos índices de degradação. José Tadeu Balbo diz em seu livro que “cada

tipo de estrutura de pavimento apresentará, no decorrer de sua vida de serviço, patologias (ou

defeitos) bastante relacionadas não somente aos materiais empregados como também

relacionadas ao seu comportamento mecânico, peculiar de cada pavimento. Assim, não apenas

material, mas material e comportamento serão informações muito úteis ao engenheiro na tentativa

de entender os problemas que se manifestam em pavimentos e terão bastante influência nas

técnicas que serão empregadas para serviços de manutenção”.

O conhecimento da condição do revestimento do pavimento é uma etapa obrigatória à criação de

um banco de dados, do qual podem ser extraídas informações adequadas ao projeto de

reabilitação de sua estrutura, permitindo selecionar a melhor alternativa do ponto de vista técnico

e econômico. Para tanto, é necessária a utilização de um método de avaliação da deterioração

particularmente do revestimento, permitindo a identificação de cada defeito ocorrente, visando à

determinação dos tipos, das classes, das severidades, das magnitudes e das localizações dos

defeitos.

Os defeitos de revestimentos dos pavimentos são divididos em duas classes: Estrutural e

Funcional. Embora os defeitos estruturais apresentem também defeitos funcionais, o pavimento

funcionalmente defeituoso - por exemplo, irregular - pode estar estruturalmente adequado.

Os três níveis de severidade dos defeitos representam as diferentes fases de sua progressão e,

também, qual o grau de urgência de sua recuperação. São eles: Níveis Baixo, Médio e Alto. O

processo de levantamento dos defeitos deve ser o mais preciso possível, com equipamento

apropriado e aferido. A terminologia é normatizada pelo antigo DNER e deve ser a principal

referência para trabalhos de avaliação em nosso País. Neste trabalho cada defeito está descrito a

seguir de forma simples e sumária, quanto à sua forma (morfologia) e à sua origem (gênese).

a) Classe Estrutural: Quando o defeito está associado à capacidade estrutural do

pavimento. Por exemplo, quando o revestimento apresenta trinca como conseqüência de

um processo de fadiga em uma ou em mais de suas camadas.

b) Classe Funcional: Quando o defeito está associado às condições de conforto e

segurança da sua camada de rolamento. Por exemplo, quando a sua superfície se

apresenta tão lisa que o atrito torna-se insuficiente para evitar a derrapagem.

Fenda: É um defeito genérico que quando melhor discriminado recebe o nome de fissura e

trinca. A fissura é uma fenda visível a olho nu quando a distância é inferior a 1,5m. A trinca é

uma fenda já de maior proporção, classificada como transversal e longitudinal. Quando tem

extensão inferior a 1,0 m é considerada curta e quando maior que 1,0 m, é longa. As trincas

interligadas são divididas, por sua vez, em duas categorias: trinca couro de jacaré ou pele de

crocodilo, com contornos erráticos, e trinca de bloco, com lados bem definidos formando blocos.

Essas trincas interligadas possuem ocorrências de “classe 2”, sem erosão nas bordas, e de “classe

3”, com erosão nas bordas. A fenda pode ser causada por má dosagem da mistura asfáltica, falta

de flexibilidade da camada betuminosa, excesso de compactação, insuficiência de suporte,

colapso do revestimento asfáltico por repetição de cargas, sobrecarga, envelhecimento da camada

betuminosa em conseqüência da progressiva perda do ligante, fenômeno conhecido como

oxidação, além de outras causas. As condições ambientais contribuem para o início e a

propagação da fenda e a sua evolução dá origem à panela. A fenda pode ser classificada como

defeito estrutural e/ou funcional e o seu nível de severidade pode ser baixo, médio ou alto. A

trinca é medida em metro linear ou em área trincada, devendo ser esta medida por meio de um

retângulo circunscrito, com um lado paralelo ao eixo da rodovia.

Afundamento: É uma deformação irreversível na superfície do pavimento. Quando na lateral do

afundamento há elevação, recebe o nome de afundamento plástico e quando não há elevação de

afundamento, de consolidação. Até 6,0 m de comprimento é chamado de local e quando é maior e

ao longo das trilhas de roda, o afundamento é chamado de afundamento plástico da trilha de roda

ou de afundamento de consolidação da trilha de roda.

Corrugação: São deformações transversais que juntas causam ondulações na superfície do

pavimento. Também são chamadas de costelas de vaca.

Escorregamento do Revestimento: É o deslocamento do revestimento em relação à base, com

aparecimento de fendas em forma de meia lua.

Exsudação: É o excesso de ligante betuminoso na superfície do pavimento, resultante da

migração do ligante através do revestimento. Geralmente a causa principal é a má dosagem da

mistura betuminosa.

Desgaste: É o arrancamento progressivo do agregado do pavimento, caracterizado por aspereza

superficial e provocado por esforços tangenciais do tráfego.

Panela: É uma cavidade decorrente da desagregação da camada superior, às vezes ultrapassando

o revestimento. Vulgarmente é chamada de buraco. A formação das panelas está relacionada

principalmente com o processo de fadiga do pavimento e com a ação do tráfego, agravada pela

presença de umidade. Manifestam-se em qualquer parte do revestimento, mas em particular nas

trilhas de roda. São considerados defeitos funcionais e os níveis de severidade estão em

proporção com a área e com a profundidade da panela. O método de medição é em função da

profundidade e da área do retângulo circunscrito, com um lado paralelo ao eixo da rodovia.

Remendo: É a recolocação de material apropriado no lugar de outro material original removido,

limitado a uma porção do revestimento. Quando é feito sem muito rigor técnico e de forma mais

expedita pode se caracterizar como resultado de uma operação tapa-buraco. Geralmente tem

forma retangular. É chamado de remendo profundo quando ocorre substituição de camadas além

do revestimento. É medido em metros quadrados de área retangular circunscrita, com um lado

paralelo ao eixo da rodovia. A deterioração do remendo pode ser classificada como defeito

funcional e estrutural, e sua severidade baixa, média ou alta.

3.4.1 - Incertezas quanto à Denominação e à Classificação de Defeitos dos

Pavimentos.

Freqüentemente existe dificuldade para se decidir qual o melhor nome e qual a melhor classe para

um determinado defeito constatado na superfície do pavimento em questão. Porém, o mais

importante é que uma má descrição do defeito não comprometa a qualidade do serviço de

manutenção que será feito com base no levantamento. Portanto, é importante que a equipe técnica

preparada para o levantamento tenha experiência no desenvolvimento de cada fase, tenha

sensibilidade e boa percepção quanto à coleta e utilização dos dados, e tenha em mente à

realização do trabalho como um todo. É altamente recomendável o conhecimento das

características das camadas que compõem a estrutura do pavimento e também do subleito. Uma

trinca transversal manifestada na superfície do pavimento pode ser um reflexo da propagação de

trincas de retração de uma base cimentada e não propriamente do revestimento asfáltico.

3.5 - Índices de Qualidade para Pavimentos Asfálticos

Existem vários métodos para se estabelecer o índice de qualidade das condições operacionais do

pavimento asfáltico, com base no levantamento e análise dos defeitos encontrados em sua

superfície. Existem métodos para qualificar as condições do pavimento do ponto de vista

puramente operacional e outros que qualificam e quantificam, de forma simples ou ponderada,

chegando-se a um chamado índice de qualidade. Por enquanto, alguns métodos de determinação

do índice de qualidade para pavimentos mais utilizados pelos engenheiros rodoviários brasileiros

serão apresentados resumidamente abaixo. Este assunto será mais esmiuçado depois quando for

tratado o Sistema de Gerência de Pavimentos especifico do DER, o SGP/SP.

3.6 - Métodos de Avaliação do Estado de Superfície de Pavimentos Asfálticos

Neste item é feita uma abordagem dos métodos de levantamento de defeitos e deficiências que

podem se manifestar particularmente na superfície dos pavimentos asfálticos em operação.

Índice de Gravidade Global (IGG)

O método IGG preconizado pelo DNER por meio da PRO-08/94 – Avaliação Objetiva da

Superfície de Pavimentos Flexíveis e Semi-Rígidos – é muito utilizado no Brasil. Inicialmente o

procedimento foi estabelecido pela DNER-PRO-78, com base em um trabalho elaborado pelo

engenheiro Armando Martins Pereira, apresentado na 11ª Reunião das Organizações Rodoviárias

realizada em setembro/1972 na cidade de Brasília (Pereira, 1979).

O IGG é representado por um valor numérico obtido a partir da avaliação de defeitos na

superfície dos pavimentos com o objetivo de refletir o seu estado geral. Conforme a citada norma,

o IGG deve ser aplicado como uma análise prévia para se conhecer a necessidade de uma

avaliação da condição estrutural do pavimento ou, de acordo com Gontijo et al. (1994), para

complementação de resultados obtidos por análise deflectométrica. Ao índice se chega a partir da

análise dos registros de defeitos inventariados sobre a superfície do pavimento e em função dos

afundamentos observados em trilhas de roda.

Para se fazer o inventário amostral utiliza-se uma planilha de campo relativamente simples, na

qual se coloca na vertical o tipo de defeito através de sigla e o seu respectivo grupo (oito grupos).

Acrescentam-se ainda os valores obtidos das médias das flechas medidas em mm nas trilhas de

roda interna e externa (TRI e TRE), totalizando dez ocorrências que são utilizadas no cálculo do

IGG. Na horizontal se coloca o grau de severidade, representado por números. Para

preenchimento da planilha caminha-se a pé, ao lado da via, e deve ser anotado também qual o

tipo de seção de terraplenagem em cada estação: aterro, corte, seção mista (lado do aterro ou lado

do corte), ponto de passagem e se é corte em rocha.

Cada estação (área de superfície de levantamento) deve ter 6 m de comprimento e mesma largura

da faixa de tráfego em levantamento. O inventário ocorre a cada 20 m de pista simples,

alternando-se a faixa de rolamento, ou a cada 20 m na faixa mais solicitada por veículos

comerciais de cada pista, quando pista dupla. A análise deve ser feita em separado quando se

tratar de superfície com características diferenciadas, como faixa ascendente para veículos

pesados. Como regra geral, a superfície amostrada corresponde a cerca de 15% da área total

avaliada. Gontijo et al. (1994) recomenda que o IGG seja calculado a partir de segmentos

homogêneos (com defeitos semelhantes) e não por vias, repetindo-se assim o processo para cada

trecho que foi definido numa primeira fase, que tem por finalidade homogeneizar os segmentos.

O procedimento do DNER (1994) estabelece que a extensão de cada segmento homogêneo não

ultrapasse 1 (um) quilômetro, embora essa limitação possa ser revista em função do caso.

É atribuído um fator de ponderação (f

) que estabelece a severidade relativa de um tipo de

defeito em relação aos outros, cujo valor mais altos corresponde igualmente aos defeitos panela e

ondulação (1,0). O valor mais baixo (0,2) é atribuído à fissura (FI) e às trincas independente

transversal (TT), longitudinal (TL) e de retração (TRR). Geralmente, esses dois tipos de defeitos

e o de deformação de trilha de roda são os que mais causam prejuízos à qualidade de rolamento

do pavimento. Se em uma mesma estação são verificados mais de um tipo de classe de fendas

(fissuras e trincas), apenas aquela mais grave compõe o índice. Porém, a anotação de todos os

tipos de fendas encontradas em cada estação é necessária para efeito de verificação da

homogeneidade dos segmentos.

Do ponto de vista prático, o cálculo do IGG é feito como se segue. Consideradas as N estações

inventariadas dentro do mesmo segmento homogêneo, se calcula a freqüência relativa (fr) de

cada tipo de defeito observado, tomando-se o número de observações desse defeito nas estações

de ensaio, freqüência absoluta (f

), pela expressão (3.2):

fr =

(

)

Nfa / . 100 (3.2)

Para cada tipo de defeito é atribuído a priori um fator de ponderação f

, que estabelece a

severidade de um tipo de defeito em relação aos demais, tomando-se as panelas e ondulações

como defeitos mais graves. O índice de gravidade individual (IGI) imposto ao pavimento por

cada tipo de defeito verificado é definido pela expressão (3.3).

IGI = fr . f

(3.3)

O IGI das trilhas de roda deve ser calculado em função da média e da variância dos valores

medidos com régua própria em ambas as trilhas, conforme o tipo de pista (cada uma das pistas

duplas e também a terceira faixa deve ser tratada separadamente). Assim, o IGI das trilhas de

roda é calculado em duas parcelas:

1ª) Se a média for superior a 30 mm, é adotado IGI igual a 40. Quando for inferior a 30 mm, o

IGI é o produto da média por 4/3.

2ª) Se a variância dos valores for superior a 50, o IGI causado por tal variância será igual a 50.

Quando inferior ou igual a 50, o IGI será o valor dessa variância.

O IGG é o resultado do somatório dos valores dos IGI impostos pelos tipos de defeitos e pela

média e variância das trilhas de roda. Segundo esta metodologia, o conceito de deterioração do

pavimento é o que corresponde ao IGG obtido, dentro dos limites estabelecidos nas tabelas 3.2,

3.3 ou 3.4:

Faixa de IGG Conceito

0 – 20 Bom

20 – 80 Regular

80 – 150 Mau

150 – 500 Péssimo

Tabela 3.2 Faixa de IGG e Conceito do Pavimento pela PRO/DNER – 08/94

Limites de IGG

Conceitos

0 – 10 Ótimo

10 - 30 Bom

30 – 80 Regular

80 – 150 Mau

150 – 500 Péssimo

Tabela 3.3 Limites de IGG sugeridos por Pereira (1979)

Limites de IGG

Conceitos

0 – 35 Ótimo

35 – 65 Bom

65 – 110 Regular

110 – 160 Mau

160 – 230 Péssimo

Tabela 3.4 - Limites de IGG sugeridos por Fabrício et al.(1995)

Estudos, análises e observações provenientes de aplicações práticas do método levam a algumas

considerações que devem ser lembradas. Algumas delas são:

Balbo (1997) diz que o IGG tem sido tradicionalmente aplicado em nível de projeto, o que

demanda morosos trabalhos de levantamento visual em campo. Em situações de gerência em

nível de rede tem sido adotado um critério estimativo do DNER para a obtenção do IGG, que é o

Índice de Gravidade Global Expedito (IGGE).

Bertollo (1997) afirma que o IGG apresenta limitações por não considerar a severidade dos

defeitos, excetuando-se as trincas, e por considerar o número de ocorrências sem levar em conta a

extensão de cada uma delas.

Santana (1992) propõe que o valor máximo do IGG de 500 seja reduzido para 320, quando o

pavimento deve ser reconstruído. Acrescenta que um pavimento com valor de IGG igual a 60

deva sofrer intervenção de restauração.

Duarte (1984) recomenda reavaliação do método para pavimentos semi-rígidos, que poderia

atingir valor máximo de IGG igual a 270; quase metade do valor máximo para pavimentos

flexíveis. Isto porque não ocorrerão defeitos como afundamentos plásticos e adensamentos,

ocorrendo os defeitos como FC-1, FC-2, FC-3, P, D e R.

Aranovich (1983) comenta que a norma dá pouca importância aos tratamentos superficiais e não

considera a irregularidade longitudinal na avaliação do desempenho. Alega que a avaliação da

irregularidade longitudinal, por meio da variância dos afundamentos de trilha de roda, não

corresponde com a sua experiência pratica em pavimentos de baixo custo.

DNER (1979-b) estabelece um critério para o valor de IGG com diretrizes para projeto de

restauração, como segue: se IGG

≥

180 corresponde a substituição parcial ou total do pavimento

existente por nova estrutura. Se IGG

≤

180 as medidas variam em função das deflexões, do valor

médio das flechas nas trilhas de roda e da percentagem de afundamentos plásticos locais ou na

trilha de roda.

Índice de Gravidade Global Expedito (IGGE)

O IGGE é um índice de avaliação funcional subjetivo da superfície de pavimentos flexíveis e

semi-rígidos, para levantamento contínuo, isto é, levantamento mais rápido e menos preciso que

o do PRO-08/94 do DNER (1979-a). O procedimento da aplicação do método é semelhante ao

do Levantamento Visual Contínuo – LVC do DNER (1998).

De acordo com Fabrício (1998), o método consiste em avaliar a condição da superfície de

rolamento de um pavimento de um modo contínuo, utilizando veículo numa velocidade média

constante de 30 a 40 km/h. Um técnico anota em planilha própria as severidades e a freqüência

dos defeitos do pavimento, dividindo visualmente em segmentos homogêneos de no máximo

1(um) quilômetro. Balbo (1997) ressalta a importância da experiência do avaliador, porque a

freqüência é um valor subjetivo que depende dessa experiência, da velocidade do veículo e das

condições visuais no momento da avaliação. O IGGE é dado pela expressão (3.4).

IGGE = P

. F

+ P

oap

. F

oap

+ P

. F

(3.4)

Onde: t = trincas; o = ondulações; ap = afundamentos plásticos; r = remendos; p = panelas; F

= freqüência da ocorrência dos defeitos; P = pesos correspondentes à severidade dos defeitos.

As freqüências e os pesos são obtidos em função da densidade e da severidade, conforme tabelas

3.5, 3.6 e 3.7:

Nível Freqüência ( %)

B (baixa) 5

M (média) 30

A (alta) 75

Tabela 3.5 Freqüência - DNER (1998) e Felipe et al. (1998)

Severidade

Pt Poap

prp

1 0,30

0,60 0,70

2 0,45

0,70 0,80

3 0,65

1,00 1,00

Tabela 3.6 Pesos - DNER (1998), Fabrício (1998) e Felipe et al. (1998)

Freqüência (%)

Nível

e F

oap

B (baixa) 10

≤

M (média)

10 – 50 2 – 5

A (alta) 50

≥

Tabela 3.7 Valores diferentes para as freqüências considerados por Fabrício (1998)

Pavement Condition Index (PCI) ou Índice de Condição do Pavimento (ICP)

Desenvolvido pelo Construction Engineering Research Laboratory (CERL), este índice ou escala

de qualidade foi publicada em 1979 pelo United States Army Corps of Engeneers (USACE).

Adotado inicialmente para pavimentos de aeroportos, o método foi posteriormente adaptado para

rodovias, ruas e estacionamentos. Segundo Shain e Khon (1979) e Shain e Walther (1990), o

objetivo do método é calcular um índice numérico que expressa a condição do pavimento

analisado. O PCI visa estabelecer padrões para:

• Classificar a condição de integridade estrutural e operacional da superfície dos

pavimentos;

• Estabelecer prioridades de manutenção;

• Determinar necessidades de reabilitação e prioridades por comparação de trechos;

• Acompanhar e prever desempenho do pavimento pela determinação periódica do PCI

Embora o método contemple pavimentos asfálticos e de concreto de cimento Portland (simples e

armado), para veículos de pneus e reboques, como já dito anteriormente o presente trabalho dá

ênfase aos pavimentos asfálticos. Segundo Shaim e Khon (1979), vários fatores afetam a

condição do pavimento, como:

• Integridade estrutural: permanência da integridade sob a ação do tráfego;

• Capacidade estrutural: capacidade máxima de carga sem ruptura;

• Irregularidade superficial: define qualidade operacional do pavimento;

• Resistência à derrapagem: atrito (aderência) entre pneu e superfície de pavimento;

• Necessidade de manutenção: grau de desgaste e de falência.

Os sistemas de gerência de pavimentos que mais utilizam o PCI são o PAVER e o MicroPAVER,

desenvolvidos pelo USACE (década de 1970), para utilização nos computadores militares da

época e microcomputadores, respectivamente. Este sistema foi utilizado por diversos órgãos

como a American Public Works Association (APWA) e Federal Aviation Administration (FAA),

da Federal Highway Administration (FHWA), entre outros.

Para maior precisão do PCI é necessária uma inspeção detalhada do pavimento, visando

determinar tipos, quantidades e severidade dos defeitos. Nos dois métodos de inspeção existentes,

utilizam-se unidades de 225 m

. No primeiro procedimento avaliam-se todas as unidades e no

segundo avaliam-se amostras escolhidas aleatoriamente ou sistematicamente. Os dados

referentes a cada tipo de defeito são anotados em planilha. O PCI é calculado como uma função

do tipo de defeito observado (T

), de sua severidade (S

) e de sua densidade (D

), de acordo com a

expressão (3.5).

PCI = 100 -

∑∑

= =

1 1

, S

, D

) . F (t,q) (3.5)

Onde:

a = valor deduzido dependente das variáveis relativas ao defeito (tipo, severidade e densidade);

i = um contador de defeitos;

j = um contador de níveis de severidade;

p = número total de tipos de defeitos para o pavimento em questão;

mi = número de níveis de severidade para o i-ésimo tipo de defeito;

F (t,q) = uma função de ajuste para múltiplos defeitos que varia em função da soma de valores

deduzidos (t) e do número de deduções (q).

Os tipos de defeitos, suas severidades e a forma de medida para definição de sua densidade são

catalogados pelo USACE. Os níveis de severidade são alto, médio e baixo. Por exemplo, para

afundamentos e trilha de roda, esses níveis são considerados assim: alta para valores de mais de

25 mm; média para valores entre 13 e 25 mm; baixa para valores entre 6 e 13 mm. Foi

selecionada uma escala graduada para a comparação entre os diferentes pavimentos, com valores

variando de 0 a 100. Os conceitos dados pelo método PCI (Shain e Khon, 1979) são os da tabela

3.8:

PCI Conceito

100 – 86 Excelente

85 – 71 Muito Bom

70 – 56 Bom

55 – 41 Regular

40 – 26 Ruim

25 – 11 Muito Ruim

10 – 0 Péssimo

Tabela 3.8 Faixa de PCI e Conceito do Pavimento (Shain e Khon, 1979)

Nas tabelas 3.9 e 3.10 são apresentados valores deduzidos para trincas do tipo pele de crocodilo e

para afundamentos em trilhas de roda, respectivamente, adaptados de gráficos específicos

fornecidos no manual do USACE. Para calcular o PCI de um trecho que apresentasse somente

trincas classe 3 do tipo pele de jacaré em 75% de sua área, o valor deduzido seria então 58 (alta

severidade), sendo PCI = 100 – 58 = 42, que equivale a um pavimento de qualidade regular. Isto

denota que trinca de classe 3 são altamente prejudiciais à integridade estrutural de pavimentos

asfálticos. Mas, o índice geral “regular” somente seria útil para efeito comparativo em um

conjunto de vias em processo de avaliação. Para um pavimento que em 100% de sua área (ou

extensão) apresentasse afundamento médio de trilha de roda de 15 mm como defeito exclusivo, o

valor deduzido seria 67 (para média severidade), dando um PCI = 100 – 67 = 33, equivalente a

um pavimento ruim. Isto significa que o PCI está mais relacionado com a suavidade de rolamento

do que com a integridade estrutural do pavimento.

Densidade (%)

Severidade:

ALTA

Severidade:

MÉDIA

Severidade:

BAIXA

1 11 21 30

5 25 38 52

10 32 47 62

25 43 58 73

50 52 67 82

75 58 73 87

100 61 76 90

Tabela 3.9 - Valores deduzidos para trincas tipo pele de crocodilo

Densidade (%) Severidade:

ALTA

Severidade:

MÉDIA

Severidade:

BAIXA

1 8 18 27

5 21 35 48

10 27 44 61

25 38 56 76

50 46 62 85

75 48 65 88

100 50 67

Tabela 3.10 - Valores deduzidos para afundamentos em trilhas de roda

Índice de Condição do Pavimento Flexível (ICPF)

O ICPF é calculado em função de uma avaliação subjetiva do estado de superfície do pavimento

asfáltico. Dentro de um veículo a uma velocidade entre 20 e 40 km/h o avaliador percorre cada

segmento homogêneo procedendo a sua avaliação visual, atribuindo notas de 0 a 5 para o

pavimento dependendo da quantidade e da qualidade dos defeitos observados. Esta metodologia

foi utilizada pelo DNER em rodovias federais na década de 90, para a implantação do sistema de

gerência de pavimentos.

