Avaliação funcional

Para a análise das condições funcionais do pavimento é necessário que sejam coletadas informações quanto aos defeitos superficiais, afundamento na trilha de roda, irregularidade longitudinal e aderência pneu-pavimento.

A avaliação objetiva do estado da superfície do pavimento é feita através do inventário de defeitos, no qual se avalia a condição da superfície a partir da quantificação e mensuração dos defeitos encontrados no trecho analisado. Em cada área a ser avaliada é registrada a presença de qualquer defeito no pavimento, seguindo a norma DNIT 005/2003 – TER (BRASIL, 2003a).

Com o inventário de defeitos superficiais é possível encontrar a porcentagem de área trincada no trecho. De acordo com Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos (BRASIL, 2006), a porcentagem de área trincada por fadiga pode ser considerada como um indicativo de comprometimento estrutural, sendo tomado como parâmetro valores de trincamento maiores do que 20%.

Pérez (2016) analisou a evolução da porcentagem de área trincada do segmento monitorado da rodovia SC-416, no município de Itapoá, comparando com modelos de previsão, conforme apresentado na Figura 17.

Nota-se que o segmento monitorado teve processo de trincamento acelerado em relação a todos os modelos de previsão de desempenho adotados. Alguns dos fatores apontados por Pérez (2016) como possíveis causas da evolução rápida deste defeito foram: a

frota de caminhões carregados que se dirigem ao Porto de Itapoá, a entrada de água nas trincas abertas e a presença de uma empresa de terraplenagem que explora uma jazida de solo desde 2014 na região (não prevista no estudo de tráfego).

Figura 17 – Comparação da evolução da área trincada em relação aos modelos de desempenho.

Fonte: Pérez (2016).

O afundamento na trilha de roda (ATR) é a deformação permanente caracterizada por uma depressão longitudinal na superfície do pavimento localizada na trilha de passagem dos pneus dos veículos. As medidas das flechas são tomadas no sulco formado nas trilhas de roda interna (TRI) e externa (TRE), sendo medida em milímetros e devendo corresponder ao ponto de máxima depressão (BRASIL, 2003b).

De acordo com DNIT (BRASIL, 2006), em condições de pavimentos com pouca declividade na seção transversal e com profundidade nas trilhas de rodas de 13 mm, pode ocorrer o armazenamento de água suficiente para criar uma situação de hidroplanagem. Além disso, afundamento nas trilhas de rodas acima de 12 mm pode indicar comprometimento estrutural do pavimento.

A Figura 18 mostra a evolução do afundamento na trilha de rodas de dois trechos da rodovia BR-290/RS avaliados por Kern (2017). Observa-se que o limite admissível determinado pelo Programa de Exploração de Rodovias (PER) foi de 5 mm. O PER especifica

as condições que devem ser seguidas pela Concessionária ao longo do prazo da Concessão, incluindo parâmetros de desempenho com limites admissíveis. Ressalta-se que este valor limite não é pontual, mas sim uma média que varia conforme os contratos.

Figura 18 – Valores máximos (trilha externa) dos dois trechos monitorados (BR-290/RS).

Fonte: Kern (2017).

Nota-se, na Figura 18, que há uma redução no afundamento do Trecho I próximo ao tráfego de 9,0x10⁶. Isto se deve à aplicação de microrevestimento asfáltico, o que diminuiu o afundamento neste ponto. No entanto, verifica-se que houve aumento gradativo, alcançando valores superiores aos medidos antes da aplicação do microrevestimento. Além disso, pode-se observar que o Trecho I apresenta taxa crescimento de ATR maior do que a do Trecho II, até mesmo após a intervenção. Kern (2017) aponta que tal diferença de comportamento pode estar associada aos materiais utilizados na construção dos dois trechos, sendo que no Trecho I os solos moles foram substituídos por areia e no Trecho II por blocos de rochas, o que levou a uma evolução mais lenta de deformações.