A extensão máxima de cada segmento homogêneo é de no máximo 6 km e o procedimento do

levantamento é conforme o Levantamento Visual Contínuo (LVC), segundo o DNER (1998). É

um método simplificado e o valor do índice é a média do resultado de dois ou mais avaliadores.

O ICPF foi publicado no relatório de gerência do DNER em 1992, visando à verificação da

consistência dos dados obtidos pelo levantamento com o IGGE. Fabrício et al. (1995)

correlacionaram IGG e ICPF, utilizando a expressão (3.6).

ICPF= 18,384 – 7,642 . log (IGG + 50) (3.6)

Na tabela 3.11 tem-se a descrição dos diversos serviços de manutenção em função de valores de

ICPF e seus correspondentes conceitos atribuídos pelo DNER (1998):

Conceito Descrição ICPF

Excelente

Necessidade apenas de conservação rotineira 5,0 – 4,5

Bom

Aplicação de lama asfáltica: desgaste superficial e trincas não muito

severas em áreas não muito extensas.

4,0 – 3,5

Regular

Correção de pontos localizados ou recapeamento: pavimento trincado,

com “panelas” pouco freqüentes e com irregularidade longitudinal e/ou

transversal.

3,0 – 2,5

Mau

Recapeamento com correções prévias: defeitos generalizados com

correções prévias em área localizadas; remendos localizados ou

profundos.

2,0 – 1,5

Péssimo

Reconstrução: defeitos generalizados com correções prévias em toda a

extensão; deterioração do revestimento e das demais camadas; infiltração

de água e descompactação da base.

1,0 – 0

Tabela 3.11 - Diversos serviços de manutenção em função de valores de ICPF e seus

correspondentes conceitos atribuídos pelo DNER (1998)

Coleta de Dados: Confiabilidade das Avaliações

Quer seja o levantamento de “precisão” objetiva ou subjetiva, qualquer literatura séria conhecida

diz que os dados obtidos no campo devem ser os mais adequados possíveis. É o que consta, por

exemplo, em Grivas et al. (1991).

Existem três métodos de obtenção de dados de defeitos em campo (Haas, 1995), a saber:

1º) Manual: os formulários padrão preenchidos no campo são transportados para o escritório;

2º) Semi-automatizado: em um veículo a uma velocidade de aproximadamente 30 km/h os

defeitos são registrados em equipamentos eletrônicos especiais;

3º) Automatizados: imagens são gravadas e submetidas à análise de técnicos. A tendência é a de

que o próprio equipamento faça a análise das imagens (mais ou menos a exemplo do que faz a

fotogrametria).

Existe uma busca constante pela minimização dos erros humanos, visando maior precisão,

repetibilidade e reprodutibilidade. Isto é, busca por erros menores, por repetição de resultados de

avaliação de trechos de condições semelhantes e por resultados próximos para avaliadores

diversos para um mesmo trecho, respectivamente.

Na avaliação manual, mesmo técnicos experientes estão sujeitos à influência de ambiente adverso

no resultado de seu trabalho. A fadiga mental e física, as condições ambientais como calor ou frio

excessivo, a insegurança pessoal, o posicionamento do avaliador inclusive em relação ao sol, são

alguns dos fatores que causam tal influência.

Quando a avaliação é feita dentro de um veículo em movimento, o fator que mais afeta é a parte

física do avaliador relacionada com o conforto. Autores como Hass e Hudson (1978), Marcon

(1996) e Bodi (1998) citam que esses tipos de avaliações estão sujeitas a erros como:

• Leniência: o avaliador, frequentemente, atribui valores muito elevados ou baixos;

• Efeito halo: fatores que não têm significado para a avaliação, como as características da

via, afetam a percepção do avaliador;

• Tendência central: o avaliador atribui valores próximos da média, hesitando julgar os

extremos;

• Lógica de avaliação: o avaliador associa de maneira aparentemente lógica alguns

valores que podem ocorrer consecutivamente, mas não ocorrem simultaneamente.

3.6.1 – Métodos de Avaliação Funcional

Irregularidade de Superfície

A avaliação das características de deformação permanente é comumente feita por meio do

levantamento do grau de irregularidade dos perfis longitudinal e transversal da superfície do

pavimento. A irregularidade longitudinal pode ser conceituada como o conjunto dos desvios da

superfície em relação a um plano de referência e geralmente afetam a qualidade do rolamento, a

dinâmica dos veículos e a ação dinâmica das cargas sobre a via (DNER-PRO 182/94). A

segurança e o conforto ao rolamento que um pavimento proporciona estão relacionados ao perfil

longitudinal, à existência ou não de trilhas de roda severas e à suavidade que a superfície

apresenta, ou seja, são inversamente proporcionais ao grau de irregularidade dessa superfície.

A irregularidade também afeta a drenagem dos pavimentos, podendo contribuir para retenção de

água e formação de poças. Portanto, ela pode prejudicar a dirigibilidade além de causar

desconforto ao rolamento, insegurança à operação de veículos, bem como diminuir a durabilidade

e o desempenho do pavimento pelo aumento de ação de cargas dinâmicas. A irregularidade quer

longitudinal quer transversal, pode ser oriunda do processo construtivo e/ou pode ser resultado da

ação do tráfego, além do clima e de outros fatores. A qualidade do rolamento depende também do

sistema de suspensão do veículo e do grau de sensibilidade dos usuários e da carga transportada.

O grau de irregularidade do pavimento pode ser considerado como uma medida indireta do seu

nível de serventia.

No Brasil o parâmetro indicador de irregularidade é o Quociente de Irregularidade (QI), expresso

em contagens/km. QI de valores maiores corresponde a maior irregularidade e,

consequentemente, maior desconforto. No caso das concessões rodoviárias no Estado de São

Paulo, foi estabelecido que o valor máximo admissível de QI é de 35 contagens/km. Também,

este mesmo valor de QI é o limite máximo aceitável pelas normas do DNER para efeito de

aceitação de revestimentos asfálticos usinados a quente, os CBUQ e PMQ. Os conceitos de QI e

IRI são bastante parecidos e muito correlacionados na prática. Uma relação aproximada entre os

dois parâmetros mais utilizada pelo DER/SP é QI = 14.IRI – 10. Mas, hoje parece ser usual QI =

13.IRI – 10. A tabela 3.12 classifica o estado do pavimento em função do valor de irregularidade

longitudinal em termos de QI ou IRI

Condição do pavimento

QI (cont/km)

IRI (m/km)

Ótimo < 29 < 2,2

Bom 30 a 44 2,2 a 3,4

Regular 45 a 59 3,4 a 4,5

Ruim 60 a 74 4,5 a 5,7

Péssimo > 75 > 5,7

Tabela 3.12 Condição do Pavimento em relação ao QI e ao IRI

(Queiroz e Domingues – XVIII Congresso Mundial de Rodovias em Bruxelas/1987)

A irregularidade longitudinal pode ser avaliada com o auxílio de perfilômetro tipo-resposta, que

se baseia na reação da suspensão do veículo às irregularidades existentes. Numa explicação

simples é a transformação de impulsos mecânicos em impulsos eletros-magnéticos. A medição da

Irregularidade longitudinal é um importante parâmetro na avaliação do estado do pavimento,

visando melhor definição da solução de restauração e manutenção a ser aplicada. É utilizado

também como subsídio para cálculo de custos de operação de veículos, no controle de qualidade

na execução, nos sistemas de gerência de pavimentos e na atualização e realimentação de

modelos de previsão de desempenho de pavimentos. A medição da irregularidade, ou quociente

de irregularidade, pode ser realizada com a utilização de perfilômetro inercial com sensores laser,

com medidas realizadas em segmentos de, por exemplo, 200 metros de extensão.

Embora a avaliação da irregularidade longitudinal com medidor tipo-resposta (SMITR), mostrado

na foto 3.1, seja usual, exige constantes e incômodas calibrações em trechos-testes previamente

nivelados. Diversos equipamentos ou processos já foram concebidos dentro de quatro grupos

fundamentais: a) Sistema direto de nivelamento geométrico, com nível de precisão e mira (Abay

Beam do TRRL - Transport Road Research Laboratory); b) Sistema de medida indireta do perfil,

com o perfilômetro dinâmico de superfície GMR (perfilômetro AASHTO; APL do Laboratóire

Central des Ponts et Chaussées); perfilômetro Chloe; Merlin do TRRL; c) Sistemas do tipo-

resposta com rugosímetro BPR; Bump Integrador, conforme foto 3.2; Maysmeter; sistema

IPR/USP; d) Sistemas de medida de sonda sem contato com perfilômetro “ laser” do TRRL;

perfilômetro “acústico” FELT; perfilômetro K.J.Law Inc.

Foto 3.1 – Detalhes de medidor de irregularidade longitudinal tipo-resposta (SMITR)

Na pista da AASHO estabeleceram-se correlações do Índice de Serventia Atual (ISA) para

pavimentos flexíveis com a variância das inclinações longitudinais, SV (slope variance),

profundidade ou afundamento de trilha de roda, RD (rut depth), área com trincas de classes 2 e 3,

C (cracking) e área remendada, P (patching), pela equação (3.7) do ISA = VSA = p

PCRDSVp +−−+−= 01,0)(38,1)1log(.91,103,5

(3.7)

RD em polegadas, C e R em pe

/1000 pe

Estudos posteriores reduziram a correlação de p à irregularidade superficial R (roughness) que se

media com o rugosímetro BPR, em polegadas por milha, conforme equação (3.8):

RRp log.140,0015,000,5

−

(3.8)

Na “pesquisa de inter-relacionamento de custos rodovias” (PICR), realizada no Brasil de 1975 a

1980 pelo GEIPOT, Ministério dos Transportes, com apoio financeiro do PNUD das Nações

Unidas e consultoria estrangeira, utilizou-se o perfilômetro dinâmico, de operação delicada, e o

equipamento maysmeter, simples e instalado em automóvel de passeio.

O maysmeter é um equipamento de resposta, em que se mede o efeito da massa oscilante do

veículo, suspensa por amortecedores aos eixos das rodas, produzido pelos altos e baixos de

diferentes amplitudes da superfície do pavimento. Deve ser calibrado periodicamente e na PICR a

calibração era feita inicialmente em trechos sob o controle do perfilômetro dinâmico - GMR e,

depois, por meio do nível e mira a cada meio metro da superfície do pavimento usado na

calibração. Este procedimento está consagrado internacionalmente com a criação da escala IRI

(International Roughness Index) a partir de nivelamentos topográficos.

O IRI é definido matematicamente a partir de um perfil levantado por nível e mira ou

equipamento similar, nas trilhas de roda, visando simular os movimentos verticais induzidos do

deslocamento de um quarto-de-carro. É um índice estatístico expresso em m/km, que quantifica

os desvios da superfície do pavimento em relação à superfície de projeto. O automóvel com o

maysmeter (mays-ride-meter) ou com o Integrador IPR/USP, que é a versão brasileira do

maysmeter, percorre a estrada a velocidade constante, entre 50 e 80 km/h (tolerância de

km/h), e que deve ser a mesma da calibração. O antigo rugosímetro BPR (Bureau of Public

Roads) desloca-se a velocidade entre 15 e 20 km/h.

Para a avaliação do grau de deformação longitudinal com sistema medidor de irregularidade tipo-

resposta, pode-se utilizar também o RoughRider Computer, controlado por microprocessador que

utiliza um microcomputador tipo laptop, para automatizar a coleta dos dados fornecidos pelo

Sistema Medidor de Irregularidade Tipo-Resposta. A irregularidade e os sinais provenientes do

sensor de distância são automaticamente acumulados e armazenados no laptop acoplado,

conforme figura 3.4.

Figura 3.4 - Elementos do Veículo Medidor de Irregularidade

Estando calibrado o sistema medidor de irregularidade tipo-resposta, a medição é feita com

grande rapidez por apenas duas pessoas, o motorista e um técnico. A velocidade de medição deve

ser compatível com o tráfego e as características geométricas da via, e com velocidade constante.

Geralmente a cada 320 m o aparelho emite um sinal sonoro e um mostrador informa a leitura L,

correspondente à irregularidade acumulada nesse lance. O valor do “Quociente de

Irregularidade”, QI, é posteriormente calculado em escritório, empregando-se a equação de

correlação correspondente. A PRO-182/90 do antigo DNER é a que trata da medição de

irregularidade em segmentos rodoviários.

No Brasil, a escala padrão de medição adotada é o QI ou o “Índice de Quarto de Carro”,

reconhecido internacionalmente, a partir do uso do perfilômetro dinâmico de superfície – GMR.

A figura 3.5 mostra que o modelo de quarto-de-carro consiste em um sistema formado por uma

massa, uma roda, um amortecedor e uma mola. A resposta à irregularidade, obtida pela simulação

dos movimentos no quarto-de-carro, conforme figura 3.6, é aceita como uma medida padrão de

irregularidade e é expressa em contagem por quilômetro (cont./km). Na PICR obteve-se QI entre

20 e 100 em trechos de tratamento superficial.

Figura 3.5 - Perfilômetro dinâmico usado na pesquisa PICR.

Figura 3.6 - Simulador de quarto-de-carro

Como foi dito anteriormente com outras palavras, em face da existência de numerosos índices

obtidos pelos diversos equipamentos denominados perfilômetros ou perfilógrafos, com medidas

em diversas escalas padronizadas, a entidade "The International Road Roughness" estabeleceu

um índice chamado de IRI - International Roughness Index. O estabelecimento deste índice de

irregularidade foi baseado numa pesquisa internacional de medição de irregularidade, realizada

em Brasília em 1982. Os valores de IRI variam de 1 m/km, para estradas pavimentadas

excelentes, até valores superiores a 5 m/km, para estradas pavimentadas muito ruins. Índice de

até 1,5 a 2,5 tem sido utilizado para o controle de recebimento de obras contratadas de

pavimentação. Hoje não é incomum conceder bônus ao empreiteiro quando o IRI é mais baixo e

até rejeitar a obra quando é mais alto. Como já dito, a relação entre QI e IRI pode ser expressa

também pela fórmula (3.9).

IRI

(3.9)

No âmbito das características de deformação em superfície mais acentuadas, que se apresentam

particularmente nas trilhas de roda, além da irregularidade longitudinal atribuída aos

afundamentos plásticos ou de consolidação, ondulações e corrugações, tem-se também a

irregularidade do perfil transversal. Para a avaliação desta irregularidade transversal do

pavimento, pode-se proceder ao levantamento de seções transversais eqüidistantes, por exemplo

de estaca em estaca. Neste caso, um equipamento preconizado é o “Transverso-Perfilômetro

Strata”. Conforme consta do Método Paragon para Avaliação, trata-se de um equipamento

simples, com dispositivo provido de roda apalpadora que faz desenhar em escala a respectiva

semi-seção transversal. Para medir as flechas máximas nas trilhas de roda, utiliza-se a conhecida

“Régua-Treliça”, com base de 1,20 m. Estes dois equipamentos são apresentados nas figuras 3.7

e 3.8.

Figura 3.7 - Transverso-Perfilômetro Strata

Figura 3.8 - Régua Treliça de 1,20m de base

O Perfilômetro Laser (Laser Perfilometer) é um equipamento que tem sido utilizado para

medição de irregularidade, inclusive tendo sido objeto de contrato do DER/SP para levantamento

de grande parte da rede paulista, concluído em 2005. No presente trabalho, mais tarde haverá

detalhamento deste levantamento. Este equipamento mede e armazena os perfis longitudinal e

transversal do pavimento a uma velocidade de 30 a 110 km/h. O sistema emprega dois

acelerômetros de precisão para eliminar a influência dos movimentos do veiculo em relação à

rodovia. Também um número variável (3 a 7) de sensores laser infravermelhos, para medir as

distancias entre a régua e a superfície do pavimento. Os sensores vão montados no pára-choque

dianteiro do veículo e um computador laptop armazena todas as informações necessárias ao

desenho dos perfis da superfície do pavimento.

Foto 3.2 - Sensores do Perfilômetro Laser no pára-choque dianteiro

Perfilômetro Laser Cibermétrica (CiberLaser)

Este equipamento para medida de irregularidade longitudinal e do afundamento plástico em

trilhas de roda foi desenvolvido e montado no Brasil com o uso de componentes importados. É

resultado de um trabalho realizado por profissionais da área da engenharia rodoviária,

microeletrônica e software.

Trata-se de um sistema de medição com auxílio de medidores de distância a laser, sem contato,

de medidores de aceleração vertical do veículo (acelerômetros) e de um sistema preciso de

medição de deslocamento/velocidade. Tudo é gerenciado por um sistema microprecessado, que

coordena a aquisição dos dados enviados a um computador portátil, em tempo real, por meio de

uma porta do tipo USB.

O sistema é capaz de realizar medições no período noturno à freqüência de aproximadamente

1700 medidas por segundo, em cada um dos sensores (trabalhando com 5 módulos a laser e 2

acelerômetros). A velocidade de deslocamento do veículo pode variar durante as medições e não

tem um limite superior, o que permite que o levantamento seja realizado a 120 km/h,

resguardadas as medidas de segurança. Como limite inferior, recomenda-se que os levantamentos

sejam realizados a velocidades superiores a 30 km/h.

Conforme figura 3.9, os medidores de distância a laser trabalham com feixes de laser de média

potência apontados perpendicularmente para o pavimento, tendo suas posições registradas por um

sensor especial que recebe o reflexo das ondas que lhe são direcionadas. Conhecida a distância

constante entre o sensor e a lente, bem como as distâncias 321 −− , é possível entender o

funcionamento deste tipo de medidor. Os segmentos

−

e 33 − representam distâncias

possíveis do veículo até o pavimento e sua representação no sensor especial.

Figura 3.9 - Incidência do feixe de laser do Perfilômetro Cibermétrica

Cada um dos medidores de distância laser tem internamente um sistema eletrônico micro

controlado que gerencia a execução e a transmissão dos dados de cada medida, de acordo com as

solicitações do sistema gerenciador. O curso útil de cada sensor é de 200 mm e a sensibilidade

das medidas é de 0,2 mm. Os sensores de aceleração vertical ficam instalados dentro de dois dos

módulos a laser e são responsáveis pelo registro realizado na mesma freqüência, com que se

realizam as medições de distância, da aceleração vertical do veículo. Depois de processada, essa

informação permitirá conhecer a posição relativa do veículo ao longo de todo o levantamento, o

que permite a correção das medidas de todos os sensores, que é o perfil elaborado pelo

equipamento.

O sistema de medição do deslocamento do veículo é composto de um sensor que é acoplado à

roda do veículo e que gera 1200 pulsos por rotação, permitindo o acompanhamento preciso do

deslocamento e conseqüentemente da velocidade. O sistema gerenciador é o sistema eletrônico

micro controlado, ao qual os sensores (laser, aceleração e deslocamento) são conectados. Esse

sistema controla a aquisição/recebimento das informações pelos sensores e consolida as

informações para enviar ao computador. O Perfilômetro Laser pode ser afixado no pára-choque

dianteiro (foto 3.3) ou no pára-choque traseiro (foto 3.4).

Foto 3.3 - Detalhes do Perfilômetro Laser no pára-choque dianteiro

Foto 3.4 - Perfilômetro Laser no pára-choque traseiro

Características Técnicas do Sistema

– Número de Módulos de Distância (Lasers): 1 a 14

– Curso Útil dos Sensores: 20 cm

– Número de Sensores de Aceleração: 2

– Sistema de Medição da Distância: 1200 pulsos/volta

– Taxa de Aquisição de Dados: 1700/s (com 5 módulos)

– Software de Coleta de Dados

– Software de Compensação Vertical

– Software de Cálculo da Irregularidade

A instalação do Perfilômetro Laser Cibermétrica pode ser feita em diferentes tipos de veículos e

o equipamento transportado sem maiores dificuldades. Pode ser montado no local da execução

dos trabalhos, utilizando como pontos de fixação na parte traseira do veículo os locais onde

normalmente são aparafusados os engates para reboque. Neste caso, os primeiros passos para a

instalação do equipamento no veículo de passeio, que será destinado à realização das medições,

são: a fixação do suporte traseiro, a fixação do suporte do sistema de medição de distância em

uma das rodas traseiras e por fim a conexão de um cabo para a alimentação do sistema à bateria

do veículo.

Depois, o técnico de campo acompanhado de um motorista deve se dirigir ao trecho a ser

levantado para então finalizar a montagem do equipamento. É neste momento que deve ser fixada

ao veículo a viga suporte dos sensores e que pode ser montada num comprimento adequado às

medidas pretendidas, que varia de 200 a 300 cm. Com a viga posicionada, devem ser

posicionados e fixados os módulos a Laser em número e em posições que respeitem as

características da via e das informações que se pretende extrair. Em seguida deve ser fixado o

sensor de deslocamento no suporte da roda e por fim devem ser conectados os cabos no sistema

de gerenciamento. O sistema é ligado e seu funcionamento é verificado no computador. Estando

todas as partes operando sem erros, é realizada a “zeragem” dos sensores em relação a um plano

imaginário nivelado, com o auxílio de um dispositivo especial. O equipamento está pronto para a

realização das medições.

A operação do equipamento deve ser feita no período noturno em dias sem chuva, por um

operador técnico e um motorista, opcionalmente auxiliados por 1 ou 2 veículos batedores

dependendo do comprimento da barra requerido para o serviço. Para a barra montada com o

comprimento máximo (300 cm) é recomendada a presença de 2 veículos batedores, um à frente e

outro atrás do veículo de medição. Durante um levantamento realizado com o equipamento, o

operador técnico é capaz de visualizar na tela do software se todo o sistema está funcionando

corretamente. A qualquer momento o software permite que se abra um arquivo com informações

de todos os sensores, que são continuamente gravadas.

A calibração do sensor de deslocamento é feita concomitantemente com o levantamento,

mediante a inclusão da localização de algumas das placas quilométricas e/ou de alguns marcos

com distância conhecida. Esta metodologia apresenta uma vantagem muito grande à utilização de

hodômetro tradicionais, uma vez que desta maneira é muito mais fácil localizar posteriormente os

trechos medidos em campo, permitindo intervenções mais pontuais. Durante o levantamento,

além de o operador técnico poder visualizar as medições dos sensores em tempo real, ele também

pode registrar no sistema todas as observações que julgar pertinente, tais como: uma

ultrapassagem, a passagem por obras de arte e/ou outras ocorrências que possam alterar os perfis

e conseqüentemente os valores de Irregularidade em relação àqueles calculados para trechos

anteriores e posteriores. Finalizada a coleta de dados de campo, os arquivos com os registros

devem ser processados por algoritmos específicos para que, levando-se em conta os dados da

aceleração, possam ser obtidos os perfis levantados por cada um dos módulos. Definidos os perfis

os dados são novamente processados para a determinação do QI e dos afundamentos plásticos em

uma ou nas duas trilhas de roda, conforme o caso.

É um sistema de medida primário que mede o perfil do pavimento de forma similar à medida com

nível e mira, com comprimentos de onda que interessam para o cálculo de índices de

irregularidade. A irregularidade é calculada a posteriori com a mesma equação que é utilizada

para calcular a irregularidade de um trecho medido com nível e mira. As medições não são

afetadas pela velocidade variável do veículo, cujo valor mínimo recomendado é 30 km/h. As

medidas independem de trechos de calibração. O que é calibrado num perfilômetro laser antes do

início de cada levantamento, são os sensores laser e os acelerômetros. As medidas de

irregularidade podem ser feitas sobre as trilhas de roda, o que normalmente não acontece em um

medidor tipo resposta, atrelado a um eixo de veículo de passeio.

O sistema gera medidas de irregularidade independentes em cada uma das trilhas de roda. O

registro do perfil do pavimento é útil na determinação dos locais de deformações em cada trecho,

permitindo correções mais pontuais. A localização posterior dos trechos levantados é facilitada

em função dos marcos presentes na rodovia.

A medida do afundamento plástico nas trilhas de roda é realizado durante a mesma passagem

do veículo e representa menos risco aos técnicos que caminhassem ao longo dos trechos, ainda

com economia de tempo e de recursos. Não interfere com o tráfego que seria desviado ou

interrompido temporariamente, causando aborrecimentos e insegurança ao usuário. Permite

medidas mais confiáveis, pois são calculados valores médios de muitas medições ao longo da

pista a cada 10 metros, e não somente uma medida a cada 20 ou 40 metros. É fornecido como

resultado o desvio padrão, além da média, permitindo aos técnicos analisar a variação da medida

de cada uma das médias.

3.6.2 – Métodos de Avaliação da Segurança de Tráfego

Este item procura abordar alguns aspectos relacionados com a segurança do tráfego rodoviário,

levando-se em consideração as condições de operação oferecidas pela superfície do pavimento

em serviço.

Aderência na Segurança Rodoviária

Um acidente de trânsito rodoviário raramente pode ser atribuído a um único fator. Em geral, ele é

resultante da interação de uma multiplicidade de causas interligadas:

- Em relação aos usuários: falta de aptidão, de experiência ou mau comportamento.

- Em relação às características dos veículos: mau desempenho ou falta de manutenção.

- Em relação à infra-estrutura: geometria e revestimento inadequados.

- Em relação às circunstâncias particulares: meteorologia, má visibilidade e intensidade do

tráfego.

Todavia, qualquer que seja a causa primeira pela quebra da estabilidade é preciso ter em mente

que o motorista vai tentar dominar o veículo agindo com base numa superfície do tamanho de

uma folha de papel formato A4 (210mm x 297mm), correspondente à superfície de contato entre

o pneu e o revestimento da rodovia. Portanto, é da qualidade desse contato e da maneira como ele

vai ser utilizado que vai depender freqüentemente da possibilidade do usuário evitar ou não um

acidente de pequena ou de grande proporção.

A principal dificuldade para que o usuário seja prudente e diminua a velocidade ou tome outras

providências necessárias, é que fora de casos muito particulares a má aderência dificilmente é

perceptível em condições normais de utilização da rodovia. Assim, cabe ao projetista, construtor,

órgão responsável e ao técnico neste assunto oferecer aos usuários um nível de aderência

compatível com as dificuldades encontradas no itinerário, para que um bom grau de segurança

seja oferecido no trecho. Pontos nos quais se verifica que desgraçadamente ocorrem amiúde

problemas de falta de aderência devem passar a ser considerados como pontos críticos e uma

atenção especial deve ser dispensada, para que os defeitos sejam corrigidos com urgência. Alguns

indicadores devem ser considerados para que a investigação técnica consiga identificar com mais

precisão esses seguimentos, como trechos sujeitos a maiores esforços tangenciais, curvas

horizontais e pontos de frenagem. Nestes pontos singulares há uma degradação característica

mais rápida, quanto ao polimento superficial do revestimento.

Acidente por Derrapagem

Consta que cerca de 15% dos acidentes rodoviários ocorrem por falta de aderência e deles 5%

causam vítimas fatais. Considerando que o aumento da velocidade operacional é um fator

importante utilizado para diminuir o tempo de viagem e também para atender uma maior

demanda de usuários, uma atuação rigorosa para diminuir os acidentes rodoviários inclui

aumentar cada vez mais o conhecimento e controle de suas causas.

“A derrapagem é o resultado do comportamento dinâmico do veículo, manifestada pela

incapacidade do motorista de manter o controle vetorial da trajetória em qualquer manobra”.

Cabe ao motorista estabelecer o controle tanto da velocidade, quanto da trajetória do veículo.

Caso contrário o veículo entrará em regime de derrapagem. Em geral, a derrapagem ocorre em

pavimento na condição molhada, uma vez que o pavimento em condições secas não oferece

problema de falta de aderência. Sobre o revestimento seco e limpo, os coeficientes de atrito são

elevados e a velocidade influi pouco. Sobre o revestimento molhado, geralmente há uma

diminuição muito nítida do coeficiente de atrito com a velocidade. Este decréscimo do

coeficiente de atrito é muito mais acentuado sobre revestimentos polidos e/ou quando os pneus

estão lisos. Porém, existem outros fatores que podem igualmente contribuir para a diminuição da

aderência e consequentemente aumentarem o risco de derrapagem, que são a irregularidade da

superfície de rolamento, a velocidade de operação crescente, a natureza do revestimento e a sua

textura, o tráfego, etc.

Textura

Existem diversos tipos de revestimentos rodoviários cujo uso está relacionado às condições de

contato com o pneu do veículo. Assim, a aderência sobre o revestimento molhado, as projeções

d'água, o ruído do contato do pneu com o revestimento, a resistência ao rolamento estão

diretamente relacionados à forma geométrica da superfície de rolamento, desde uma escala de

alguns milímetros até alguns centímetros e à percepção desta superfície pelo referido pneu. Esta

geometria deve ser estudada com o objetivo de se propor melhorias em suas características

normais e também para se propor técnicas rodoviárias que venham oferecer gradativamente

melhor desempenho desta relação entre o pneu do veículo e a superfície do revestimento da

rodovia.

Um dos principais fatores para a diminuição da aderência é a qualidade da interação entre pneu e

pavimento, que pode estar mais centrada nas propriedades do revestimento ou nas condições de

operação do pneu, ou em ambos. Quanto ao revestimento, o que mais se destaca é o grau de

regularização (aspereza) da textura da superfície de contato.

Principalmente os autores anglo-saxônicos definem a textura superficial do revestimento como

sendo as asperezas da superfície do pavimento. Assim, a textura é uma característica do

revestimento do pavimento, que se refere aos materiais dispostos e observáveis na superfície de

rolamento. A textura superficial é uma característica do revestimento e pelas observações

registradas por diversos pesquisadores ela é uma propriedade transiente (que muda suas

características a cada instante). Então é válido dizer que a cada instante o revestimento apresenta

um estado diferente de textura superficial, observável, por exemplo, por meios óticos e táteis.

Em relação a uma superfície plana de referência, ajustada ao greide da superfície de rolamento,

três grandezas podem ser consideradas: altura média das asperezas, distância média entre

asperezas consecutivas e o fator de forma das asperezas. Elas são os parâmetros micro texturais.

Vide figuras 3.10 e equações (3.10; 3.11 e 3.12).

Figura 3.10 - Ondas micro texturais que definem as asperezas da superfície do pavimento

Comprimento de Onda Associada = λ

Densidade Média de Aspereza =

LodoPerfilCompriment

NúmerodePi 3cos

= (3.10)

Altura Média de Aspereza =

cos

cba

NúmerodePi

urasSomadasAlt

= (3.11)

Fator de Forma Médio de Aspereza =

arg

cba

uraMédiaL

aAlturaMédi

= (3.12)

Parâmetros Micro Texturais

Classes de Textura

Três séries de texturas podem ser consideradas: a microtextura, a macrotextura e a irregularidade.

O pesquisador Guy Descornet afirma que quanto ao atrito a essência do desempenho do

pavimento é determinada pelas asperezas superficiais em escalas diferentes e acrescenta que

pesquisas revelaram uma parte representativa, nesse desempenho, de uma classe de rugosidade

geométrica denominada megatextura.

A norma americana ASTM-E867 estabelece um critério de onda associada à irregularidade de

superfícies de pavimentos rodoviários, cujos parâmetros característicos são: o comprimento de

onda (λ), que é a distância horizontal, e a amplitude de onda (b), que é a distância vertical. Vide

tabela 3.13.

Intervalo de dimensões

Domínio

Horizontal (λ)

Vertical (b)

Microtextura 0 - 0,5 mm 0 - 0,2 mm

Macrotextura 0,5 – 50 mm 0,2 – 10 mm

Megatextura 50 - 500 mm 1 - 50 mm

Curtas 0,5 – 5 m 1 - 20 mm

Médias

5 - 15 m 0,5 – 5 cm

Irregularidade

Longas

15 – 50 m 1 - 20 cm

Tabela 3.13 - Textura ASTM – E867

Megatextura

A descrição de uma superfície é complexa. Toda representação contém as aproximações ligadas

ao modo de aquisição de dados e à representação ou ao tratamento que são feitos os desenhos e

os cálculos. Segundo a característica normal considerada, tal modo de aquisição e tratamento dos

dados é mais importante que as demais coisas. Em particular, os modos atuais de descrição das

camadas superficiais e dos polimentos tradicionais são melhor adaptáveis à superfície das

camadas drenantes e das camadas bem finas. Em contato com as qualidades normais, várias

escalas são utilizadas. Concebe-se que elas sejam diferentes pelas propriedades do pneu e da via.

Entretanto, uma melhor comunicação entre as práticas logo permite a compreensão das

particularidades de cada um e em seguida a harmonia das análises, quando esta é realizada.

A megatextura, com gama (λ) de 50 a 500 mm horizontalmente, corresponde aos desníveis

verticais de 1 a 50 mm. Esta megatextura está relacionada principalmente à heterogeneidade

granular, como, por exemplo, a tolerância pela dimensão máxima de uma camada e a sua

aplicação na obra. Os pneus dos veículos de passeio e os de veículos de carga pesada recebem

esta característica por seu aro de contato, de 200 mm para os veículos leves (VL) a 300 mm para

os veículos pesados (VP), com as dimensões das formas da borracha com as mesmas proporções,

de 20 mm de passeio a 30 mm de carga. Os desníveis associados provocam deslustres e

sobrecargas. A megatextura está também associada à geração de ruído de rolamento pelo

emprego da vibração dos flancos dos pneus. Estas questões ainda são pouco estudadas, porque os

defeitos correspondentes são raros. O desenvolvimento dos revestimentos delgados pode

conduzir a reativar a pesquisa sobre este assunto.

Macrotextura

É a distribuição espacial do agregado na mistura do revestimento capaz de interagir com a banda

de rodagem do pneu, num dado instante e numa dada seção do pavimento. Os três parâmetros

discriminados na figura acima são características geométricas da textura do revestimento, numa

dada seção do pavimento. No caso de macrotextura, são características da textura da mistura (e

não especificamente do agregado) constituída de agregados rochosos estabilizados pelo

aglomerante. Em suma, a macrotextura possibilita restabelecer os valores de atrito que têm

características do revestimento seco e assim contribui para que não ocorra o fenômeno da

hidroplanagem.

Veith ressalta a importância da macrotextura na preservação da aderência à velocidade mais alta

e no regime de lubrificação elastohidrodinâmica. Na teoria de hidroplanagem visco-

elastohidrodinâmica combinada, N.B. Horne e F. Buhlmann esclarecem o mecanismo da

preservação da aderência pela ação drenante de um volume de fluído aprisionado pelo pneu

deformado na zona de contato. Um pneu de 10 cm de largura de contato, a 90 km/h sobre uma

pista molhada com 1 mm de película de água desloca 150 l/min ou 9000 l/h. Na aderência, a

macrotextura está relacionada com o ruído de rolamento, projeção de água e com o desgaste dos

pneus.

Pode-se medir a macrotextura com o ensaio da Mancha de Areia, conforme elementos constantes

da figura 3.11. Consiste em preencher os vazios da textura superficial do pavimento com um

volume conhecido de uma areia especificada. A areia é espalhada com movimentos circulares, de

modo que o diâmetro final da mancha seja função da altura média e consequentemente do volume

consumido. O equipamento consiste de um recipiente de volume conhecido, preenchido com uma

areia de granulometria padrão, um dispositivo próprio para o espalhamento da areia e uma régua

para medir o diâmetro da mancha de areia espalhada. A relação entre o diâmetro medido e o

volume de areia conhecido dá a macrotextura da superfície do pavimento. Por último, pode-se

medir a macrotextura com um "molde de gesso". O processo consiste em reproduzir a superfície

do pavimento em gesso e em seguida medir a sua macrotextura.

Figura 3.11 - Para Ensaio de Mancha Areia que mede a Macrotextura (Atrito Superficial)

Microtextura

É a distribuição espacial das asperezas na superfície do agregado capaz de interagir com a

borracha da banda de rodagem do pneu, num dado instante. Podem-se distinguir três parâmetros

análogos aos anteriores, em relação a uma superfície plana de referência ajustada à superfície de

contato entre o pneu e as asperezas do agregado. Esses parâmetros são suficientes para

caracterizar a textura do material rochoso (do agregado e não genericamente da mistura) na

superfície de contato.

Enquanto as asperezas da macrotextura são representadas pelo volume distribuído de parte do

agregado saliente na superfície da mistura (concreto asfáltico ou concreto de cimento Porland), as

asperezas da microtextura são representadas pelas arestas salientes da estrutura cristalina

emergente, na superfície de cada agregado gerador da macrotextura.

Em resumo, a macrotextura é uma característica ligada à estrutura da mistura como revestimento

e a microtextura é uma característica do agregado ligado às propriedades petrográficas de gênese

da rocha que lhe deu origem.

Na hipótese de haver boa regularidade na direção transversal do pavimento, por exemplo, com

ausência de trilhas de roda, verifica-se que o intervalo de textura capaz de garantir um satisfatório

coeficiente de atrito em pista molhada é a microtextura. É a microtextura a responsável pela

ruptura da película de água no topo das asperezas do pavimento e que permite o contato com a

borracha do pneu. Portanto, o fenômeno da lubrificação da camada limite realizada por uma fina

película de água (que é o melhor lubrificante da borracha) é de certa forma anulado pela presença

da microtextura na superfície do revestimento, pelas seguintes razões: a) Pela capacidade

drenante da fina camada de água. b) Pela capacidade de romper a fina camada de fluido de

espessura da ordem de poucas moléculas que separam o pneu do topo das asperezas. Isto se

realiza pelo desenvolvimento de elevadas pressões de contato da borracha do pneu em presença

de intensas forças moleculares de coesão entre as moléculas de água.

Outras Medidas

A medida da espessura da película de água aderente ao pavimento quantifica a capacidade

drenante da superfície do pavimento de modo a se ter uma avaliação da possibilidade de

ocorrência dos fenômenos de viscoplanagem ou hidroplanagem, que são parcelas do fenômeno

chamado aquaplanagem.

O equipamento para a medida da espessura da película de água aderente ao pavimento consiste de

uma série de tubos capilares dispostos fixamente a distâncias conhecidas do chão. A película de

água presente na superfície a ser avaliada, segundo sua espessura, toca a extremidade do tubo e

com isso lhe modifica a cor. Assim, visto de cima, tem-se escalarmente a espessura da película de

água num dado momento.

Medição do Coeficiente de Atrito

Medir o coeficiente de atrito ou de aderência significa determinar, por meio de uma medida

escalar, o grau de escorregamento (ou derrapagem) presente na superfície de um pavimento. O

coeficiente de atrito transversal pode ser medido com o Pêndulo Britânico, cujo resultado é

conhecido como VRD (Valor de Resistência à Derrapagem). O coeficiente de atrito também pode

ser medido indiretamente com a chamada "Mancha de Areia", medindo-se a macrotextura da

superfície do pavimento.

O Pêndulo Britânico da foto 3.5 é constituído por uma placa de borracha que simula a superfície

de um pneumático “careca” de veículo automotor, montada no extremo de um pêndulo que,

liberado em queda livre, descreve um arco circular tangenciando a superfície do pavimento onde

se coloca o aparelho para o ensaio. A diferença de altura entre o centro de gravidade da placa de

borracha tomada antes e depois que ela desliza sobre a superfície do revestimento é utilizada para

se calcular a perda de energia devido à fricção. As condições do ensaio foram definidas de tal

forma que os valores apresentados no mostrador do equipamento correspondem ao “Valor de

Resistência à Derrapagem” (VRD) de um pneumático padrão derrapando sobre o pavimento a 48

km/h.

Foto 3.5 - Pêndulo Britânico

O ensaio é realizado sobre uma superfície uniformemente molhada e os pontos de ensaio podem

ser espaçados entre si de 5 m, de modo a se poder extrair um valor médio das leituras. Podem ser

realizados 5 ensaios e obtidas 5 leituras em cada uma das unidades de amostragem das quais se

obtém um valor médio. Os Valores de Coeficiente de Atrito obtidos, traduzíveis também em

Valores de Resistência à Derrapagem (VRD) devem ser analisados à luz dos limites aceitáveis

segundo os padrões estabelecidos pelo “Marshall Committee” e pela Norma Britânica.

Uso do Mu-Meter para avaliação do coeficiente de atrito em pavimentos rodoviários.

O Mu-Meter é um equipamento rebocável (figura 3.12), com dimensões em torno de 150 cm de

comprimento, 80 cm de largura e 85 cm de altura. O equipamento conta com três rodas, sendo

que a central estima a distância percorrida e ao mesmo tempo é responsável pela rotação do

cilindro do dispositivo registrador numérico, que acumula o atrito medido em toda a extensão

considerada e de um hodômetro que indica a distância percorrida em múltiplos de 6m (20ft), nas

versões antigas.

Figura 3.12 - Esquema do Mu-meter (29ª RAPv)

Das três rodas, as duas laterais são responsáveis pela medida do atrito e são montadas em braços

móveis independentes, articulados numa argola de reboque e ajustadas para trabalharem num

ângulo de deslizamento lateral de 7,5 graus. O princípio de funcionamento é a medida do atrito

por meio da avaliação da força criada contra as duas rodas “medidoras”, pelo deslizamento

devido ao ângulo de divergência de 7,5 graus das duas rodas em relação ao sentido longitudinal

do deslocamento. A força é medida através da célula de carga, que é localizada entre os braços

fixos e os braços móveis, nos quais estão adaptadas as rodas medidoras.

O peso total do equipamento é de aproximadamente 245 kgf. Os pneus são lisos e têm 40 cm de

diâmetro, 10 cm de largura e são operados com uma pressão de inflação de 70 kpa (10 psi). Para

esta pressão dos pneus, o coeficiente de atrito máximo de uma pista é obtido a uma velocidade de

65 km/h, o que equivale a 0,9 vezes a velocidade de aquaplanagem dinâmica do equipamento.

Conta, ainda, com um sistema espargidor de água, capaz de manter uma lâmina de água de 1 mm

de espessura, em frente a cada uma das rodas medidoras, que é suficiente para simular as

condições de uma pista molhada.

Um sistema hidráulico foi também adaptado ao equipamento, tornando-o capaz de mover as

rodas “sensoras” (de ensaio) para dentro e para fora, além de poder mover a roda que registra a

distância para cima e para baixo. Isto permite que os ensaios sejam conduzidos pelo operador da

própria cabine do veículo rebocador, permitindo-se fazer ensaios sem interrupções.

Considerações Importantes

A derrapagem é um fenômeno mais típico da condição molhada do pavimento. Na solicitação,

quer seja ela de tração e de frenagem (Foto 3.6) ou de mudança de direção (rodas soltas), há

necessidade de atrito suficiente que garanta a sua estabilidade na velocidade operacional,

compatível com as características da rodovia. Portanto, a oferta desta condição é uma atribuição

dos técnicos rodoviários que deve ser conseguida na fase de projeto, de execução, de operação e

de manutenção. Os esforços que têm sido desenvolvidos nos centros de pesquisas em matéria de

revestimentos drenantes, de aparelhos de medição de aderência, de tecnologia de construção dos

pneus, entre outros, têm permitido um progresso notável neste campo considerado de importância

vital.

Foto 3.6 - Teste de medida de atrito com roda-presa

Como contribuição, pode-se sugerir que nas obras rodoviárias as dosagens das misturas asfálticas

visem sempre dotar a superfície de rolamento com adequadas características de resistência à

derrapagem, como por exemplo, cuidando bem da forma e da qualidade dos agregados, além do

conhecido teor de betume em proporção correta. Para atendimento às normas existentes é

recomendável adoção da faixa granulométrica “B” do DNER para CBUQ, de forma a se ter

mistura com a desejável macrotextura.

Como o coeficiente de atrito é um atributo que muda especialmente com o tempo de exposição ao

tráfego, é importante o monitoramento periódico da resistência à derrapagem dos pavimentos

para que medidas corretivas sejam tomadas antes de ocorrerem acidentes fatais. Se for o caso

deve-se intensificar a sinalização de algum segmento singular, obrigando a diminuição de

velocidade operacional até que as medidas mais efetivas sejam tomadas.

Como comentário adicional, talvez valha a pena lembrar que os técnicos rodoviários não podem

ser vencidos pelo pessimismo, uma vez que são profissionais que devem procurar iluminar a

parte mais escura deste quadro sombrio que se tem particularmente no Brasil. Para evitar

acidentes, qualquer medida possível num determinado momento deve ser adotada, seja ela com

tecnologia avançada ou com apenas alguns recursos disponíveis, sem deixar de estar

comprometido com os avanços que tornam possível oferecer aos usuários das rodovias cada vez

mais conforto e segurança. São bem lembrados e reconhecidos casos que se configuram como

exemplos aparentemente banais, mas que às vezes servem para ilustrar a importância da atuação

do engenheiro ou de outro profissional responsável pela sinalização de uma rodovia, quando

ocorre um acidente ou surge inesperadamente um buraco na pista, ou outra anomalia qualquer.

Até galhos quebrados de uma árvore e/ou um aviso escrito mesmo à mão, com tinta comum sobre

uma tábua improvisada, enquanto não há possibilidade de uma sinalização tecnicamente mais

eficiente, é sempre melhor do que permanecer passivo e não fazer nada para mitigar a

insegurança.

3.7 – Métodos de Avaliação Estrutural

Uma das tarefas mais importantes e mais trabalhosas do engenheiro rodoviário é procurar saber o

momento mais oportuno do ponto de vista técnico e econômico para intervir no pavimento de

uma rodovia em serviço, visando à sua adequada conservação. A medição da deflexão de um

pavimento é fundamental para caracterizar a capacidade de resposta das camadas estruturais e do

subleito à aplicação do carregamento. A aplicação repetitiva de cargas num ponto ou numa área

da superfície do pavimento leva a que todas as camadas passem por um processo de flexão e

deflexão, devido às tensões e deformações provocadas pelo carregamento. O valor da flexão ou

deflexão geralmente diminui com a profundidade e com o distanciamento do ponto de aplicação

da carga, dependendo do módulo de elasticidade das camadas constituintes da estrutura do

pavimento. Os pavimentos mais resistentes estruturalmente fletem menos do que os mais fracos,

o que significa que os pavimentos com deflexões mais baixas suportam maior número de

solicitações de tráfego.