A irregularidade longitudinal do pavimento, segundo a norma DNER – PRO 164/94 (BRASIL, 1994), é definida como o conjunto de desvios da superfície da rodovia em relação a um plano de referência, que afeta a dinâmica dos veículos, a qualidade de rolamento e as

cargas dinâmicas sobre a via. A escala utilizada internacionalmente para medidas de irregularidade é o International Roughness Index, também conhecido por IRI, cuja unidade de medida é m/km (BARELLA, 2008).

Bock (2016) avaliou a evolução da irregularidade longitudinal de dois trechos da BR-448/RS. Os trechos experimentais apresentam estrutura constituída de 5 cm de concreto asfáltico polimérico, 14 cm de concreto asfáltico convencional, 19 cm de base de brita graduada e 21 cm de sub-base de macadame seco. A diferença entre os dois trechos está nas soluções de projeto adotadas na camada de reforço do subleito. No Trecho 1 foram instalados geodrenos para melhorar a capacidade de carga do terreno de fundação de aterro. No Trecho 2, foi realizada a remoção e substituição dos solos compressíveis por solo arenoso, formando colchão drenante antecedendo a execução do aterro. Na Figura 19 apresenta-se a evolução da irregularidade nos dois trechos em função do tráfego atuante na rodovia no período monitorado.

Pode-se observar que o Trecho 1 apresentou irregularidade inicial menor do que o Trecho 2. Porém, nota-se que a taxa de evolução do Trecho 1 é maior do que a taxa do trecho 2, o que faz com que haja uma aproximação dos valores com tráfego em torno de 7,00x10⁶. Tal diferença de desempenho pode estar associada à solução adotada no subleito, de forma que possíveis evoluções dos recalques possam estar afetando a estrutura do Trecho 1.

Figura 19 – Evolução da irregularidade longitudinal dos trechos monitorados da BR-448/RS.

Bock (2016) salienta que o Programa de Exploração da Rodovia (PER) estabelece como limite admissível de irregularidade inicial de 2,5 m/km. Pode-se observar que até o último levantamento os valores de irregularidade estão bem abaixo do limite, indicando bom processo construtivo.

Os desvios da superfície influenciam os custos operacionais dos veículos e das viagens, afetando a segurança, o conforto e a velocidade de operação. A dinâmica dos veículos em movimento alterada pela irregularidade longitudinal leva ao aumento do desgaste do veículo e acelera o processo de degradação do pavimento (BRASIL, 2006).

Fernandes Júnior e Barbosa (2000) analisaram o impacto da irregularidade longitudinal do pavimento sobre as cargas dinâmicas dos veículos através do programa computacional TruckSim. Os autores verificaram que, devido à irregularidade do pavimento, ocorrem picos de sobrecarga e alívio durante todo perfil. O aumento da carga aplicada pelos veículos intensifica o processo de deterioração do pavimento. Deste modo, Fernandes Júnior e Barbosa (2000) ressaltam a importância de se manter o pavimento em boas condições de rolamento de forma a reduzir os efeitos deletérios das cargas dinâmicas.

A condição da superfície com relação à aderência pneu-pavimento é um dos parâmetros utilizados para avaliar a segurança da via. A interação entre o pneu do veículo e a superfície da camada de rolamento do pavimento deve ser garantida de forma a manter o veículo em sua trajetória mesmo em condições adversas. Tal interação depende diretamente da qualidade da textura da área de contato entre o pneu e o pavimento, que pode ser definida por meio de duas escalas de textura: a microtextura e a macrotextura (MATTOS, 2014).

As propriedades de microtextura e macrotextura variam durante a vida útil do pavimento, bem como a influência destas na resistência à derrapagem. Logo após a compactação da camada de revestimento, a macrotextura é a componente principal do atrito no pavimento. Gradualmente, com a ação do tráfego e das condições climáticas, a camada de ligante asfáltico que recobre os agregados da superfície é removida, fazendo com que a microtextura contribua como componente adicional no atrito. Após esta fase, a microtextura e a macrotextura tendem a se tornar gradativamente menores até atingir uma condição de equilíbrio. Tal redução ocorre devido à abrasão das arestas vivas dos agregados causada pela passagem dos pneus, pela presença de detritos na rodovia e por fatores ambientais, como oxidação e ciclos de gelo/desgelo (VILLANI, 2015).