Figura 3.13 - Deflexão provocada pelo carregamento

Como a capacidade de carga de pavimento está relacionada também com a deformação elástica

das camadas, a utilização de ensaios não-destrutivos (END) deve desempenhar papel

preponderante nas análises para elaboração de projeto estrutural. Entre os ensaios não-destrutivos

estão incluídos os deflectométricos, que consistem em medições dos deslocamentos verticais

recuperáveis na superfície do pavimento quando submetido à aplicação de cargas transientes, que

interpretados adequadamente auxiliam na avaliação da capacidade das camadas do pavimento em

resistir aos efeitos decorrentes das cargas de tráfego (SCULLION, 1999).

Três classes de equipamentos são empregadas rotineiramente para obtenção de dados

deflectométricos na estrutura do pavimento:

) Equipamentos de carregamento quase-estático. Mede a deflexão do pavimento sob

carregamento de veículos com deslocamento lento, o suficiente para que não ocorra influência de

forças inerciais. A velocidade varia entre 1,6 e 18 km. Nesta classe estão incluídos os

equipamentos conhecidos como Viga Benkelman, Curviômetro, Deflectógrafo Lacroix e o

"Califórnia Travelling Deflectometer".

) Equipamentos de carregamento dinâmico em regime permanente. Aplicam uma carga estática

na superfície do pavimento, para que o caráter dinâmico do ensaio seja obtido a partir da indução

de uma vibração harmônica estável. Há dois tipos de geradores de força dinâmica: o Dynaflect, o

Road Ratter nas suas várias versões e o vibrador WES-16 Kip, do Corpo de Engenheiros do

Exército Americano (USACE);

) Equipamentos que medem a deflexão a partir de carregamentos por impulso, conhecidos

como Falling Weight Deflectometer – FWD. Aplicam uma força transiente ao pavimento por

meio de um impacto causado por um peso, que é elevado a uma determinada altura em um

sistema guia e em seguida liberado. O peso em queda choca-se com uma placa que transmite a

força ao pavimento, força esta que pode ser variada pela alteração do conjunto de massas e/ou

pela altura de queda, num processo de tentativa e erro. Nesta classe de equipamentos estão

incluídos o Dynatest FWD, Dynatest HWD, Phoenix FWD, Kuab FWD (versão Sueca) e o

Nagaoka Kuab FWD (versão japonesa). Todos os equipamentos FWD comercialmente

disponíveis operam sob o mesmo princípio de funcionamento, mas existem três diferenças

importantes: a) Forma de geração da carga impulsiva (um peso ou dois pesos em queda); b)

Forma de distribuir a carga à superfície do pavimento (placa segmentada ou contínua); c) Tipo de

transdutor utilizado para medir as deflexões (geofones, LVDTs, acelerômetros).

Avaliação Deflectométrica com FWD

Os deflectômetros de impacto do tipo Falling Weight Deflectometer (FWD), incorporados ao

meio rodoviário no início da década de 1980, têm a sua utilização crescente no mundo.

Atualmente encontram-se entre nós vários equipamentos em operação e representa uma nova fase

de ensaios não-destrutivos para avaliação estrutural de pavimentos asfálticos e de concreto de

pistas de aeroportos e de rodovias. É uma evolução dos procedimentos de prova de carga quase-

estática (Viga Benkelman) para ensaios dinâmicos através de impacto, que procuram simular um

pulso de carga semelhante à passagem de veículo com velocidade entre 60 e 80 km/h, num ponto

na superfície do pavimento. Vide esquema na figura 3.14.

Figura 3.14 - Esquematização do deflectômetro de impacto

O Brasil conta com esta tecnologia desde 1988 e possui equipamentos versão sueca do tipo

KUAB (foto 3.7) e versão norte-americana do tipo FWD, da Dynatest (fotos 3.8 e 3.9). O

deflectômetro de impacto do tipo Falling Weight Deflectometer é montado num trailer que pode

ser rebocado por qualquer veículo devidamente equipado, com capacidade média de carga. O

pulso de carga transiente é gerado pela queda de um conjunto de massas metálicas sobre um

sistema de colchões amortecedores de borracha, que transmite a carga ao pavimento por meio de

uma placa apoiada sobre uma membrana de borracha. A operação de elevação e queda do

conjunto de massas sobre os amortecedores de borracha é controlada por um sistema eletro-

hidráulico (PITTA et al., 1998).

Foto 3.7 - Kuab FWD

Foto 3.8 - Falling Weight Deflectometer - FWD

Fonte: Dynatest Engenharia (2004)

Foto 3.9 - Acompanhamento de trabalho com FWD – Dynatest

Acompanha o aparelho uma placa com 300 milímetros de diâmetro, equivalente à área de contato

do eixo padrão rodoviário brasileiro, e outra de 450 milímetros. Ambas são inclináveis em até

seis graus em relação a horizontal, para facilitar o ajuste à superfície do pavimento. A força

aplicada ao pavimento pode variar de 1500 lb (7 kN) a 25000 lb (111 kN), pela modificação da

altura de queda e/ou pela alteração da configuração do conjunto de massas utilizado. Na placa

circular existe uma célula de carga que mede a carga do impacto proveniente da queda do

conjunto de massas. Em suma, no Brasil a carga empregada deve simular a passagem do semi-

eixo padrão rodoviário, representado pelo eixo simples de roda dupla carregado com 8,2 tf.

Portanto, a carga empregada em cada aplicação deve ser de 4,1 tf. Vide detalhe da placa na foto

3.10.

Foto 3.10 - FWD - Detalhe dos geofones - Fonte: Dynatest Engenharia (2004)

Os deslocamentos gerados na superfície do pavimento (deflexões) são medidos por sete geofones

(com capacidade máxima de medição de 2 milímetros), instalados na placa de carga e ao longo de

uma barra metálica de 2,25 metros de comprimento, que é abaixada automaticamente com a placa

de carga. Neste equipamento e também em todos seus congêneres, a distância de cada geofone ao

centro da placa de carga deve ser fixada visando maximizar a acurácia em função da estrutura do

pavimento ensaiado. Deve-se procurar posicionar os geofones de forma que as deflexões neles

registradas reflitam a contribuição das diversas camadas na deformabilidade do pavimento, e que

o último seja instalado numa distância tal que a geometria da bacia fique bem definida.

Segundo o manual para operação do FWD elaborado no programa de pesquisas SHRP (1989), a

diferença na geometria das bacias devido à rigidez dos diversos tipos de pavimento é mais

significativa até 60-90 cm da placa de carga, e recomenda-se uma configuração de sensores no

seguinte espaçamento: 0, 20, 30, 45, 60, 90 cm para pavimentos flexíveis e rígidos. Entretanto,

sempre que utilizado o último geofone, este é posicionado a 120 cm do ponto de aplicação da

carga (PITTA et al., 1998).

Segundo Macedo (1996), teoricamente a força de pico pode ser calculada igualando-se a energia

potencial da massa antes de sua queda, com o trabalho desenvolvido pelos amortecedores de

borracha depois da queda. A força de pico P é dada pela equação (3.13).

(3.13)

Sendo:

P - força de pico, em N;

g - aceleração da gravidade, em m/s;

h - altura de queda da massa, em m;

m - massa do peso que cai, em kg;

k - constante de mola do sistema amortecedor, em N/m.

kmhgP ⋅⋅⋅⋅= 2

Deve-se distinguir o nível de carga nominal do nível de carga real. O nível de carga nominal é

determinado através da fórmula acima, ao passo que o nível de carga real é medido pela célula de

carga, que é função não somente da massa e da altura de queda, mas também da rigidez e

temperatura do pavimento. Quanto mais rígido o pavimento, maior a carga real para uma dada

massa e altura de queda.

As informações dos sete geofones, da célula de carga e os sinais de controle são enviadas ao

processador de sinais ("Dynatest 9000 System Processor"), por meio de um cabo de sinais

múltiplos. Este processador transforma cada sinal analógico em digital e os transmite ao

computador, que grava as informações obtidas e controla toda operação do ensaio. Pela tela do

computador pode-se observar a variação ao longo do tempo das deflexões lidas nos sete

geofones, além da forma do pulso de carga aplicado. Verifica-se que o pulso de carga tem

duração de 0,25 a 0,30 s, o que equivale aproximadamente a um veículo em movimento a 70

km/h. Verifica-se também que o pico das deflexões apresenta uma defasagem em relação à carga

e que é tanto maior quanto mais afastado se encontra o geofone do centro da placa de

carregamento. Este efeito é significativo até mesmo em pavimentos rígidos, onde o atraso de fase

é bem menor que nos pavimentos flexíveis e, provavelmente, caracteriza o comportamento visco-

elástico dos materiais da estrutura analisada.

Para a execução da retroanálise pode ser utilizado um software específico para cálculo

mecanicista. Comumente os programas calculam os módulos de resiliência por meio de dois

processos de retroanálise. O primeiro leva em consideração apenas o ajuste do raio da bacia de

deflexão. O segundo, mais complexo, calcula os módulos por meio do ajuste das bacias de campo

e teórica (calculada). Para que se possa usufruir a máxima eficiência, é necessário o cálculo por

meio dos dois processos, sendo que o primeiro é essencial à calibração das relações constituintes,

e o segundo para cálculo de fato os módulos de resiliência. Na foto 3.11 é mostrada a posição do

processador atrás do banco do motorista do veículo rebocador e na foto 3.12 o computador, que

controla os sete geofones.

Foto 3.11 - Dynatest 9000 System Processor

Foto 3.12 - Controle digital das deflexões nos sete geofones

O conjunto de dados medidos (valores de pico das respostas) é mostrado no monitor do

computador para inspeção, sendo em seguida armazenado em disco magnético e/ou enviado para

a impressora com as identificações necessárias. O equipamento também registra a posição do

ensaio e as temperaturas da superfície do pavimento e do ambiente.

Figura 3.15 - Bacia de deflexões medida com o FWD

Fonte: Dynatest 8000 FWD Test System Owner´s Manual Technical Descriptiom

A parte esquerda superior da figura 3.14 (pg. 71) mostra a "rigidez total" do pavimento, através

de um módulo equivalente calculado como se o pavimento fosse um semi-espaço elástico

homogêneo, em termos de deflexão. Este módulo é calculado sob cada geofone pela equação de

Boussinesq ( equação 3.14 abaixo):

(3.14)

Sendo:

E = módulo, em kgf/cm

σ - pressão aplicada, em kgf/cm

;

a - raio da área carregada, em cm;

r - distância radial, em cm;

µ - coeficiente de Poisson, adimensional;

d(r) - deflexão, na distância r, em cm.

(

)

( )

rdr

⋅

−⋅

µσ

Este gráfico permite detectar rapidamente, após análise qualitativa ainda em campo, alguma

anomalia na bacia de deflexões, caso em que se pode repetir o ensaio ou anotar alguma

observação julgada pertinente a situação encontrada. A relação (Df

-Df

), ou seja, a diferença

entre as leituras de deflexão sob a ação da carga e a leitura a 45 centímetros de distância, permite

uma avaliação das condições das camadas de base ou sub-base. A partir desses valores é possível

estabelecer as áreas que necessitam de reparos superficiais, reparos profundos e reconstituição da

camada de base e/ou sub-base. Já os valores de Df

, leituras deflectométricas realizadas a 120

centímetros do ponto de aplicação da carga, fornecem indicações de possíveis deficiências no

subleito (módulo do subleito) do pavimento, indicando ainda necessidades de correções no

sistema de drenagem profunda.

O procedimento de ensaio é realizado na seguinte seqüência:

a) Move-se o trailer para o local do ensaio e posiciona-se o FWD na estação desejada, geralmente

na trilha de roda externa;

b) Liga-se o microcomputador e o processador, que ficam na cabine do veículo rebocador;

c) Seleciona-se a configuração de massas a ser utilizada na campanha de ensaios, fixando-a nos

locais apropriados;

d) Aciona-se no microcomputador o programa de campo, onde é definido o tipo de ensaio

desejado e comandadas todas as operações:

• Abaixamento da placa de carga e da barra de geofones;

• Elevação dos pesos para altura de queda pré-determinada;

• Liberação dos pesos para a queda; e

• Elevação da placa conjuntamente com a barra de sensores para o deslocamento do

equipamento em direção ao próximo ponto de medida.

A operação completa pode ser controlada por uma pessoa situada no veículo rebocador e uma

seqüência de ensaio dura 45 segundos, em média. A cada golpe programado e aplicado vão sendo

exibidos na tela, na linha relativa à altura de queda, o pico de pressão na placa, a força

correspondente e os picos de deflexão registrados em cada geofone. Depois de concluída a

seqüência de golpes, a placa e os sensores são suspensos hidraulicamente e o sistema emite um

sinal sonoro ("beep"), indicando que o trailer pode ser deslocado para a próxima estação de

ensaio.

A capacidade de produção do FWD modelo Dynatest 8000E é de 500 a 700 pontos de ensaios por

dia, dependendo da distância entre os pontos. Dentre as grandes vantagens desses equipamentos,

destacam-se:

a) As deflexões por eles produzidas são as que mais se aproximam das deflexões produzidas por

um caminhão carregado em movimento, medidas a partir de acelerômetros instalados no

pavimento;

b) Rapidez para variar a carga aplicada e para realizar o ensaio, permitindo avaliar a não-

linearidade no comportamento tensão-deformação dos materiais constituintes das camadas do

pavimento;

c) Maior acurácia e repetibilidade na medida das cargas e deflexões, em qualquer tipo de

estrutura de pavimento;

d) Medição e registro automático das temperaturas do ar e da superfície do pavimento e da

distância percorrida entre os pontos de ensaios; e

e) Redução ou mesmo eliminação da necessidade de coletas de amostras para ensaios em

laboratório (SCULLION, 1999).

Destaca-se que os valores de deflexão máxima (Df

) representam a condição estrutural do

pavimento como um todo. A análise desses valores baseia-se na comparação com níveis

deflectométricos admissíveis em função do tráfego, ou seja, a partir dos valores de Df

é possível

calcular as espessuras de reforço necessárias por segmento homogêneo.

Entretanto, há limitações como possíveis interferências no ajuste da bacia de deflexões e,

conseqüentemente, os módulos obtidos por retroanálise depende da profundidade da camada

rígida, e também da existência de lençol d'água a pequenas profundidades.

Avaliação Deflectométrica com Viga Benkelman

Atualmente existem equipamentos eletros-mecânico tecnologicamente avançados que são

fundamentais para o conhecimento do comportamento estrutural do pavimento, mas a conhecida

Viga Benkelman tradicional continua sendo utilizada como um bom auxiliar particularmente para

o engenheiro de conservação na avaliação estrutural dos pavimentos existentes. Idealizada pelo

engenheiro norte-americano Alvim C. Benkelman, do Bureau of Public Roads, foi utilizada pela

primeira vez nas pistas experimentais da WASHO, no Oeste dos EUA, em 1953. Na década de

60, o pioneiro e grande entusiasta da utilização da Viga Benkelman no Brasil foram os

engenheiros rodoviários Nestor Aratangy (DER/SP) e Francisco Bolívar Lobo Carneiro.

A Viga Benkelman se compõe essencialmente de uma parte fixa e uma viga móvel. A parte fixa é

apoiada no pavimento por meio de três pés reguláveis, sendo um traseiro e dois dianteiros. A viga

móvel é acoplada à parte fixa por meio de uma articulação, ficando uma das extremidades (ponta

de prova) em contato com o pavimento no local onde se deseja medir a deflexão inicial, conforme

visto na figura 3.16 e foto 3.13. A outra extremidade fica em contato com um extensômetro que

acusa qualquer movimento vertical da ponta de prova. A parte fixa é provida ainda de um

vibrador, cuja função é reduzir ao mínimo o atrito entre todas as peças móveis durante a operação

de medida. Na foto 3.14 se vê parte das instalações da empresa Solotest, especializada em

construção e manutenção de Viga Benkelman.

Figura 3.16 - Posicionamento da Viga Benkelman e da ponta da prova de carga

Foto 3.13 - Viga Benkelman em processo de medição

Foto 3.14 – Empresa de construção e de manutenção da Viga Benkelman

O método original de medida de deflexões com a Viga Benkelman, adotado nas pistas

experimentais da WASHO, consistia basicamente no seguinte:

a) Introduzir a parte móvel da Viga entre os pneus de uma das rodas duplas de um caminhão

carregado com certa carga por roda padronizada, apoiando a ponta de prova na superfície do

pavimento a uma distância de aproximadamente 4,5 pés (1,50 m) à frente do eixo traseiro do

caminhão.

b) Ligar o vibrador e fazer a leitura inicial (Lo) no deflectômetro.

c) Deslocar o caminhão lentamente para frente, fazendo a leitura máxima (Lmax) quando a roda

dupla passar pela ponta de prova da viga.

d) Fazer a leitura final (Lf) quando o caminhão tiver ultrapassado uma distância mínima de 3

metros a ponta de prova.

e) A deflexão real (D) é definida como sendo N (relação de braço que depende de cada VB),

multiplicado pela diferença entre as leituras máxima e inicial. Admitindo que N=2, tem-se:

D = 2 (Lmax - Lo)

f) No caso da fórmula anterior, a deflexão residual (Dr) é definida como sendo o dobro da

diferença entre as leituras final e inicial: Dr = 2 (Lf- Lo)

A Viga foi projetada considerando que no instante da leitura inicial a área deformada do

pavimento não atinge nem os pés dianteiros nem a ponta de prova. É de se supor que tenha raio

inferior a 1,50 m. A deflexão residual (ou resíduo) era considerada como deformação permanente

ou deformação transitória de recuperação muito lenta.

Vários engenheiros começaram a se preocupar com a grande ocorrência de deflexões residuais e

procuraram uma explicação para a existência desses resíduos, porquanto não deveriam ocorrer

deformações permanentes no pavimento com uma única passagem da carga do caminhão de

prova. De um trabalho dos engenheiros texanos Wayne e Stark, veio a resposta. "Não era raro

pavimentos em bom estado apresentarem resíduos de até 0,010 pol (0,254 mm). Na maioria

desses pavimentos a média das dez cargas por roda diárias mais pesadas excedia de 1000 libras

(453 kg) a 3000 libras (1.359 kg) a carga por roda do caminhão de prova. Como esses pavimentos

haviam suportado milhares de repetições dessas cargas mais pesadas, suspeitou-se que o valor

residual fosse falso ou que se recuperava após certo período de tempo desconhecido. Caso

contrário os pavimentos mais antigos já teriam recalcado vários pés devido à ação do tráfego".

"Foram feitos estudos para dirimir a dúvida surgida, começando por variar a maneira de deslocar

o veículo carregado. Três ciclos designados como A, B e C (três maneiras diferentes de deslocar

o mesmo caminhão em relação à posição da viga) foram usados em diferentes locais. Chegou-se

finalmente à conclusão de que a única razão para a discrepância entre os valores obtidos para as

deflexões residuais foi que a maneira usual de colocar a roda do veículo no início da

determinação causava um afundamento dos pés dianteiros e da ponta de prova da Viga. Isto

conduzia a uma leitura inicial falsa. Foram feitas outras experiências para verificar que extensão

do pavimento era influenciada pela carga de roda do veículo de prova. Nestas novas experiências

a roda dupla iniciava o movimento a aproximadamente 20 pés (6,50 m) da ponta de prova,

aproximando-se lentamente de ré da Viga Benkelman. Ao se notar o primeiro movimento

perceptível do ponteiro do extensômetro, e também quando aquele ponteiro se deslocava uma

divisão, marcava-se a posição da roda do veículo. Os resultados obtidos em vários locais

indicaram áreas de influência muito maiores do que as mencionadas na literatura existente".

Outra conclusão importante obtida nos estudos efetuados no Texas foi que o pavimento se

deformava imediatamente após a aplicação e se recuperava logo após a retirada da carga. Para

chegar a esta conclusão parava-se a roda do caminhão várias vezes, por um período de até 3

minutos, durante a execução da medida de deflexão, de acordo com o método da WASHO. Foi

observado que cada vez que o caminhão parava o ponteiro do extensômetro interrompia seu

movimento imediatamente, mantendo-se imóvel (leitura constante) até o caminhão se deslocar

novamente.

Da análise de 1.114 determinações os engenheiros do Texas verificaram que 40% dos locais

apresentavam área de influência com raio superior a 18 pés (6,0 m); 50% dos locais com raio

superior a 16 pés (5,2 m); e 82% com raio superior a 10 pés (3,3 m). Se tivesse sido adotado o

método original da WASHO, a maioria das deflexões medidas estaria afetada de um erro, pois os

pés dianteiros e a ponta de prova da viga estariam dentro da área de influência da carga da roda

dupla do caminhão usado na determinação.

A Canadian Good Roads Association apresentou um trabalho na Conferência sobre Projeto

Estrutural de Pavimentos Asfálticos, realizada na Universidade de Michigan em 1962, do qual

são extraídas as seguintes observações:

a) A Viga Benkelman foi empregada pela primeira vez no Canadá em 1954, tendo-se difundido

rapidamente pelos diversos Departamentos Provinciais de Estradas de Rodagem, que seguiram o

método adotado na WASHO, para medida de deflexões. A grande ocorrência de deflexões

residuais definidas como o dobro da diferença entre as leituras final e inicial do extensômetro,

começou a preocupar os engenheiros do Comitê de Análise e Projeto de Pavimentos da Canadian

Good Roads Association.

b) Ficou comprovado que uma grande percentagem de determinações apresentava deflexões

residuais, e que o valor do resíduo aumentava quando a resistência do pavimento diminuía. A

ocorrência de resíduos positivos indicava, aparentemente, que o pavimento sofria uma

deformação permanente após uma única aplicação da carga de 18.000 lb (aproximadamente 8,2 t)

por eixo do caminhão de prova. Os resíduos negativos indicavam, aparentemente, que a

superfície do revestimento se levantava após a passagem da roda dupla.

Tendo em vista o fato de que os pavimentos estavam suportando substancial volume de tráfego

com carga por eixo igual ou superior a 18.000 lb (8,2 t) foram iniciados, em 1959, estudos para

investigar o problema do aparecimento de resíduos. Os estudos exaustivos feitos pelo Canadian

Good Roads Association (CGRA) concluíram que o método WASHO só fornece resultados reais

de deflexões quando os pés e a ponta de prova da Viga Benkelman estão fora da área fletida do

pavimento, isto é, quando a ponta de prova é colocada a 4 pés e 5 polegadas (1,45 m) do eixo da

roda dupla, a área fletida pode ter um raio máximo de 4 pés e 5 polegadas, sem afetar o aparelho

de medida.

Como a experiência mostrou que predominavam no oeste do Canadá tipos de deformações com

área fletida de raio superior a 4 pés e 5 polegadas (1,35 m), o método WASHO foi então

modificado para o método apresentado como Método da Canadian Good Roads Association -

CGRA. Em resumo, o novo método passou a determinar a deflexão recuperável de um pavimento

submetido a uma carga por eixo padrão de 18.000 lb (8,2 t) nas seguintes condições: a) Leitura

inicial feita quando a ponta de prova fica exatamente entre os pneus da roda dupla; b) Leitura

intermediaria quando o caminhão se desloca 8 pés e 10 polegadas ( 2,65 m) para frente; c) A

leitura final é feita quando o veículo se desloca novamente para frente pelo menos 30 pés (10 m).

As leituras são feitas somente quando a velocidade de deformação do pavimento é menor do que

0,001 pol/min (0,00254 cm/min).

Os cálculos são feitos pelas equações (3.15; 3.16 e 3.17):

Da = Deflexão aparente = 2 (Lf - Lo) (3.15)

∆ = Deslocamento vertical dos pés dianteiros = 2 (Lf - Li) (3.16)

D = Deflexão real ou verdadeira = Da + 2,91. ∆ (3.17)

Comparando-se as leituras intermediarias e final verifica-se a existência ou não de deformação

aparente. Se a diferença entre essas leituras for superior a 0,001 pol. a deflexão é aparente e deve

ser corrigida, para se obter a deflexão recuperável verdadeira.

A fórmula para correção da deflexão aparente foi deduzida para os casos onde o pé traseiro não é

afetado pela deformação do pavimento durante a execução da medida de deflexão, isto é, quando

a área fletida do pavimento tem um raio inferior a 13 pés e 5,5 polegadas (4,40 m). Os estudos

feitos no Canadá indicaram que apenas em um número reduzido de pontos o pé traseiro da viga

estava dentro daquela área. Nestes pontos foi constatada a existência de pavimentos de elevada

rigidez (camada espessa de concreto asfáltico a baixa temperatura, base com cimento, base de

concreto magro, base de solo-cimento etc.) construídos sobre subleitos de pouca resistência. No

entanto, mesmo nestes casos a deflexão aparente era muito grande em relação ao movimento do

pé traseiro e que, portanto, uma segunda correção devido ao movimento daquele pé não tinha

significado e podia, via de regra, ser desprezada. Caso haja necessidade, o movimento do pé

traseiro pode ser facilmente medido mediante o emprego de uma segunda viga.

Quando a leitura intermediaria não coincide com a leitura final, a fórmula para correção da

deflexão aparente é a equação (3.18):

D = Da + K∆ (3.18)

D = Deflexão real ou verdadeira

Da = N (Lf - Lo) = Deflexão aparente

∆ = N (Lf - Li) = Deslocamento vertical dos pés dianteiros

K = Constante da Viga.

Influência da Temperatura do Revestimento na Medida das Deflexões

A rigidez das misturas betuminosas varia bastante com a temperatura. Quando a temperatura

diminui o ligante se torna mais viscoso e a mistura betuminosa mais rígida, aumentando a

capacidade de distribuição de carga da estrutura do pavimento e diminuindo o valor da deflexão.

Além da variação da rigidez da mistura betuminosa com a temperatura, o revestimento é

comprimido entre os pneus das rodas duplas durante a aplicação da carga, sofrendo certa

deformação que também depende da temperatura e que é composta de duas parcelas: uma

deformação transitória, do tipo visco elástica, que se recupera após a retirada da carga, e uma

deformação plástica permanente. Essa distorção do revestimento, principalmente a temperaturas

elevadas, influi na medida de deflexões quando é empregado o método da WASHO, mas pode ser

desprezada quando se mede a deflexão recuperável pelo método da CGRA.

A correção da deflexão devido à variação da rigidez da mistura betuminosa com a temperatura,

depende da deflexão do pavimento e é maior para as deflexões mais elevadas. A correção deve

ser feita quando a temperatura do revestimento betuminoso for inferior a 25

C. Experiências

feitas pelo Engenheiro Armando Martins Pereira, no Paraná, e pelo Engenheiro Francisco Bolívar

Lobo Carneiro, no Estado do Rio de Janeiro, mostraram que para temperaturas superiores a 25

não há praticamente influência da temperatura do revestimento na medida das deflexões.

Também, alguns cuidados são importantes para evitar deformações diferenciais das peças da viga

em função da temperatura e também quanto à sua aferição periódica em laboratório.

Deflexão Característica de um Trecho

Para verificar o estado estrutural de um pavimento em serviço, deve-se considerar certa extensão

ou área do pavimento e não pontos isolados. No caso de recapeamento, por razões construtivas a

espessura da nova capa deve ser constante ao longo de uma dada extensão. Não seria prático

variar a espessura do recapeamento a cada medida da resistência estrutural do pavimento em

serviço, acompanhando todas as variações das deflexões medidas a intervalos relativamente

pequenos. A resistência dos pavimentos varia de ponto para ponto, devido à heterogeneidade do

solo do subleito e dos materiais constituintes das diversas camadas do pavimento, bem como à

falta de uniformidade nos processos de sua execução. Portanto, fixa-se para cada trecho ou área

de pavimento uma deflexão que seja representativa e que é denominada deflexão característica do

trecho.

As deflexões medidas ao longo de um trecho apresentam aproximadamente uma distribuição

normal ou de Gauss. Conhecendo-se um determinado número (η) de deflexões (D), medidas ao

longo de um trecho, pode-se calcular a deflexão média (D

, o desvio padrão (σ) e o coeficiente

de variação (υ), com as expressões (3.19 e 3.20):

∑

= (3.19)

)(

−

−∑

(3.20)

D - deflexão em cada ponto

- deflexão média

η - número de determinações

σ - desvio padrão

υ - coeficiente de variação

Seguindo os critérios adotados normalmente na análise estatística pode-se fixar como Deflexão

Característica de um determinado trecho a deflexão que melhor representa aquele trecho (3.21):

.tDD

+= (3.21)

Considerando que cada deflexão medida representa certa extensão ou área do pavimento, a cada

valor de t corresponde uma percentagem da extensão ou área total com probabilidade de

apresentar deflexões superiores à deflexão característica D

, como consta da tabela 3.14.

Deflexão Característica

)(

tDD

Extensão ou área do pavimento

em % com D > Dc

DD =

50%

15%

3,1+=

10%

65,1+=

2+=

3+=

0,1%

Tabela 3.14 - Porcentagem de extensão ou área total com probabilidade de apresentar deflexões

superiores à deflexão característica D

A espessura do reforço no projeto de recapeamento deve permitir que apenas uma pequena área

ou extensão do trecho fique subdimensionada. Não se deve dimensionar o reforço considerando

como deflexão característica do trecho a deflexão média (

DD = ),

porque neste caso o

recapeamento ficaria provavelmente subdimensionado em 50% de sua extensão e a nova capa

sujeita a apresentar defeitos pouco tempo após a abertura do trecho ao tráfego. Já adotando

3+=

DD , a espessura projetada seria exagerada e antieconômica. Adotar como deflexão

característica um valor intermediário, que corresponda a correr o risco de apenas uma pequena

área do pavimento apresentar defeitos depois de decorrido certo tempo de utilização, acaba sendo

mais vantajoso economicamente. Reforçar ou remendar esses pontos alguns anos depois da

execução do recapeamento compensa mais do que um recapeamento com espessura exagerada no

início.

E.B. Wilkins e Gordon D. Campbell no trabalho “Pavement Design Base on Benkelman Beam

Rebound Measurements”, apresentado à Reunião da “Association of Asphalt Paving

Technologists” em 1963, recomendam fazer no mínimo 10 determinações para cada trecho de

cerca de 300 metros de extensão e tomar como deflexão característica o valor representado pela

expressão (3.22), para que apenas 2% da extensão do recapeamento possa ficar subdimensionado

e com possibilidade de apresentar defeitos.

2+=

DD (3.22)

Em seu trabalho “Sobre el calculo de espesores para refuerzo de pavimentos” apresentado à V

Reunião Anual de Pavimentação da ABPv, em 1964, o Dr. Celestino Ruiz recomenda fazer no

mínimo 30 determinações por trecho e toma para deflexão característica o valor dado pela

formula (3.23), para que haja a probabilidade de aproximadamente 5% da extensão do

recapeamento ficar subdimensionado.

65,1+=

DD (3.23)

Seguindo as recomendações dos canadenses, esta última equação (3.32) costumava ser adotada

pelo DER/SP para obter a deflexão característica nos projetos de recapeamento de pavimento

flexível. Mas a PRO-11 recomenda a equação (3.24):

DD (3.24)

Influência da Bacia de Deformação.

A deflexão máxima obtida por intermédio da Viga Benkelman tornou-se insuficiente para

caracterizar a condição estrutural dos pavimentos. Então, foram incorporadas leituras adicionais

que permitiam determinar a deformação de superfície, caracterizando o raio de curvatura da bacia

de deflexões. Assim, os parâmetros deflexão máxima (D

) e raio de curvatura (R

) têm sido

considerados pelos especialistas bastante confiáveis nas avaliações estruturais. O raio de

curvatura permite uma análise da capacidade da estrutura do pavimento em receber e distribuir

para as camadas subjacentes as tensões das cargas do tráfego. Permite também avaliar o efeito

dos esforços de tração que atuam na fibra inferior das camadas asfálticas e seus reflexos na vida

de fadiga do pavimento.

Assim, se pode determinar a linha de influência longitudinal da bacia de deformação com leituras

a diferentes distâncias do caminhão, visando à determinação do seu raio de curvatura. Cada

leitura de deflexão elástica ou recuperável depois do deslocamento do caminhão é feita depois de

três minutos, espera esta necessária à manifestação de deformações dependentes do tempo. A

deflexão recuperável máxima D

máx

é um parâmetro importante para a compreensão do

comportamento elástico ou resiliente quanto ao comprometimento da estrutura

mas não é o

único. Sabe-se que estruturas de pavimentos distintos podem apresentar a mesma deflexão

máxima, mas com formas de bacias diferentes. Esquema da bacia de deformação e a sua

respectiva deformada encontra-se na figura 3.17.

O parâmetro ligado à forma da bacia e da sua linha de influência longitudinal que melhor auxilia

na avaliação estrutural é o raio de curvatura Rc na sua porção mais crítica, considerada a 25 cm

do centro de carga. Um raio de curvatura baixo indica uma bacia de perfil longitudinal mais

côncavo e uma pior condição estrutural. Os pavimentos mais robustos estruturalmente fletem

menos do que os pavimentos de estrutura mais frágil. A análise conjunta dos dois parâmetros

citados, deflexão máxima e raio de curvatura do perfil longitudinal da bacia, permite uma melhor

compreensão do comportamento da estrutura do pavimento e é possível uma relação entre eles,

chamada de produto D

máx x

ou quociente D

máx

Figura 3.17 - Bacia de deformação e a sua respectiva deformada

Para se determinar o raio de curvatura Rc (m), além da deflexão máxima D

máx

( precisão de 1/100

mm)

é necessário obter a deflexão quando o caminhão se encontra com o eixo a 25 cm adiante do

centro de carga, D

(1/100 mm). Como já mencionado, um cuidado nas medições é verificar se a

posição dos pés dianteiros cai dentro da bacia de deflexão, visto pela leitura quando a carga se

encontra a 2,65 m (distância dos pés dianteiros à ponta auscultadora da viga mais usual de relação

de braços 2:1 da parte móvel em relação à rótula) da ponta. Em caso afirmativo é preciso fazer a

correção da deflexão. Em estruturas mais rígidas (base de solo-cimento) a bacia de deformação é

mais larga e os pés dianteiros da Viga podem ficar dentro dela. Na figura 3.18 são apresentados

elementos relacionados à linha de influência longitudinal da bacia de deformação (hoje chamada

de deformada conforme Manual de reabilitação de pavimentos asfálticos do IPR/DNER, 1998) e

à determinação de seu raio de curvatura, conforme as equações (3.25 e 3.26).

Figura 3.18 - Deformada e raio de curvatura

)(2

−

= (3.25)

⇒

Quando x = 25 cm

⇒

)(

3125

25max

−

= (3.26)

Onde: R = (m); D

e D

= 10

-2mm

A Viga Benkelman hoje no Brasil

Muitos anos passaram e o estudo da mecânica dos pavimentos avançou sobremaneira também no

Brasil. Como visto, até os anos 60 a avaliação estrutural era feita por meio de provas de carga, em

ensaios estáticos, exigindo montagens custosas, praticamente inviáveis para a utilização

sistemática em pavimentos rodoviários. Assim, em pavimentos de estradas predominavam regras

empíricas, subsidiadas por coletas de amostras e ensaios de laboratório. A medição da

deformabilidade da estrutura do pavimento em provas de pneus de caminhões, por meio da Viga

Benkelman, iniciada por volta de 1953 na pista experimental da WASHO, desde que chegou ao

país nunca mais deixou de ser utilizada particularmente pelo engenheiro de conservação de

nossas estradas. Hoje, juntamente com o FWD, faz parte dos ensaios não-destrutivos (“non-

destructive testing” - NDT) mais utilizados no Brasil, porque são bastante apropriados para a

avaliação estrutural quando empregados corretamente.

Uma das mais importantes utilizações de parâmetros deflectométricos na atualidade é a avaliação

dos valores modulares das camadas dos pavimentos, para as suas condições in situ, utilizando

técnicas de retroanálise. O procedimento consiste inicialmente em levantar as deformadas

(perfil longitudinal da bacia de deformação) representativas de um dado segmento homogêneo,

preferencialmente com o uso da Viga Eletrônica (Deflectógrafo Digital para Pavimentos) ou do

FWD. Por tentativas sucessivas, procura-se determinar o conjunto de valores de módulos das

camadas que reproduza a deformada levantada no campo, com o auxílio de um programa

computacional que calcule as tensões, deformações e deslocamentos em pavimentos. Os valores

encontrados correspondem aos módulos para as condições de campo de cada camada, podendo

ser utilizados em análise mecanicista da estrutura existente.

Foi visto que a ação das cargas de tráfego sobre os pavimentos flexíveis e semi-rígidos provoca

deformações dos tipos permanentes e recuperáveis, além de eventuais rupturas por cisalhamento.

As deformações permanentes são aquelas que permanecem mesmo após cessar o efeito da

atuação da carga, ou seja, têm caráter residual. Estas deformações permanentes e as rupturas de

natureza plástica são mais comuns nas trilhas de roda, regiões sujeitas aos maiores esforços

oriundos do tráfego pesado. As deformações ou deflexões recuperáveis representam o

comportamento elástico da estrutura e transitoriamente se manifestam sob os efeitos das cargas,

sendo fundamentalmente responsáveis pelo fenômeno da fadiga das camadas betuminosas e

cimentadas. O entendimento das condições em que ocorrem as deflexões dos pavimentos

flexíveis e semi-rígidos é fundamental à compreensão do comportamento estrutural de suas

camadas e também do seu subleito.

Para melhor compreensão, vale a pena lembrar que as deformações recuperáveis têm magnitude

variável e dependente do valor da carga, do valor da pressão de inflação dos pneus e da posição

do ponto de medida em relação à posição da carga. Considerando-se a aplicação de uma roda

dupla estática, a área que sofre deformação recuperável assume a forma aproximada de uma

elipse. O perfil do eixo maior da elipse que representa a bacia de deformação recebe o nome de

deformada e a sua curvatura ou arqueamento é menor que a transversal, o que explica que as

trincas de fadiga têm inicialmente sentido longitudinal. Os equipamentos de medição foram

desenvolvidos para determinar a deformada no sentido longitudinal, que é o sentido natural do

tráfego.

A Viga Eletrônica com um sensor de leitura das deformações tipo LVDT, com sensibilidade de

0,0025mm, mais o registro do deslocamento do caminhão, tornam a operação mais eficaz e a

análise dos dados mais rápida. Além da agilidade na leitura e no armazenamento de resultados de

forma confiável (software compatível com Windows), não há interferência do operador. É muito

mais vantajosa que a viga tradicional, possibilitando a tomada da bacia deflectográfica em uma

única passagem com o caminhão, com uma ótima definição por meio de mais de cinqüenta

pontos. Trabalha em conjunto com um computador (note book) e um hodômetro eletrônico

adaptado a uma roda auxiliar. O que leva à continuidade de utilização da viga tradicional é a

diferença de preço, uma vez que enquanto esta custa cerca de mil dólares a eletrônica tem custo

em torno de dez vezes mais.

O deflectógrafo móvel da Califórnia e o deflectógrafo La Croix utilizam Vigas Benkelman de

acionamento e registro automáticos. Deslocam-se a 0,8 a 5 km/h nas medições. O primeiro faz de

1500 a 2000 medições por dia e desloca-se a 0,8 km/h. Medem-se deflexões simultâneas nas duas

trilhas de rodas. O La Croix é muito utilizado na Europa e consiste em um veículo de teste

carregado com 5.442 kgf a 11.791 kgf, que se move a uma velocidade constante de 3 km/h,

quando as deflexões são medidas por vigas móveis. A operação é automática e as medidas de

deflexão são gravadas.

4 – Procedimentos Utilizados na Recuperação Funcional e Estrutural de

Pavimentos pelo DER/SP

4.1 – DNER - PRO 10/79

Norma que estabelece procedimento para avaliação estrutural dos pavimentos flexíveis. Tem por

objetivo apontar as causas das deficiências dos pavimentos em serviço e fornecer elementos para

o cálculo estimativo de sua vida restante ou do reforço necessário para suportar um novo número

de solicitações especialmente do tráfego pesado.

Conceitualmente estes procedimentos foram baseados no critério de deformabilidade, porque a

experiência demonstra haver uma relação entre a grandeza das deflexões recuperáveis e o

desempenho dos pavimentos flexíveis e semi-rígidos. Considerando-se um pavimento bem

projetado e construído, a evolução do seu nível de deflexão durante a exposição às cargas e aos

agentes do intemperismo envolve a consideração de três fases distintas, conforme mostrado no

gráfico 4.1.

Gráfico 4.1 - Fases de deflexão durante as cargas e os agentes do intemperismo

A fase de consolidação sucede imediatamente após à construção e é caracterizada por um

decréscimo desacelerado do valor da deflexão, em razão da compactação adicional proporcionada

pelo tráfego. A deflexão tende a se estabilizar ao fim da primeira fase.

A fase elástica sucede à fase de consolidação e nela o valor da deflexão do pavimento se mantém

aproximadamente constante ou cresce ligeiramente, se não houver influências sazonais. Essa fase

define a vida útil do pavimento e sua duração depende da diferença verificada entre a deflexão

admissível e a deflexão suportada pelo pavimento. Uma prolongada fase elástica do pavimento é

uma evidência de que o seu projeto e a sua construção obedeceram a padrões de boa qualidade

técnica e econômica, desde que não tenham sido superdimensionadas..

A fase de fadiga sucede à fase elástica e se caracteriza por um crescimento acelerado do nível de

deflexão do pavimento, à medida que a estrutura começa a exteriorizar os efeitos da fadiga por

meio de aparecimento de fissuras, trincas e acúmulos de deformações permanentes sob cargas

repetidas. O processo de degradação passa a ser acelerado, caso não haja intervenção tempestiva

no sentido de reabilitar o pavimento.

As solicitações das cargas de roda atuam em um pavimento flexível ou semi-rígido, conforme o

esquema da figura 4.1. A ação de uma carga de roda P, aplicada sobre a superfície da estrutura

promove, na face inferior do revestimento betuminoso, o desenvolvimento de uma tensão de

tração σ

, responsável pela decorrente deformação de tração ε

e na superfície do subleito, uma

pressão vertical σ

Figura 4.1 - Efeito de carga sobre o pavimento

Se o material de cada camada do pavimento atender as especificações quanto à resistência ao

cisalhamento, a possibilidade de deformações plásticas ou rupturas estará restrita ao subleito. As

rupturas são evitadas quando o valor da pressão vertical atuante, σ

for mantido abaixo do valor

da pressão vertical admissível pelo material do subleito, σ

adm

. Para garantir essa condição, o

pavimento deve ter espessura igual ou superior à dimensionada, por exemplo, em função do

Índice de Suporte Califórnia (ISC) do subleito.

Para que não surjam trincas no revestimento é necessário manter a deflexão, d, abaixo de um

valor máximo, d

adm

, e o raio de curvatura, R, da bacia do pavimento acima de certo valor mínimo.

Isto garante que a tensão de tração σ

, correspondente à deformação ε

, na face inferior do

revestimento, não ultrapasse um determinado valor acima do qual o revestimento betuminoso

rompe por fadiga.

Os estudos para a avaliação estrutural dos pavimentos flexíveis e de suas deficiências

compreendem primeiramente os estudos preliminares (levantamento histórico do pavimento

existente e prospecção preliminar do pavimento existente). Depois, vêm os estudos definitivos:

demarcações das estações de ensaio, determinação das deflexões recuperáveis, inventário do

estado da superfície do pavimento existente, sondagens complementares a pá e picareta,

sondagem rotativa processada nas camadas betuminosas da superestrutura do pavimento,

representação gráfica dos resultados dos estudos, definições dos limites dos segmentos

homogêneos, análise estatística das deflexões recuperáveis e avaliação das deflexões recuperáveis

características, e deflexão de projeto com correção sazonal.

Depois dos estudos, a norma prevê as considerações sobre os critérios de projeto do reforço do

pavimento existente – cálculo da vida restante, com a definição das medidas a serem tomadas no

sentido de restaurar as condições de serventia da estrutura, mediante decisões sobre algumas

questões básicas, como aproveitamento ou não do valor residual parcial ou total. Por último,

consta da norma o projeto de reforço do pavimento existente com base no critério de

deformabilidade.

4.2 - DNER - PRO 11/79

Norma que estabelece procedimento para avaliação estrutural dos pavimentos flexíveis

existentes. Tem por objetivo apontar as causas das deficiências dos pavimentos em serviço e

fornecer elementos para o cálculo estimativo de sua vida restante ou do reforço necessário para

suportar um novo número de solicitações, especialmente do tráfego pesado.

Conceitualmente estes procedimentos foram baseados no critério de deformabilidade dos

pavimentos flexíveis e semi-rígidos, que na prática são expressos pela medida de deflexões

recuperáveis, porque a experiência demonstra haver uma relação entre a grandeza destas

deflexões e o desempenho dos referidos pavimentos. Em razão da grande variação de

comportamento estrutural observado nos pavimentos mesmo que bem construídos, usa-se critério

estatístico para interpretação das medidas.

No Brasil existe boa experiência com medida de deflexão e é usual a interpretação do

comportamento de um pavimento por meio dessas medidas, pelo menos numa primeira fase da

avaliação estrutural. As fases deflectometricas da vida do pavimento, já vistas no desenho

esquemático da DNER-PRO 010/79, são importantes na consideração do comportamento de um

pavimento em serviço. A fadiga de sua estrutura é função dos esforços diversos de compressão,

cisalhamento e flexão, além de fatores climáticos como precipitações pluviométricas e mudança

de temperatura.

A descrição resumida das três fases, de consolidação, elástica e de fadiga, aponta as principais

falhas e deficiências de projeto e de construção que podem abreviar a vida estrutural do

pavimento, particularmente no que diz respeito à sua limitação na fase elástica.

Os estudos recomendados nesta norma de avaliação estrutural dos pavimentos flexíveis e semi-

rígidos e das suas deficiências, também compreendem os mesmos passos da DNER-PRO 010/79,

exceto a sondagem rotativa processada nas camadas betuminosas da superestrutura do pavimento.

Na seqüência, a próxima preocupação da norma é com o valor da deflexão admissível (d

adm

), que

limita superiormente a deflexão do pavimento para que não surjam trincas no revestimento. O

valor da d

adm

depende dos materiais constituintes do revestimento e da base do pavimento, bem

como do número de solicitações de eixos equivalentes ao eixo padrão de 8,2 tf ( número N).

Para pavimentos com revestimentos de concreto betuminoso executado sobre base granular, o

valor da deflexão admissível (em 0,01 mm) é dado pela seguinte expressão correspondente às

deflexões medidas com a carga padrão de 8,2 tf por eixo, conforme equação (4.1):

log d

adm

= 3,01 - 0,176 log N (4.1)

Para pavimentos semi-rígidos, com base de solo-cimento ou base de brita tratada com cimento,

que não apresente fissuração exagerada, deve ser adotada como deflexão admissível a metade do

valor obtido pela expressão, independentemente do tipo de revestimento.

Para avaliação de pavimento com revestimento do tipo tratamento superficial, executados sobre

base granular, a deflexão admissível deve ser o dobro do valor obtido pela expressão apresentada.

No caso de ser projetado reforço com revestimento em CBUQ, a deflexão admissível será a

correspondente a este material.

O número de solicitações de eixos equivalentes ao eixo padrão de 8,2 tf a ser considerado na

determinação da deflexão admissível, depende do tipo de análise submetida pelo pavimento. Na

fase elástica, o número N corresponde às cargas por eixos suportadas pelo pavimento desde a sua

abertura ao tráfego até a data das medidas das deflexões.

O número N para a deflexão admissível de um determinado projeto de reforço de pavimento,

corresponde às cargas por eixo suportadas desde a liberação deste reforço ao tráfego até o final

arbitrado para o período de projeto.

Quanto à estimativa de vida restante do pavimento em serviço, depende da deflexão de projeto

). Se d

estiver abaixo da deflexão admissível, para um valor N correspondente ao tráfego já

100

suportado pelo pavimento existente, desde que com R ≥ 100 m, este pavimento ainda não atingiu

a fase de fadiga e possui, portanto, um período de vida restante.

Para a avaliação estrutural, seria lícito aceitar os métodos de projeto baseados no critério

deflectométrico quando a estrutura subjacente ao reforço estivesse funcionando em regime

aproximadamente elástico. Ou seja, quando as cargas incidentes ocasionassem exclusivamente

deformações de caráter transitório.

Porém, a verificação de deformações plásticas significativas, decorrentes da evolução de

processos de ruptura por cisalhamento, evidencia a presença de problemas que transcende a esta

tese. Para contornar as dificuldades que cercam o problema, a norma propõe critério fixando

diretrizes adotadas na avaliação estrutural do pavimento.

São formulados cinco casos típicos, supondo que a maioria das situações que ocorrem nos

subtrechos homogêneos possa se enquadrar, aproximadamente, em uma das hipóteses. Para isto,

consideram-se os seguintes parâmetros: I) Número N; II) Deflexão de projeto; III) Raio de

curvatura; IV) Deflexão admissível; e V) Índice de Gravidade Global (IGG).

Numa tabela de dupla entrada constante da norma, com os parâmetros acima se chega a: a) Fixar

quando serão necessários estudos complementares; b) Definir o critério para a avaliação

estrutural e o cálculo do reforço; e c) Fazer recomendações quanto às medidas corretivas.

Por último, a norma apresenta o dimensionamento de reforço do pavimento pelos dois critérios:

1º) Critério deflectométrico ou de deformabilidade; e 2º) Critério de resistência.

4.3 – DNER-PRO 269/94

Norma técnica que define um procedimento a ser utilizado no projeto de restauração de

pavimentos flexíveis, apresentando alternativas em concreto asfáltico, em camadas integradas de

concreto asfáltico e pré-misturado, em tratamento superficial e em lama asfáltica – Método da

101

Resiliência – TECNAPAV, desenvolvido pelos engenheiros Salomão Pinto e Ernesto S.

Preussler.

Esta norma adota algumas definições, como trincamento (TR), espessura efetiva (h

), número

equivalente de operações do eixo padrão simples de 8,2 tf (N

), vida de fadiga (N

), subtrechos

homogêneos, período de análise, indicadores de desempenho, e restrições econômicas. A outra

fase é a de levantamento dos dados do pavimento existente, junto aos órgãos rodoviários

encarregados de sua construção e conservação.

Também tem o levantamento de campo com a demarcação do trecho, determinação das deflexões

recuperáveis, levantamento da condição do pavimento, sondagem a pá e picareta e coleta de

amostras, sondagens rotativas no revestimento e coleta de amostras, e caracterização do tráfego.

O cálculo dos parâmetros do trecho inclui a deflexão recuperável, trincamento, irregularidade,

Índice de Suporte Califórnia, percentagem de silte na fração que passa na peneira de 0,075 mm

de abertura (peneira n

200), classificação dos solos, espessura da camada granular (Hcg), e

número N. A divisão do trecho em subtrechos homogêneos é feita em função do quociente de

irregularidade (QI), trincamento (TR), e deflexão recuperável (d

rec

Por último, a norma apresenta o projeto de restauração com a determinação dos parâmetros de

projeto, análise da condição do pavimento existente, dimensionamento do reforço do pavimento,

considerações complementares, e dimensionamento do reforço do pavimento contemplando a

reciclagem. Para o sucesso da avaliação do comportamento do pavimento por meio das suas

características funcionais é necessário um bom levantamento do estado de degradação dos

defeitos superficiais visíveis, como trincas, panelas, remendos, exsudação, etc. Também, das

deformações permanentes, como afundamento nas trilhas de roda, ondulação e corrugação.

Ainda, devem ser verificadas as anormalidades relacionadas à deformabilidade do pavimento,

manifestadas quando da aplicação de cargas que costumam ocasionar as deflexões características

reversíveis máximas e as respectivas bacias de deformação.

Para a verificação do conforto e segurança da via, normalmente se utiliza dados referentes ao tipo

de pavimento e às condições da sua superfície de rolamento. Quanto às condições da superfície

102

de rolamento é mais usual a avaliação em face do estado funcional do pavimento, ficando a

investigação estrutural mais condicionada à sua manutenção e reabilitação. Antes o DER/SP

utilizava o método de dimensionamento de reforço para uma estrutura existente em operação,

baseado no método de dimensionamento do DNER de 1966, com algumas reformulações que

levavam em consideração a experiência do Departamento Estadual Paulista. Mas, os

procedimentos e normas que foram surgindo passaram a constituir parte importante de um

incipiente Sistema de Gerência de Pavimentos, que somente aos poucos foi se articulando. E

estes procedimentos têm sido aprimorados no sentido de auxiliar na difícil administração de

recursos orçamentários que assegure o melhor resultado para uma receita sempre inferior à

crescente demanda de novas necessidades.

A norma DNER-PRO 011/79 foi publicada pelo DNER em 1979, para avaliação estrutural dos

pavimentos flexíveis. À medida que ela foi se tornando conhecida nos meios técnicos

rodoviários, o DER/SP passou a utilizá-la juntamente com o seu método em vigor. Àquela época

a rede paulista era menor e relativamente jovem, razão pela qual existia maior preocupação pela

construção de estradas e de pavimentos novos. Na questão da avaliação funcional dos pavimentos

em operação, o mais empregado era o que se pode chamar de levantamento visual empírico e daí

começaram aos poucos a utilização dos critérios técnicos formalmente estabelecidos a partir das

reuniões da ABPv e de outros encontros em diversos âmbitos. Os experientes técnicos do

Departamento tinham como parte importante de seu trabalho observar o estado do pavimento em

suas constantes viagens, enquanto hoje este trabalho é feito utilizando-se metodologias e

equipamentos modernos já mencionados, por empresas contratadas ou através de terceirização.

Quanto à avaliação estrutural, trabalhava-se com número de dados de campo reduzido, obtidos

com relativa dificuldade por meio da tradicional Viga Benkelman.

4.4 – Análise Estrutural do Pavimento por Critério Mecanicista

A chamada estrutura do pavimento é um sistema de diferentes camadas que trabalham

solidariamente. Para dimensionar o reforço adequado de um pavimento em serviço é conveniente

conhecer a rigidez dessas camadas e também do subleito. Isto pode ser feito por meio de

avaliação destrutiva com abertura de poços, para coleta de amostras para determinação destes

103

parâmetros em laboratório, ou pela chamada retroanálise. A retroanálise é um método pelo qual

podem ser calculados os módulos de elasticidade das camadas do pavimento e do subleito, por

interpretação das bacias de deformação, similar aos módulos de resiliência calculados em

laboratório.

A norma utilizada para a utilização deste método é a ASTM D 5858 e no Brasil o Manual de

Reabilitação do DNER (1998) fornece diretrizes algumas diretrizes. No item 5.2.4.1 do capítulo

seguinte deste trabalho são fornecidos elementos sobre a aplicação desta metodologia no Projeto

de Reforço de Pavimento e de Reconstrução da Rodovia Marechal Rondon, trecho entre Tietê

(km 158,600) e D.M. Pereiras (km 184,100), a partir do ano de 2002. No caso foi utilizado o

programa ELSYM-5 (Elastic Layered System) para análise das medidas deflectometricas

determinadas com a Viga Benkelman. Este programa tem como principal vantagem o seu baixo

tempo de processamento e a facilidade de uso rotineiro.

104

5 – Estudo de Caso

5.1 – Projeto de reforço de pavimento do DER/SP financiado pelo BID

O conceito de SGP nasceu com o envelhecimento natural da imensa rede de pavimento

particularmente dos EUA e a necessidade de sua manutenção, reposição e ampliação a partir de

uma sistemática que fornecesse os melhores resultados, dentro de um critério de rentabilidade

como do tipo relação benefício x custo. Antes do computador se tornar técnica e economicamente

mais acessível, era dispendioso e muito difícil criar Banco de Dados adequado que pudesse servir

de suporte para novos estudos, prática que hoje se tornou corrente. Isto chegou ao Brasil e hoje se

pode dizer que estamos bem melhor do que antes, mas ainda com um longo caminho a percorrer.

Quer nos programas financiados parcialmente (sempre há necessidade de uma contrapartida do

Estado) pelo Bando Interamericano de Desenvolvimento - BID, quer nos financiados

parcialmente pelo Banco Mundial – BIRD, sempre há um bom grau de exigência para os

levantamentos de dados e elaboração de projetos, que acaba provocando desejável evolução em

seus resultados. Para um determinado programa financiado pelo BID, dados de levantamento de

campo e resultados do dimensionamento do reforço para o pavimento em serviço encontram-se

em duas fichas resumo incorporadas como exemplo no presente trabalho, conforme quadros

representados pelas tabelas 5.1 e 5.2 a seguir, utilizando método hoje vigente no DER/SP.

Atualmente, são levadas em conta particularmente a condição funcional e a condição estrutural

do pavimento a partir de tecnologias avançadas e dados abundantes e precisos, conseguidos com

diferentes equipamentos disponíveis a custos mais acessíveis no mercado brasileiro.

105

TRECHO:

16A

2000/2001

2.003

162,31

182,50

DEFLEXÕES (x0,01 mm)

Raio (m)

FC3 (%)

ACOST.

PISTA ROLAMENTO

ACOST.

PISTA ROLAMENTO

ACOST.

1 -

RECUP. PISTA / CONST. ACOSTAMENTO

ACOST. PISTA DE ROLAMENTO ACOST.

RAB

TSD

RAB

ESTRUTURA EXISTENTE

2,5

CBUQ

CBUQ CBUQ

2,5

3,5

2,5

3,5

2,5

ACOST. PISTA DE ROLAMENTO ACOST.

5% 5% 5%

RAB

RSAM

Massa Fina Asf.

REP.PROF. (% da Área)

8.089

CAMINHÃO 2 C

352

378

198

213

ÔNIBUS SEMI-REBOQUE

311

193

REBOQUECAMINHÃO 3 C

207

310

3,2E+6 (USACE) e 1,7E+6 (AASHTO)

9,0

CBUQ

8.901

TOTAL

8.733

9,08,0

CBUQ

AUTOMÓVEIS

7977

SOLO

RSM: Reciclagem s/ Adição de Material

REP. PROF.: Reparo Profundo

119

246

149

1,4

SOLO

~15

2 2

TSD: Tratamento Sup. Duplo

~15 ~15

1.400 1.100

168,10

2,47 (USACE) e 1,36 (AASHTO)

CBUQ: Concreto Bet. Usinado a Quente

REGULAR

IE / PF

REGULAR

IE / PF

MAU

IE / PF

REGULAR

~15

GRAN.

SOLO

153

5553

PÉSSIMO MAU

210

5364

160

MÁ

PÉSSIMO

202

~21~19

~21

3 3

107170

1919

SOLO

8 10

GRAN.

SOLO

GRAN. GRAN.

7,0

1.2001.100

GRAN.

2.400

CBUQ

2.200

CBUQ

GRAN. GRAN.

3,0

CBUQ

4,0 3,0 5,0

GRAN.

134

14,0

SOLOSOLO

1930

2340

19,0

GRAN.

GRAN.GRAN.

SOLO

9,0

GRAN.

9,0

179,80

181,00

CBUQ

1.500

CBUQCBUQ

1.2001.100

3,0 9,0

1.200

CBUQCBUQ

1.100

8,04,0

Massa Fina Asfáltica

~15

DISCRIMINAÇÃO DOS CUSTOS E RESUMO DOS INDICADORES ECONÔMICOS

CUSTO FINANCEIRO DO PROJETO

IE / PF

MÁ

REGULARREGULAR

MAU

CBUQ

GRAN.

FICHA RESUMO DO PROJETO POR LOTE DE OBRA

BOISSUCANGA - BORACÉIA

LOTE:

ENGEVIX ENGENHARIA S/A

RODOVIA:

SP-055

SUBTRECHO:

28,60

EXTENSÃO: CONSULTORA:

178,70

173,00

175,20

177,50

176,40

169,50

170,60

~15

~21

MAU

IE / PF

PÉSSIMO PÉSSIMO MAU

MÁ

148

REGULAR

RAB: Reciclagem c/ adição de

Brita

IE / PF

PÉSSIMO

IE / PF

REGULAR

148 96

1748

54 55

1,8

PÉSSIMO

MÁ

175

46 51

3,6

1,1

100 170

49 39

15 14 12

173

200

6 6

208

124 118 87

141

IE - INSUFICIÊNCIA ESTRUTURAL -- PF - PROBLEMAS FUNCIONAIS

IE / PF

REGULAR

QUILOMETRAGEM

125

34 55

1919

167,00

164,60

165,80

154

1.200 1.200

CBUQCBUQ CBUQ

123

MÁ

BGS: Brita Graduada Simples

9 9

IE / PF

149

ESPESSURA

104

1,5

(0,01 mm)

1,4

Flecha Trilha de roda (mm)

FC2 (%)

QI (cont/km)

183 213

ESPESSURA

PAVIMENTO

EXISTENTE

REFORÇO S.LEITO

ESPESSURA

BASE

REVEST. ATUAL

DEFLEXÕES

IGG

QUALIDADE ESTRUTURAL

BENKELMAN

ESTADO FUNCIONAL

TRÁFEGO

ANO ABERTURA:

1,40% 3,10%

Auto Com.

ANO LEVANTAM.:

IE / PF

1111

2,0

190

174

216

OBSERVAÇÃO

PISTA 2

3 3

GRAN.

EXTENSÕES (km)

ESTAQUEAMENTO

2.290

TSD

CBUQ

137

MAU

MÁ

IE / PF

MAU

101242

BGS

DIAGNÓSTICO

221

IE / PF

MAU

CBUQ

SOLUÇÃO PROPOSTA

OBSERVAÇÃO

SEÇÕES TRANSVERSAIS

TIPO

ACOST

3ª FAIXA

~15

5% 5%

~20

DATA BASE ORÇAMENTO: abril/2002

~2 ~2 ~2

obs. O custo da obra é de R$ 15.016.314,2214.469.131,59

~19

~15

15 15

DISCRIMINAÇÃO

PAVIMENTAÇÃO

km 162,310 AO km 190,907

BGS

1,3

36ISC REF. S.LEITO (%)

ISC SUBLEITO (%)

IDADE PAVIMEN

3,70,9

107 94 97

1 7

1,6 2,11,3 5,7

5%5%

BGS BGS

CBUQ

BGS

RSAM

100

150

200

250

Tabela 5.1 - Ficha Resumo de projeto do trecho da SP 55 (Boissucanga – Boracéia)

106

LESTE 30

2.001

FV e NÚMERO "N"

100

829

DEFLEXÕES

Reciclagem c/ cim

FS Contínua e Recomposição

TSD c/ polímero

Pintura de Ligação

CBUQ - 1ª CAMADA

CBUQ - 2ª CAMADA

Pintura de Ligação

CBUQ - 1ª CAMADA

CBUQ - 2ª CAMADA

RECICLAGEM EXECUTADA COM 20 CM

RECICLAGEM A EXECUTAR COM 17 CM

4,0

REC 1 - Reciclagem com cimento em uma das Faixas REC 2 - Reciclagem com cimento nas duas Faixas

4,0 4,0 4,0 4,0

RECICLAGEM COM

CIMENTO

4,0 4,0

TSD C/ POLIMERO

4,0

FX. SEG

1,0

FS (x,x cm)

TSD C/ POLIMERO

RECICLAGEM COM

CIMENTO

2,71,0 3,5 3,5 2,7

4,0

4,04,0 4,0 4,0

XX X

4,04,0

PF / IE

X X

FC2 (%)

FC3 (%)

FLECHAS (mm)

4 4

SB cim SB cim

5075

REC 1REFOR

4,3

10249

122

37 20

REFOR

BOA

110

4,3

143

3,0 4,0

REC 1 REFORREC 1

PÉSSIMO

IE - INSUFICIÊNCIA ESTRUTURAL -- PF - PROBLEMAS FUNCIONAIS

PF / IE

REC 2 REFORREC 1

3,0

X X X

3,0 4,03,0

BOA

REFOR

7,0

3,9

130

MAU

4,0

PAVIMENTO

EXISTENTE

(0,01 mm)

0,48,8

6,1

BENKELMAN

DEFLEXÕES

ANO LEVANTAM:

ANO ABERTURA:

ISC SUBLEITO

IDADE PAVIMEN

REVESTIMENTO

ESPESSURA

EXTENSÕES (km)

ESTAQUEAMENTO

SOLUÇÃO PROPOSTA

OBSERVAÇÃO

SEÇÕES TRANSVERSAIS

DIAGNÓSTICO

ACOST

TIPO

ESPESSURA

BASE

10 10

20,012,0

3,9 3,9

OBSERVAÇÃO

QUALIDADE ESTRUTURAL

IRI (mm/m)

ESTADO

IGG

PF / IE

4,0

5,0

QUILOMETRAGEM

RODOVIA:

SUBTRECHO:

TAXA CRESCIM:

TRÁFEGO

SP-330 - Piracicaba

EXTENSÃO:

SP-304

TRECHO:

Km 120,8 - Km 160,010

LOTE:

15 15

DYNATEST

500 1140

FV (AASHTO) =

SEMI-REBOQUES

1010

15 15

4,7

122

MAU

PF / IE

MÉDIA

PF / IE

BOA

PÉSSIMO

PF / IE

MAU

MÉDIA

6,0

(REFOR) REFORÇO - (REC) RECICLAGEM - (TSD) TRATAMENTO SUPERFICIAL DUPLO

REC 2 REC 2 REFOR

6,0

REFOR

170

MÉDIA

MAU

PF / IE

MAU

PF / IE PF / IE

172 103

4,8 4,8 4,3

MÉDIA

115121

MÉDIA

103

MÉDIA

7,3 0,6

4,3

0,6 0,2

4,3

PF / IE

154

BOA

MAU

MÉDIA

4,3

FICHA RESUMO DO PROJETO POR LOTE DE OBRA

REBOQUES

ÔNIBUS CAM 2C CAM 3C

PISTA:

CONSULTORA:

39,210 km

AUTOMÓVEISTOTAL

360

279

335

3,28

FV (USACE) = 9,51

N (AASHTO) = 2,58,E+07

N (USACE) = 7,46E+07

600 520440

495

417

920

469

1440600 1080 13601280

SB cim

10,011,0

541

689

757

CACA

635

605

1515 15

11,0

BGS

20,0

SB cim

20,0

4,010,0

SB cim

12,3

1700 1880 1120

20 12 12

SB cim BGS BGS BGS

1111 11

BGS

12,0

CACA

185

CA CA CA

447

CACA CA

SB cim

10 10

189

PÉSSIMO

4,8

117

MAU

MÉDIA

PF / IE

87 40

SB cim

70 58

MAU

5,1

MAU

PF / IE

FRACA

6,0

PISTA

4,0

ACOST.

CBUQ (x,x cm) CBUQ (x,x cm)

MÉDIA

3,0

6,0

PF / IE PF / IE

BINDER

PISTA ROLAMENTO ACOST. FX. SEG

3,5 3,5

BINDER

PISTA ROLAMENTO

4,0

3,0

102

120

Tabela 5.2 - Ficha Resumo de projeto de trecho da SP-304 (SP 330 a Piracicaba)

107

5.2 – Projeto de Reforço de Pavimento e de Reconstrução da Rodovia Marechal

Rondon – SP 300. Trecho: Tietê – Jumirim – Laranjal Paulista – D.M.

Pereiras (km 158,600 ao km 184,100)

5.2.1. Histórico

O DER/SP contratou firmas conhecidas no mercado para elaborar projetos executivos para as

obras e serviços de recuperação dos trechos rodoviários inseridos no programa de recuperação de

rodovias do Estado de São Paulo, objeto de solicitação de financiamento junto ao Banco

Interamericano de Desenvolvimento – BID – Programa BR0295. Um dos contratos relativamente

recente que será tratado agora é o da SP-300.

Conforme informações fornecidas pela Residência de Conservação do DER/SP – RC.2.6, no

município de Tietê, o trecho dessa Região Oeste do Estado foi construído entre 1958 e 1960.

Com investigações por broqueamento, se constatou que a estrutura original do pavimento, mais

posteriores recapeamentos, é constituída das camadas e espessuras constantes da tabela abaixo,

incluindo um recapeamento feito em 1990.

Recapeamento em concreto asfáltico feito em 1990 Espessura média 8,0 cm

Revestimento asfáltico em concreto betuminoso, usinado à quente

10,0 cm

Base granular estabilizada granulometricamente 20,0 cm

Reforço do subleito com solo selecionado 20,0 cm

Os levantamentos de defeitos da superfície foram efetuados para a pista principal e a faixa

adicional (3ª faixa) a partir dos procedimentos do DNER PRO-07/94 – “Avaliação Subjetiva da

Superfície de Pavimentos” e PRO-08/94 – “Avaliação Objetiva da Superfície de Pavimentos

Flexíveis e Semi-Rígidos”. Para avaliação da condição da irregularidade longitudinal dos

pavimentos se utilizou os procedimentos da PRO-182/94 – “Medição de Irregularidade de

Superfícies de Rodovias com Medidores Tipo Resposta” e PRO-229/94 – “Manutenção de

Sistemas Medidores de Irregularidade”. Também, para determinar as áreas que necessitam de

108

reparos prévios, tanto superficiais como profundos, antes de intervenção especial foi executado

um Levantamento Visual Detalhado (LVD) dos pavimentos, apresentado em forma de planilha.

5.2.2. Avaliações subjetiva e objetiva

Além da avaliação subjetiva, como o LVD procedido de acordo com a PRO-07/94, foi feita a

avaliação objetiva de acordo com a PRO-08/94, tudo visando a obtenção de dados necessários à

análise técnico-econômico com o programa HDM. Como a rodovia é de pista simples, as

inspeções foram realizas em estações demarcadas a cada 40 metros, alternadas em relação ao eixo

da pista de rolamento, ou a cada 80 metros em cada faixa de tráfego. As medições das flechas em

ambas as trilhas de roda foram feitas em todas as estações.

Em cada estação foi avaliada uma área retangular de 18 m

, delimitada longitudinalmente pela

pintura de sinalização de bordo e pela divisão de fluxo de tráfego, bem como transversalmente

por duas seções situadas a mais 3 m e menos 3 m da estação considerada. A partir do inventário

de defeitos, o cálculo do IGG foi realizado em termos de segmentos homogêneos, delimitados ao

longo do estaqueamento à medida da comprovação da continuidade e da similaridade das

condições da superfície.

Os segmentos homogêneos foram definidos como subtrechos com características semelhantes

quanto ao tráfego, suporte de fundação, estrutura do pavimento, traçado e greide da rodovia e

outros parâmetros julgados oportunos e convenientes. Para estes segmentos homogêneos

procurou-se uma mesma solução dentro da previsão de que apresentarão o mesmo

comportamento de desempenho ao longo do tempo de observação e análise. Para definir os

segmentos homogêneos se utilizou critérios estatísticos, dentro da metodologia preconizada pela

AASHTO, denominada “Análise e Determinação de Segmentos Homogêneos pelas Diferenças

Acumuladas”. Mesmo sendo comum no Brasil a utilização da deflectometria como critério

predominante para a definição dos segmentos homogêneos, neste caso se adotou também como

parâmetros a irregularidade e os defeitos superficiais.

109

5.2.3. Levantamento da irregularidade

O levantamento da irregularidade do perfil longitudinal do pavimento foi feito com a utilização

do equipamento BUMP INTEGRATOR de outra empresa, especializada. O equipamento foi

instalado em um veículo Pick-up Ford Courier e considerado um sistema Medidor de

Irregularidade Tipo Resposta (SMITR), classe III. Seus três conjuntos principais, são:

• Sensor eletrônico: que quantificou os deslocamentos verticais entre o chassi e o eixo

traseiro da Courier, gerados pelo movimento do veículo.

• Hodômetro de precisão: que mediu a distância percorrida pelo equipamento durante o

levantamento.

• Quantificador de irregularidade: que calculou o quociente entre a distância percorrida

horizontalmente e os deslocamentos verticais da suspensão totalizados a cada 200m.

O procedimento seguido foi a PRO 182-94, apropriada para medição de irregularidade de

superfície com Medidores Tipo Resposta; e a PRO 229/94, para Manutenção de Sistemas

Medidores de Irregularidade. A calibração do equipamento obedeceu a especificação estabelecida

na PRO-164/94 e foi feita na base da empresa, na região de Araraquara/SP, em 11/07/2002, para

segmentos de extensão de 200 m.

A medição foi realizada por um motorista e um técnico, com o veículo percorrendo o segmento

sobre as trilhas de roda, a velocidades constantes de: 80 ± 2 km/h; 50 ± 2 km/h e 30 ± 2 km/h. O

sistema possui um software para automatizar a aquisição de dados do integrador BUMP

INTEGRATOR chamado ROMDAS, que elimina qualquer tipo de erro proveniente de anotação

ou digitação, uma vez que as informações do integrador são transmitidas diretamente a um

computador de bordo pela entrada RS-232. Dispositivos do equipamento verificam a consistência

dos valores captados, seja distância – DMI, seja do BUMP INTEGRATOR.

5.2.4. Avaliação estrutural

Para a avaliação da condição estrutural do pavimento se utilizou da análise das medidas de

deslocamentos verticais recuperáveis da sua superfície. Os deslocamentos verticais recuperáveis

110

foram tecnicamente interpretados como resposta das camadas estruturais e do subleito à aplicação

do carregamento. Estes levantamentos deflectométricos foram realizados com a Viga Benkelman,

em meses de baixa incidência de chuvas e seguindo as instruções DNER ME-024. O raio de

curvatura foi obtido utilizando as instruções DNER ME-061 (1994). A calibração do

extensômetro da Viga Benkelman foi efetuada conforme o prescrito pela DNER PRO-175

(1994). As deflexões recuperáveis com a VB guardaram espaçamento de 60 m, alternados em

relação ao eixo da pista, ou seja, a cada 120 m em uma mesma faixa de tráfego. Foram efetuadas

medidas da linha de influência longitudinal, “Bacia de Deformação”, a cada 2,5 km por faixa,

totalizando onze Bacias ao longo do trecho em epígrafe.

A avaliação estrutural do pavimento existente realizado com o emprego da VB resultou em

valores de deflexão características para os 14 segmentos homogêneos oscilando entre 81 e 119 x

-2

mm. Considerando “N” igual a 2,3 x 10

de solicitações, obtido pelo modelo do USACE para

um período de projeto de 10 anos, pela PRO-11/94 e PRO-269/94 do DNER se chegou a valores

de deflexão máxima admissível de 51 e 58 x 10

-2

mm, respectivamente. Assim se verificou que

para os 14 segmentos homogêneos definidos, haveria necessidade de execução de um reforço

estrutural do pavimento existente.

Pela PRO-11/94 se chegou às espessuras de reforço entre 8,0 e 14,0 cm; sem considerar um fator

sazonal nas deflexões características, visto que o levantamento deflectométrico foi feito em

período seco. Observou-se também que os segmentos homogêneos apresentaram comportamento

semelhante quanto aos valores das deflexões características e dos IGGs, ou seja, segmentos

homogêneos com valores mais elevados de deflexão característica apresentaram valores mais

elevados de IGG.

Em alguns segmentos homogêneos com valores Dc e IGG exageradamente elevados, houve

necessidade de reconstrução total ou restauração pesada, como fresagem acrescida de reforço

estrutural considerável ou reciclagem. Para efeito deste tipo de avaliação preliminar, se

considerou os seguintes parâmetros e respectivos limites: Dc > 100 x 10

-2

mm e IGG > 150. Este

valor limite adotado de 100 x 10

-2

mm corresponde a uma espessura aproximada de reforço

estrutural de 11,0 cm, pela PRO-11/94.

111

Esta espessura de 11,0 cm foi entendida como o máximo alteamento do greide possível, sem

ocasionar problemas do tipo gabarito vertical insuficiente sob as obras de arte, degrau elevado

entre pista e acostamento, possibilidade de afundamentos excessivos nas trilhas de roda, etc.

Também, de acordo com a PRO-08/94 (Avaliação Objetiva da Superfície de Pavimento

Flexíveis e Semi-Rígidos), valores de IGG superiores a 150 indicam que a superfície do

revestimento asfáltico se encontra em péssimo estado, precisando mesmo de uma restauração

moderada ou reconstrução parcial ou total. Concluiu-se preliminarmente que cerca de 79% da

extensão total do trecho necessitava de uma intervenção pesada de restauração.

5.2.4.1 – Análise estrutural do pavimento existente por Critério Mecanicista.

Procedeu-se a retroanálise da condição estrutural do pavimento existente por meio da Teoria da

Elasticidade. É um procedimento bastante utilizado com valores obtidos nas medidas das bacias

de deformação recuperável da superfície do pavimento, permitindo a obtenção de valores

modulares das camadas em suas condições “in situ”, como umidade, densidade, temperatura,

estado de tensões e modo de solicitação a que os materiais das camadas estão sujeitos no

momento da realização do ensaio. Com a avaliação mecanicista da estrutura é possível estimar a

vida útil remanescente do pavimento existente.

A retroanálise das bacias de deformação consiste em um sistema iterativo onde, a partir dos

deslocamentos recuperáveis medidos em campo das espessuras das camadas e respectivos

coeficientes de Poisson (função do tipo de material de cada camada), se faz o cálculo por meio da

Teoria da Elasticidade de um sistema de módulos para as diversas camadas constituintes da

estrutura do pavimento. Assim, se pode obter por meio de tentativas uma boa comparação entre a

bacia de deformação teórica (calculada) e aquela obtida em campo.

Os módulos retroanalisados podem ser descritos como sendo os módulos de elasticidade em

resposta ao carregamento de sistemas estruturados, pois a deformação total da estrutura é

composta basicamente pelas deformações particulares de cada material constituinte da estrutura,

relacionada às características de sua rigidez. É importante considerar que os valores obtidos de

módulo são aproximações do comportamento real, porque os materiais de pavimentação se

112

apresentam de forma heterogênea (exceto o concreto de cimento Portland), além de existir

descontinuidades como fronteiras, juntas e trincas, bem como as condições de interfaces (grau de

aderência) não serem bem conhecidas. Ainda, os materiais asfálticos apresentam deformações

visco-elástico-plásticas, se alterando em função das condições climáticas sazonais diárias e

anuais e do tipo de carregamento estático ou dinâmico, afetando o comportamento de toda a

estrutura do pavimento.

O cálculo de retroanálise de módulos é feito por programas computacionais, principalmente

quando se trata de mais de duas camadas. Neste caso se empregou o programa ELSYM-5 (Elastic

Layered System) para análise das medidas deflectometricas determinadas com a VB, visto que a

maioria dos programas existentes como o Módulos, Retroana, específicos para retroanálise

utilizam valores obtidos com o FWD (carga dinâmica). O programa ELSYM-5 aplica o método

das diferenças finitas, que consiste na aproximação por derivadas das equações diferenciais,

mediante fórmulas aproximadas, numa série de pontos escolhidos sobre o domínio de integração

do problema. Assim, se obtém um sistema de equações algébricas, que calcula os valores das

incógnitas nos pontos selecionados. Com um número maior de pontos as soluções aproximadas

vão convergindo para a solução exata. Porém, a solução para o problema não é contínua e sim

discreta, isto é, somente nos pontos considerados.

O programa aplica este procedimento no cálculo de tensões, deformações e deslocamento

produzidos por uma carga em pontos específicos. No caso de rodas múltiplas é feita a

superposição de efeitos de todas as rodas em cada ponto considerado. Este procedimento é

correto para deslocamentos, visto que toda a estrutura é elástica linear. Mas, para tensões, o

procedimento é uma aproximação. O programa admite até cinco camadas, incluindo o subleito; e

até dez cargas de roda com área de contato pneu-pavimento circular. As hipóteses são as mesmas

da solução de Burmister. Os dados de entrada para cada camada são o módulo de elasticidade, a

espessura e o coeficiente de Poisson.

O ELSYM-5 tem como principal vantagem o seu baixo tempo de processamento e a facilidade de

uso rotineiro. Tem contra si o fato de não considerar a não linearidade dos materiais, fator

importante num estudo mais apurado, mais relevante às aplicações práticas. Entretanto, é o

113

programa mais conhecido no Brasil para análise estrutural de pavimento. As condições de

carregamento de carga é por meio de simulação do eixo simples de 82 kN (8,2 tf). A carga é

representada por uma pressão vertical de contato p = 5,6 kgf/cm

(0,56 MPa), distribuída

uniformemente sobre um círculo de raio r = 10,8 cm. O número de cargas aplicadas é

caracterizado por quatro esforços verticais de 2050 kgf, dispostos geometricamente conforme

mostra a figura 5.1.

Figura 5.1 - Aplicação de cargas pelo cálculo mecanicista do programa ELSYM-5

Também é importante considerar que para os estudos dos efeitos atuantes de tensões,

deformações e deslocamentos produzidos pelo eixo padrão, pode-se analisar somente o

carregamento gerado por apenas um lado do eixo, visto que a distância entre os dois conjuntos de

carga do eixo é considerável e não produz a superposição de efeitos nas respostas do pavimento.

5.2.5. Número “N” de operações e equivalência de eixo padrão

Foi calculado o número “N” de solicitações equivalentes ao eixo simples padrão de rodas duplas

de carga de 80 kN (8,2 tf ou 18.000 lbs), com base no tráfego de veículos comerciais. As taxas de

crescimento anual de tráfego consideradas na projeção do volume de veículos foram fornecidas

pelo DER/SP, com base em estudos do Plano Diretor de Desenvolvimento de Transportes –

PDDT, desenvolvidos pela Secretaria dos Transportes do Estado de São Paulo. As taxas de

114

crescimento anual para o período de 2003 a 2014 são: automóveis = 0,8 % e veículos comerciais

= 3,1 %.

Foram adotadas as considerações de fatores de veículos do engenheiro Marcílio Augusto Neves,

cujas premissas são de que os caminhões pequenos tipo C2 e C3 efetuam transportes locais com

70% da carga máxima e os outros 30%, vazio; e também que os caminhões pesados, reboques e

semi-reboques, trafegam em trajetos de longa distância com cerca de 80% de carga máxima e os

outros 20%, vazio. Para os veículos do tipo 2C2 e 2C3, com base em pesquisa de campo foram

adotadas cargas máximas legais, mesmo porque não há indicação destes dois tipos de reboque na

apostila do engenheiro Marcílio Augusto Neves. Ainda, atendendo solicitação do DER/SP se

considerou que 30% dos veículos do Tipo C2 possuem aro de 16 polegadas e os outros 70% aro

22. Para os veículos 3C se considerou que 30% possue aro 20 e 70% aro 22. Para determinar o

fator de equivalência de carga, foram utilizadas as metodologias da USACE (United States Army

Corps of Engineers) preconizada pelo DNER, bem como da AASHTO (American Association of

State Highway and Transportation Officials). Por último, se adotou Fator Regional, “FR”, igual a

1,0; conforme resultados de pesquisas desenvolvidas pelo IPR/DNER (Manual de Pavimentação

– DNER/1996). Os resultados foram:

“N” (Período de projeto = 10 anos)

Segmento

USACE AASHTO

km 158,600 - km 168,300 2,3 x 10

7,9 x 10

km 168,300 - km 176,200 1,9 x 10

6,5 x 10

km 176,200 – km 184,100

1,9 X 10

6,9 X 10

5.2.6. Resultados das avaliações do desempenho funcional e estrutural

Enquanto o desempenho funcional é a capacidade do pavimento satisfazer sua principal função

de fornecer uma superfície de boa qualidade de rolamento, o desempenho estrutural é a

capacidade de um pavimento se manter íntegro do ponto de vista estrutural. Isto é, a capacidade

de resistir às condições impostas pelas solicitações de cargas impostas pelo tráfego sem

115

apresentar falhas significativas. A qualidade estrutural pode ser avaliada por ensaios não

destrutivos, como os deflectométricos, ou por ensaios destrutivos, com coleta de amostras para

execução de ensaios laboratoriais. Para caracterizar o pavimento existente foram executados 12

poços de inspeção, cujos resultados foram colocados em uma tabela.

De uma forma simples se pode dizer que o aspecto funcional do pavimento, mais ligado ao

conforto e à segurança, é fiscalizado mais pelo próprio usuário, enquanto o aspecto estrutural é

fiscalizado quase que exclusivamente pelos técnicos rodoviários, pelo menos enquanto ele não é

refletido no desempenho funcional do pavimento.

Comentário Adicional

O pavimento existente do trecho da rodovia SP-300 entre os km 158,600 e km 184,100

apresentava comportamento variando de ruim a péssimo quanto às condições funcionais, ou seja,

elevados valores de IGG e QI longitudinal. As deflexões levantadas indicaram a necessidade de

reforço estrutural considerável e/ou reconstrução de alguns segmentos.

116

6 – Sistema de Gerência de Pavimentos do DER/SP (SGP – DER/SP)

6.1 – Histórico

Os capítulos anteriores foram de certa forma preparação para esta que é a apresentação de um

Sistema de Gerência de Pavimentos da Malha Rodoviária do DER/SP, que estamos

desenvolvendo com base num Contrato de Prestação de Serviços celebrado entre a Autarquia e

um Consórcio de três firmas especializadas de prestígio no mercado. O referido Sistema recebeu

o nome de SGP-DER/SP e tem como um dos principais instrumentos um Programa

Computacional cuja operação é de âmbito técnico e administrativo do DER/SP, em todo o Estado

de São Paulo.

Basicamente o SGP é composto por um grande banco de dados, que deverão ser atualizados com

a maior freqüência possível, a fim de se garantir melhor aproveitamento e confiabilidade de

análises periódicas sobre o desempenho e a necessidade de intervenção oportuna nos pavimentos

existentes em operação. Este grande banco de dados é formado por bancos de dados específicos

menores, dos quais se pode destacar o histórico dos pavimentos, o histórico de acidentes nas

rodovias, a composição e o volume de tráfego, bem como as condições funcionais e estruturais

dos pavimentos.

As análises das condições estruturais e funcionais dos pavimentos são feitas a partir de

levantamento de campo, que divido em três levantamentos específicos são: 1. Levantamento da

Irregularidade Longitudinal (condição funcional), 2. Levantamento Deflectométrico (condição

estrutural), e 3. Levantamento Visual Contínuo – LVC (condição funcional).

117

A condição de funcionalidade da superfície do pavimento pode ser avaliada pelo perfil da via,

verificando a sua irregularidade longitudinal e, também, a presença de trilhas de rodas, uma vez

que esses parâmetros estão relacionados diretamente com a segurança e conforto ao rolamento,

influindo no custo operacional dos veículos e na vida de serviço do pavimento (solicitação do

pavimento).

Inicialmente já foi feito um Levantamento da Irregularidade Longitudinal de toda a malha do

DER/SP com a utilização do equipamento Perfilômetro Inercial com Sensores Laser, efetuando

medidas em segmentos de 200 m. O perfilômetro laser utilizado foi o DYNATEST 5051 Mk-III

RSP. O sistema RSP foi desenvolvido para ser bastante flexível, incorporando um conceito

modular que permite uma variedade de combinação de sensores e configurações, variando de um

a três acelerômetros e de dois até 21 sensores laser. É considerado um perfilômetro de Classe I,

conforme definido pela norma ASTM E 950, o que significa medidas de elevada repetibilidade e

precisão.

Os “módulos laser” do sistema funcionam por triangulação: um feixe laser de média potência que

é apontado perpendicularmente ao pavimento tem sua posição registrada por um sensor especial,

para o qual o reflexo do laser no pavimento é direcionado. A barra que suporta os sensores pode

ser fixada tanto na parte dianteira quanto na parte traseira do veículo de análise. A velocidade de

operação do veículo é variável, sendo recomendáveis velocidades superiores a 30 km/h.

O sistema é composto por três sensores laser para medição de “altura” ou “profundidade” da

pista, dois acelerômetros para compensação de esforços inerciais e um sensor óptico de partida

assentados em uma barra transdutora. Há também um hodômetro de precisão montado na roda

dianteira para definição da posição longitudinal. As medições do perfil do pavimento são, então,

obtidas pela soma das duas acelerações medidas integradas com os apropriados deslocamentos

“veículo-rodovia”. Diferentemente dos equipamentos tipo resposta, este tipo de equipamento não

necessita de uma base de calibração, porque utiliza uma gama de sinais elétricos provenientes de

diversos componentes e o perfil é obtido matematicamente. Dessa forma, os componentes devem

ser calibrados isoladamente. O IRI é calculado de acordo com as especificações do Banco

Mundial, em ambas as trilhas de roda dos veículos.

118

Para se chegar à condição estrutural do pavimento, foi feito um estudo da deflectometria com o

equipamento FWD (Falling Weight Deflectometer), que consiste na análise da resposta em graus

de deformações apresentadas pela aplicação de uma carga padronizada em determinados pontos.

Também o Levantamento Deflectométrico foi efetuado em toda a malha a cada 120 m, visando

definir as condições estruturais do pavimento. Também se processou a passagem da Viga

Benkelman. Três equipamentos FWD utilizados foram calibrados de acordo com a recomendação

“Falling Weight Deflectometer Relative Calibration Analysis – FWDCAL Version 3.0”, de

março de 1994, elaborada pelo U.S. Department of Transportation Federal Highway

Administration através do programa Long-Term Pavement Performance. A especificação se

baseia fundamentalmente na verificação da compatibilidade relativa e repetibilidade dos sensores

deflectométricos, já que as cargas são verificadas periodicamente por testes através de células de

carga.

Nos levantamentos iniciais com o FWD foram empregados os espaçamentos para os geofones de

0, 20, 30, 45, 65, 90 e 120 cm. Tem-se, então, que o primeiro geofone mediu a deflexão sob a

ação da carga (Df

), o segundo geofone mediu a deformação do pavimento a 20 cm do ponto de

aplicação da carga (Df

) e assim sucessivamente. O levantamento de dados de deflectometria

com o equipamento FWD foi totalmente automatizado. A configuração de massas necessárias e a

respectiva altura de queda necessária à obtenção do carregamento desejado foram previamente

ajustadas. A posição dos geofones também foi alterada de acordo com a necessidade e a bacia

resultante da aplicação de carga.

Com a configuração de cargas e posição de geofones ajustados o processo tornou-se automático.

Posicionava-se o equipamento sobre o ponto de aplicação de carga, o prato era apoiado sobre o

pavimento e a carga aplicada. Tanto a aplicação de carga, quanto as leituras da carga e dos

valores dos geofones foram registrados por meio de equipamento computacional acoplado no

interior do veículo.

Ainda, foi feita análise estrutural deflectométrica a partir de dados fornecidos pela Viga

Benkelman, com base no método CGRA (Canadian Good Roads Association), modelo do Bureau

119

of Public Roads dos Estados Unidos. As dimensões da VB utilizada são: distância entre a

articulação e a ponta de prova de 244 cm; distância entre a articulação e o extensômetro de 122

cm; distância entre a articulação e os pés dianteiros de 25 cm; distância entre a articulação e os

pés traseiros de 16,6 cm; e espaçamento lateral entre os pés dianteiros de 33 cm. Utilizou-se um

caminhão de prova com 8,2 tf de carga no eixo traseiro, igualmente distribuído entre os dois

jogos de rodas duplas. Os pneus foram calibrados com a pressão de 5,6 kgf/cm

e estavam dentro

das recomendações de medidas de 1000 x 20 ou 900 x 20, com 12 lonas, do tipo “com câmara”

e com frisos na banda de rodagem. O levantamento seguiu o método DNER-ME 024.

Como já dito anteriormente, uma maneira mais rápida de avaliar a condição superficial do

pavimento e caracterizar o seu estado funcional é por meio do Levantamento Visual Contínuo

(LVC), pelo qual se atribui valores de freqüência e severidade dos defeitos constatados, quais

sejam: trincas, afundamento de trilha de roda, ondulação, panelas, remendos, desgaste, exsudação

e escorregamento de massa. Neste levantamento é também atribuída ao segmento uma nota

subjetiva (VSA), que corresponde ao conforto de rolamento do pavimento. Os índices VSA e o

Índice de Defeitos de Superfície (IDS) combinados determinam a condição funcional do

pavimento, representada pelo Índice de Condição Funcional (ICF), dado pela Tabela 6.1.

DESCRIÇÃO ICF CÓDIGO

CONCEITO

VSA > 4,0

0 A ÓTIMO

IDS < 65

VSA ≤ 4,0

VSA > 3,5

B BOM

65 ≤ IDS < 160

VSA < 3,5

VSA > 2,5

C REGULAR

160 ≤ IDS < 300

VSA ≤ 2,5

VSA > 2,5

D RUIM

300 ≤ IDS < 530

VSA ≤ 2,5

IDS ≥ 530 10

E PÉSSIMO

Tabela 6.1 - Classificação da condição funcional do pavimento

120

Como subsídio para o banco de dados do SGP integra o LVC a caracterização da rodovia no que

diz respeito ao relevo, sinuosidade, material do revestimento e características do acostamento

(largura, material e degrau). Como o DER/SP não possuía método normativo para esse tipo de

cadastro, foi desenvolvido um para o LVC. Também foram elaboradas planilhas-modelo para os

levantamentos e atribuídos valores numéricos para as freqüências e severidades de cada defeito,

visando se obter para cada segmento um índice que reflita as condições superficiais do

pavimento, o chamado Índice de Defeitos de Superfície (IDS).

Relevo Descrição

Plano Não há rampas

Ondulado Rampas suaves ao longo do trecho

Montanhoso

Rampas medianas ao longo do trecho

Serrano Transposição de serras

Tabela 6.2 - Classificação resumida de tipos de relevo utilizada no LVC

Observação: Baseada na apresentada pelo HCM

Sinuosidade

Superfície

Alta

Desenvolvimento em curva maior que 50% do segmento

ou mais que duas curvas fechadas por quilômetro

Baixa

Desenvolvimento em curva menor que 50% do segmento

e até duas curvas fechadas por quilômetro

Tabela 6.3 - Classificação de sinuosidade utilizada no LVC

6.2 – Método do LVC do DER/SP

O LVC em questão deve ser realizado por avaliadores treinados que, do interior de um veículo

trafegando a velocidade entre 20 e 40 km/h, devem identificar as ocorrências, a freqüência (alta,

média ou baixa) e a severidade (1, 2 ou 3) de cada tipo de defeito. Os segmentos estabelecidos

121

para as anotações das ocorrências predominantes devem ser de 1,0 quilômetro de comprimento.

Além das anotações citadas, os avaliadores devem atribuir notas subjetivas para os segmentos, de

maneira que seja refletida a condição de conforto e segurança para o usuário da rodovia. A

variação da nota deve estar entre 0 e 5, com precisão de 0,5 ponto, representando o chamado

Valor de Serventia Atual (VSA).Este levantamento deve obedecer ao método aprovado pelo

DER/SP, desenvolvido dentro do SGP-DER/SP, que estará sendo implantado gradativamente. O

levantamento pressupõe a determinação de três parâmetros técnicos já citados, que são:

IDS: Índice de Defeitos de Superfície, que representa o grau de deterioração da superfície do

pavimento a partir do somatório da ponderação das freqüências e dos pesos relativos às

severidades das ocorrências dos diferentes tipos de defeitos constatados.

VSA: Valor de Serventia Atual, que representa as condições de conforto e segurança ao

rolamento para os usuários da rodovia.

ICF: Índice de Condição Funcional, que caracteriza a condição funcional do pavimento

envolvendo os defeitos de superfície e a serventia, a partir de critério decisório envolvendo os

dois índices anteriores.

Os avaliadores deverão cadastrar informações referentes às características do trecho em análise, a

fim de possibilitar a utilização de softwares de gerência de pavimentos no âmbito de rede como,

por exemplo, o HDM-4, especialmente quanto ao tipo de revestimento, tipo de relevo e

características de sinuosidade (baixa ou alta). A classificação dos tipos de relevo utilizada no

LVC é baseada na apresentada pelo Highway Capacity Manual - HCM.

Os acostamentos adjacentes às faixas de tráfego avaliadas devem ser objetos de análise quanto à

sua largura, ao material de revestimento (terra, CA, TS, etc) e ao desnível em relação à pista de

rolamento (degrau), que pode ser classificado em: sem degrau, degrau baixo, até 5 cm (B) e

degrau alto, acima de 5 cm (A). Deve ser atribuído um conceito da situação atual do acostamento,

entre bom (B) ou ruim (R).

122

6.2.1 - Índice de Defeitos de Superfície (IDS)

Foi respeitada a homogeneidade dos trechos quanto ao tráfego solicitante e as características

estruturais (tipo de estrutura e materiais constituintes). Os trechos tinham extensão máxima de 1

quilômetro. Os defeitos registrados são os já conhecidos, neste método num total de dez. Foi

anotada a freqüência de ocorrência (A, M ou B) e a respectiva severidade (1, 2 ou 3) para cada

tipo de defeito.

Foram elaboradas duas tabelas específicas com valores adotados para o cálculo do IDS (Tab. 6.4

e Tab. 6.5) em função da freqüência, sendo uma tabela para todos os defeitos exceto panelas e

remendos e uma outra tabela apenas para panelas e remendos. Foram elaboradas, também, mais

oito tabelas específicas com valores adotados para severidade e peso (Tab. 6.6 até Tab. 6.13) em

função do tipo e do grau de evolução dos defeitos: trincas isoladas (TR), trincas em bloco (TB) e

“couro de jacaré” (TJ), panelas (P), afundamentos, desgastes (D), remendos (R), ondulações ou

corrugações (O), exsudação do ligante betuminoso (EX).

O cálculo do IDS é feito por meio da equação (6.1):

IDS =

(

)

(

)

∑

⋅+⋅ )PjNjPiFi (6.1)

Onde:

Fi – Freqüência individual dos seguintes defeitos: trincamento, afundamento, desgaste, ondulação

e exsudação;

Pi – Peso individual dos seguintes defeitos: trincamento, afundamento, desgaste, ondulação e

exsudação;

Nj – Número de ocorrências individual dos seguintes defeitos: panelas e reparos;

Pj – Peso individual dos seguintes defeitos: panelas e reparos.

Deve-se verificar o produto de freqüência e severidade para cada um dos três tipos de

trincamento e adotar somente o maior para a composição do IDS. O valor do IDS varia de 0

(zero) para a condição excelente de superfície do pavimento até 1.000 (mil), quando há

123

freqüência alta de todos os tipos de defeitos em sua maior severidade. A seguir são apresentadas

algumas tabelas dos valores mencionados para o Levantamento Visual Contínuo (LVC) do SGP-

DER/SP, para que se possa desenvolver um exercício de determinação do ICF mais à frente.

• Quanto à freqüência:

Código

Conceito

Área total de

abrangência (%)

Valor adotado para

cálculo do IDS

B Baixa a < 10 5

M Média 10 < a > 50 30

A Alta a > 50 75

Tabela 6.4 - Freqüência para todos os defeitos, exceto panela e remendo

Código

Conceito

Número de

ocorrências

Valor adotado para

cálculo do IDS

B Baixa n < 2 2

M Média 2 < n > 5 5

A Alta n > 5 10

Tabela 6.5 - Freqüência para panela e remendo (P e R)

• Quanto à severidade do defeito:

Severidade

Descrição Peso

1 Trincas com abertura menor que 3 mm

0,10

Trincas com abertura maior que 3 mm

e sem erosão de borda

0,32

3 Trincas com erosão de borda 0,64

Tabela 6.6 - Severidade e peso para trinca isolada (TR)

124

Severidade

Descrição Peso

1 Trincas com abertura menor que 3 mm

0,25

Trincas com abertura maior que 3 mm

e sem erosão de borda

0,80

Trincas com abertura maior que 3 mm

e com erosão de borda

1,60

Tabela 6.7 - Severidade e peso para trincas em bloco e “couro de jacaré” (TB e TJ)

Severidade

Diâmetro aproximado da panela

(cm)

Peso

1 d < 20 15

2 20 ≤ d ≥ 40 20

3 d > 40 25

Tabela 6.8 - Severidade e peso para panela (P)

Severidade

Profundidade

(mm)

Peso

1 p < 5 0,75

2 5 ≤ p ≥ 20 1,50

3 p > 20 2,26

Tabela 6.9 - Severidade e peso para afundamento (FL)

Severidade

Descrição Peso

1 Início de perda de betume 0,50

2 Agregado preso aparente 1,00

3 Perda de agregado (desagregação)

1,60

Tabela 6.10 - Severidade e peso para desgaste (D)

125

Severidade

Superfície Peso

Em boas condições ou quase

nenhuma desagregação

2 Com desagregação moderada

3 Muito deteriorado 13

Tabela 6.11 - Severidade e peso para remendo (R)

Severidade

Descrição

Peso

1 Leve 0,50

2 Média 1,00

3 Severa 2,00

Tabela 6.12 - Severidade e peso para ondulação (O)

Severidade Descrição

Peso

Não se aplica

- 0,80

Tabela 6.13 - Severidade e peso para exsudação (EX)

6.2.2 – Valor de Serventia Atual (VSA)

Dentro da escala de 0 a 5, com precisão de 0,5, avaliadores treinados devem atribuir ao

pavimento uma nota subjetiva relacionada ao conforto e segurança ao rolamento, procurando

refletir a mesma sensação dos usuários da estrada. Para o VSA foi elaborada uma tabela

relacionando intervalo de nota subjetiva com as condições gerais do pavimento e um conceito

que pode ser péssimo, mau, regular, bom ou ótimo. No final da descrição das condições gerais do

pavimento correspondente a cada conceito é feita uma recomendação quanto ao tipo de

intervenção necessária para o eventual trabalho de reabilitação.

126

CONCEITO

DESCRIÇÃO VSA

Ótimo Necessita apenas de manutenção rotineira VSA > 4,0

Bom

Desgaste superficial, trincas não muito severas em áreas

não muito extensas (lama asfáltica/micropavimento)

3,0 < VSA ≤

4,0

Regular

Pavimento trincado, com panelas pouco freqüentes e com

irregularidade longitudinal ou transversal (correção

de pontos localizados ou recapeamento)

2,0 < VSA ≤

3,0

Mau

Defeitos generalizados com correções prévias em áreas

localizadas – remendos superficiais ou profundos

(recapeamento com correções prévias)

1,0 < VSA ≤

2,0

Péssimo

Defeitos localizados com correções prévias em toda a

extensão. Deterioração do revestimento e das demais camadas

–

infiltração de água e descompactação da base (reconstrução)

VSA ≤ 1,0

Tabela 6.14 Conceitos para Valor de Serventia Atual (VSA)

6.2.3 – Índice de Condição Funcional (ICF)

Estabelecendo uma relação entre o IDS e o VSA, se elaborou a Tabela 6.1 de fls 118, que fornece

os valores do Índice de Condição Funcional – ICF, com variação de 0 (melhor condição

funcional do pavimento) a 10 (pior condição funcional do pavimento). Exemplo no item 6.2.5.

6.2.4 – Fluxograma do SGP do DER/SP

O fluxograma desenvolvido para o SGP do DER/SP é o da folha seguinte, constante da figura

6.1.

127

Figura 6.1 - Fluxograma do SGP – DER/DP

128

6.2.5 - Exemplo de cálculo do IDS e com o VSA o cálculo do ICF

A seguir é apresentado um exemplo de cálculo do Índice de Defeitos de Superfície (ÌDS) e do

Índice de Condição Funcional (ICF).

Primeiro devem ser calculados os produtos dos pesos e severidades para as trincas e avaliar qual

dos valores será utilizado na somatória do IDS, lembrando que apenas o maior valor será

utilizado na somatória, conforme exemplo apresentado depois da tabela seguinte (parte da tabela

é preenchida com dados colhidos no campo e parte com valores calculados)

SEGMENTO FREQUÊNCIA DE DEFEITOS

OUTROS DEFEITOS

HODÔMETRO

(km)

TRINCAS

(A,M,B/1,2,3)

(A, M, B / 1, 2, 3)

(A, M,

INICIO

FIM EXT

TJ TB

FL O P R D EX E

IDS VSA

ICF

135,5 136,5

1,0 B2 A2 B2 A2 0 A2 0 0 M 0 396,5

3,0 7

136,5 137,5

1,0 A2

B2 A2 0 B2 A2 0 0,0 B2 261,5

3,5 4

137,5 138,5

1,0 B3 M2

B2 A2 0 M3 A2 0 B 0 331,1

3,0 7

Tabela 6.15 - Com dados colhidos no campo, obtenção do IDS, VSA e ICF

Para o primeiro subtrecho, entre os quilômetros 135,5 e 136,5 (extensão de 1,0 quilômetro):

Trincas Isoladas: TR/B2 = 5 . 0,32 = 1,6

Trincas “couro de jacaré”: TJ/A2 = 75 . 0,80 = 60,0 (maior)

Trincas em bloco: TB/B2 = 5 . 0,80 = 4,0

Portanto, neste caso para se determinar o IDS do primeiro subtrecho considera para efeito de

cálculo o maior valor dos três tipos de trincas, mais as ponderações correspondentes à freqüência

e à severidade das flechas na trilha de roda (FL), panelas (P) e exsudação (EX), como segue:

129

IDS = (75 . 0,80) + (75 . 1,50) + (10 . 20) + (30 . 0,8) = 396,5

Considerando que a superfície do pavimento está em estado regular, tendo recebido uma nota

subjetiva para o VSA igual a 3,0; entra-se na tabela de fls. 118 e se obtém ICF = 7. Pela mesma

tabela, o conceito do pavimento no trecho em questão é considerado ruim (lembrando que ICF =

0 é a melhor condição funcional do pavimento e ICF = 10 é a pior).

130

7 – Avaliação Final

Após a sua concepção o Sistema de Gerência de Pavimentos do DER/SP está em processo de

implantação para ser operado por estações de trabalho com micro computadores, que acessem

uma base de dados centralizada em um servidor por meio de uma rede local e de forma remota

pela internet. Este aplicativo tem uma interface amigável ao usuário e permitirá o seu

relacionamento virtual com a atual base de dados relativa aos pavimentos das estradas do

DER/SP, com o programa de análise econômica de investimentos em rodovias HDM-4 e,

também, com o programa de georeferenciamento existente no órgão, chamado Sirgeo. .

O software permitirá acesso e pesquisa dos dados disponibilizados no banco de dados por meio

da intranet/internet conforme o tipo e nível de acesso do usuário cadastrado, centralizando a base

de conhecimento (banco de dados), universalizando a informação, permitindo que cada

engenheiro/técnico desenvolva consultas e análise referentes a um trecho ou malha rodoviária,

com grande interface gráfica em tabelas, diagramas e mapas.

Esta ferramenta será de grande importância no planejamento de investimentos em conservação e

restauração do sistema viário estadual, permitindo a realização de análise de efeitos mediante

distintos cenários técnicos e de restrição econômico em programas plurianuais de investimento. O

SGP – DER/SP visa continuar aprimorando o processo de gerenciamento da Malha Rodoviária

Estadual, ao permitir que: a) Todos os administradores da Autarquia tenham informações técnicas

e de custos a respeito das necessidades de restauração e manutenção de todas as rodovias com

detalhamento quilométrico; b) As Diretorias Regionais terão informações mais precisas e

tempestivas às soluções de restauração e de conservação de sua malha; c) As Diretorias

Regionais terão mais facilidade em conhecer as suas reais necessidades orçamentárias por

unidade do sistema (km), podendo distinguir obra de restauração e serviço de manutenção,

131

levando em consideração os cenários de investimentos: sem restrições orçamentárias, com

restrições orçamentárias e quais as conseqüências decorrentes dessas restrições orçamentárias; d)

As Diretorias Regionais terão acesso à programação orçamentária plurianual, para períodos de 20

anos, podendo indicar as obras e serviços mais adequados para cada ano futuro em função da

disponibilidade financeira; e) Haverá uma maior incorporação de aspectos técnicos, sociais e

econômicos na priorização dos trabalhos a serem realizados pelo Departamento; f) E, finalmente,

possibilitar que as Diretorias Regionais ao final de cada ano, conhecer os benefícios gerados

pelas obras e serviços, quantificados pelo HDM-4, em termos de redução dos custos de

transportes. Portanto, passa a ser um sistema que compreende um conjunto de elementos

interdependentes, que solidários entre si por determinadas leis, normas, disposições,

especificações, critérios técnicos, ocupa uma posição funcional central nas atividades do

DER/SP.

O DER/SP vem procurando desenvolver essas novas tecnologias que no seu conjunto recebe o

nome de Sistema de Gerência de Pavimentos, por ser o pavimento uma das partes de maior

complexidade da rodovia e por ele estar mais diretamente relacionado com a segurança e o

conforto do usuário, constituindo a maior área do leito carroçável da via. E dentro do SGP são

fundamentais os softwares para análises e cálculos no âmbito do trecho e da rede como um todo.

O software mais conhecido e mais importante para análise no âmbito da rede é o HDM que 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. O que se pretende hoje com muito empenho e com muita

esperança é que o Sistema de Gerência de Pavimentos do DER/SP (SGP – DER/SP) seja um

novo marco na rica história do rodoviarismo paulista e brasileira. A partir do princípio

fundamental de que os recursos públicos devem ser aplicados da forma mais eficiente possível, o

contribuinte e particularmente o usuário são os principais beneficiários final de um sistema de

gerência de pavimentos. Ele é importante para o aprimoramento da tecnologia rodoviária e para a

eficácia de análise das necessidades especialmente de manutenção, visando decisões sobre

investimentos em nível de rede e de projeto.

132

Embora hoje no Brasil o acompanhamento sistemático e periódico para a avaliação dos

pavimentos em serviço ainda seja uma prática restrita, a tendência é a gradativa generalização em

função de uma ordem econômica e tecnológica mais acurada. A avaliação do pavimento fornece

informações para as fases de programação de investimentos e manutenção da gerência de

pavimentos, detectando diferenças em trechos existentes e identificando as necessidades de

intervenção. No caso de novas obras de pavimentação, as informações sobre os pavimentos já

existentes são utilizadas como retroalimentação para novos projetos e futura construção. A

avaliação prática da capacidade de um pavimento suportar satisfatoriamente a demanda de seu

tráfego geralmente é feita compreendendo também ensaios em laboratório dos materiais

empregados na pavimentação e com os procedimentos de campo, que incluem ensaios no local,

testes e métodos experimentais. Deste modo, a avaliação é essencial para uma boa gerência e está

vinculada a todas as suas fases e para se trabalhar com eficiência são necessárias cada vez mais

informações precisas e confiáveis. O grau de detalhamento e a freqüência das diversas medições

necessárias à avaliação dos pavimentos dependem da situação geral e das exigências particulares

de cada órgão público.

É atribuição do Departamento de Estradas de Rodagem, órgão rodoviário oficial do Estado de

São Paulo, oferecer para seus usuários um transporte rodoviário seguro, confortável e econômico.

Para tanto, precisa estar sempre apto a comparar alternativas de investimentos, coordenar as

atividades de dimensionamento, construção, manutenção e avaliação particularmente dos

pavimentos, utilizando eficientemente os conhecimentos atualizados e as práticas existentes nesta

área. Considerando que compete ao órgão público o ônus de oferecer para o usuário a infra-

estrutura viária, cabe a ele estar sempre inteirado das avaliações técnicas, econômicas e

financeiras também da construção e manutenção, o que pode ser relativamente simples desde que

se disponha de dados precisos gerados por atividades assemelhadas anteriores, devidamente

armazenados. A esses dados, mantidos atualizados, devem ser sempre agregados novos atributos

por meio de equipamentos e metodologias adequadas, tornando-se conhecimento valioso e

imprescindível.

Como compete ao usuário arcar com as despesas da sua viagem, um dos principais benefícios que

lhe deve ser proporcionado é a redução de custos ou economia na operação de cada tipo de

133

veículo na rodovia. Para tanto, o DER/SP e os seus concessionários devem estar continuamente

em evolução, buscando melhorar a sua capacidade técnica e gerencial. É fundamental que o

órgão público tenha a sua adequada estrutura, mesmo que a delegação de diversas atividades para

terceiros seja uma realidade inexorável. Mas cabe a ele preservar uma filosofia tecnológica e

gerencial que seja continua e progressivamente transferida às futuras gerações por meio de

acervo, complementada pela importante tradição oral rodoviária (que passa de boca em boca),

tudo integrando a chamada experiência profissional rodoviária.

Para suprir a atual falta de uma melhor estrutura própria tem-se optado pela contratação de

empresas especializadas no mercado de trabalho especialmente para participar da elaboração e

implantação de diferentes programas, particularmente de conservação de rodovias estaduais e

vicinais. Só que a terceirização quando tem como objetivo a simples redução de custos, traz em

curto prazo perda de eficiência, qualidade e produtividade, indesejável para uma organização que

deve estar comprometida com o cumprimento de sua missão. Se a terceirização por um lado é

boa, por outro lado acaba provocando em alguns casos solução de continuidade técnica e

administrativa, especialmente em função das mudanças de rumo da política pública na

Administração Superior, como é próprio de um regime democrático.

Com mais de setenta anos de existência o órgão está carecendo de reestruturação particularmente

técnica para o atendimento das atuais exigências. Não se pretende mais que o DER/SP volte a ter

os 20.000 funcionários do passado, quando era absoluto no campo rodoviário do Estado de São

Paulo. Mas, que seja uma nova estrutura enxuta composta de equipes que dominem o estado atual

da arte, mesmo que somente para saber contratar e saber fiscalizar como se gasta os bilhões de

reais investidos anualmente nesta área no Estado de São Paulo. Dentro desta nova mentalidade de

concessões, terceirizações, parceirizações e de contratações próprias de um Estado considerado

moderno, o DER/SP precisa melhorar a sua qualidade tecnológica em todas as áreas, para ser,

inclusive, referência nacional também em termos culturais, políticos, econômicos e financeiros.

134

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145

8. Bernucci, Profa. Dra. Liedi Bariani - Materiais e Técnicas Construtivas de Pavimentação -

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9. Bertollo, S.A.M.; (1997) – Considerações sobre a Gerência de Pavimentos Urbanos em

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Pesquisas Rodoviárias, IPR.

12. Carvalho, M.V.G.S.de A; (1999) – Uma Analise Critica de Alguns Processos Empíricos de

Dimensionamento de Pavimentos Flexíveis. Dissertação (Mestrado). Universidade Estadual

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Marcílio Augusto Neves, Ernesto Simões Preussler, Luiz Somacal Neto, João Virgílio

Merighi e Amaury Vignoli.

14. Considerações sobre a Micro e a Macrotextura de Pavimentos – Eduardo de Souza

Fernandes e Felippe Augusto Aranha Domingues – 27

RAPv/93.

15. Consorcio: Enger/Dynatest/Planservi – Desenvolvimento de Sistema de Gerenciamento

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Campo.

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16. Corrêa, F.C.; (1976) – Comportamento de Trechos Experimentais com Bases de Solo

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Engenharia de São Carlos. São Carlos.

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18. Daleiden, J.F.; Simpson, A.L.; (1998) – “Off- the- Wall” Pavement Distress Variability

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20. Departamento de Estradas de Rodagem; (1989) - Boletim Técnico do DER/SP – Ano II - N.º

5/6 - janeiro/89 a dezembro/89.

21. Departamento de Estradas de Rodagem; (1978 a 1995) – Estatística de Transito. Diretoria

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22. DNER – (1979-a) – Projeto de Restauração de Pavimentos Flexíveis e Semi-Rígidos –

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33. ENGENHARIA - Revista editada pelo Instituto de Engenharia. N

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this publication are those of the authors and not necessarily those of the Bureau of Public

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149

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Avaliação de Superfície de Pavimentos; Anais da 29ª Reunião Anual de Pavimentação –

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Rio de Janeiro, UFRJ.

49. Merighi, J.V.; Bernucci, L.B; Suzuki, C.Y.; (1995) – Utilização de Simulador de Trafego

para Analise de Comportamento de Misturas Asfálticas – Anais da 29

RAPv, vol. 3 –

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– Instituto Brasileiro de Petróleo – Comissão de Asfalto – Rio de Janeiro

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Superfície de Pavimentos Flexíveis e Semi-Rígidos Normalizado pelo DNER –

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150

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Índice de Gravidade Global – IGG; Anais da 7ª Reunião Anual de Pavimentação Urbana –

São José dos Campos.

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Internacional de Irregularidade para Calibração e Correlação de Sistemas de Medição:

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Meeting, 10 – Rio de Janeiro, 1984. Anais. P. 339-352.

57. Queiroz, C.A.V.; (1984) – Modelo de Previsão de Desempenho para a Gerência de

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Região Centro de São Paulo. Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo – USP,

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de São Paulo; Representando a Categoria Econômica da Construção de Estradas,

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65. Vasconcelos, J.F.; Pamplona, B.S.L.; Araújo, M.F.C.A. de; Santana, H.; Dorigo, D.; (1989) -

Reflexões Sobre a Aplicação de Levantamentos da Condição do Pavimento em Projetos

de Restauração; Anais do 2º Simpósio Internacional de Avaliação de Pavimentos e Projetos

de Reforço - Rio de Janeiro.

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