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Quadro 1.1 – Significado dos valores utilizados para avaliar o comportamento de pavimentos rodoviários (COST, 1999)
Valores Significado
0 Não ocorre
1 Ocorre ocasionalmente 5 Ocorre com regularidade
As pontuações acumuladas para cada tipo de degradação encontram-se resumidas na Figura 1.3.
Figura 1.3 – Avaliação das deformações observadas nos países convidados (COST, 1999)
A Figura 1.3 mostra que as rodeiras, na camada betuminosa, são o tipo de degradação mais comum nos pavimentos rodoviários dos países que colaboraram nesta avaliação sendo, por isso, de grande importância controlar e evitar este tipo de degradação nos pavimentos rodoviários (COST, 1999).
“Muitos milhares de milhões de euros são gastos em construção e manutenção de estradas a cada ano na Europa, e há uma necessidade de utilização de métodos mais eficientes para projeto do pavimento que produzam soluções que sejam menos prejudiciais ao meio ambiente e ao usuário da estrada” (COST, 1999).
Uma vez que os pavimentos rodoviários estão expostos a muitos fatores que podem levar à origem de degradações nos mesmos, é importante saber qual o estado dos pavimentos para se poder intervir quando os mesmos necessitam de reparações. Para avaliar a qualidade dos pavimentos, o Sistema de Gestão de Pavimentos (SGP) da Estradas de Portugal (EP) adotou um índice de qualidade global. Este índice caracteriza o estado dos pavimentos para cada trecho da rede, em função das informações obtidas a respeito das degradações superficiais (fendilhamento, covas, peladas, reparações), irregularidade longitudinal e rodeiras (EP, 2009a).
O índice de qualidade (IQ) que se propõe para efetuar a avaliação da qualidade baseia-se no valor do índice de aptidão de serviço (PSI) do pavimento, desenvolvido com base na informação
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obtida no ensaio AASHO (AASHO, 1962), e adotado pelo SGP do Estado do Nevada (Sebaaly, et al., 1996).
O valor de IQ no final do ano t é determinado da seguinte maneira (Santinho Horta, et al., 2013):
( ) (1.1)
Onde:
– Índice de qualidade no final do ano t;
– Irregularidade longitudinal do pavimento no final do ano t (mm/km); – Profundidade média das rodeiras no final do ano t (mm);
– Área com fendilhamento no final do ano t (m2/100m2);
– Área com degradação superficial de materiais (covas e peladas) no final do ano t (m2/100m2);
– Área de zonas reparadas no final do ano t (m2/100m2).
O valor de IQ depende assim da profundidade de rodeira e pode variar entre os valores 0 (pavimento em muito mau estado) e 5 (pavimento em muito bom estado) (Sebaaly, et al., 1996).
Com o objetivo de criar métodos mais eficientes para gestão de pavimentos, várias instituições têm-se preocupado em desenvolver modelos de evolução de degradações, como por exemplo o Banco Mundial (Morosiuk, et al., 2004). Hoje em dia, existem diversos modelos de previsão de rodeiras disponíveis (Veiga, 2012).
Pelas razões referidas anteriormente é fundamental que, em Portugal, durante a vida útil de um pavimento rodoviário flexível, uma vez que representam 99% da rede nacional rodoviária, as rodeiras sejam evitadas para que se consigam manter as características funcionais e estruturais para as quais os pavimentos foram dimensionados (Picado Santos, et al., 2006; Fontul, 2005). Para isso, é necessário que se realize uma gestão eficiente das infraestruturas rodoviárias. Essa gestão é realizada através do SGP (Pereira e Miranda, 1999), atualmente suportado pela base de dados da EP. Em trabalho anterior (Silva, 2012) utilizou-se essa base de dados para desenvolver modelos de previsão de fendilhamento. Assim, julgou-se importante aproveitar a mesma base de dados para estabelecer, neste trabalho, modelos de previsão de rodeiras ajustados à rede nacional rodoviária.
1.2. Objetivos e estruturação do trabalho
O objetivo deste trabalho é estabelecer modelos que consigam prever o valor de profundidade de rodeira em pavimentos rodoviários da rede nacional rodoviária. Os modelos são estabelecidos utilizando informação contida na base de dados da EP.
Elaborou-se uma pesquisa sobre os diversos tipos de modelos de previsão de rodeiras já existentes com o objetivo de selecionar aqueles que atendem às causas que levam ao aparecimento de rodeiras no nosso país. Após a pesquisa, chegou-se à conclusão que existem diversos modelos em que uns são indicados para pavimentos do tipo AM (mistura betuminosa) e outros para pavimentos do tipo
Capítulo 1 - Introdução
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ST (tratamento superficial), usualmente utilizados em estradas de baixo tráfego, como é o exemplo do modelo HDM-4 e do modelo Austroads.
De uma forma geral, os pavimentos analisados são do tipo AM, o que deverá resultar de se tratar de uma rede nacional. Para estes pavimentos aplicou-se o modelo HDM-4, que é a versão mais recente dos modelos HDM (Highway Design and Maintenance Standards Model) do Banco Mundial. Os modelos HDM são bastante antigos e uma das suas versões, o HDM-III, já foi utilizada em projetos identificados em 98 países diferentes (N. D. Lea International Ltd, 1995). Este modelo é um dos mais aceitáveis, sendo por isso recomendável a sua aplicação em estudos de previsão de rodeiras (Veiga, 2012).
Um número reduzido de secções tem tratamento superficial sobre camadas granulares, pavimentos do tipo ST, que foram analisados recorrendo ao modelo Austroads. Este é um modelo que tem em conta uma gama considerável de variáveis, pelo que se considera como sendo um modelo aceitável.
De seguida, analisou-se a fenomenologia da formação de rodeiras na rede nacional rodoviária. Esta análise compreendeu, por um lado, uma avaliação da forma como os parâmetros utilizados no modelo HDM-4 influenciam o valor da profundidade da rodeira para os pavimentos predominantes, do tipo AM. Por outro lado, visitaram-se alguns trechos de estrada, presentes na base de dados fornecida pela EP, com o objetivo de identificar fatores responsáveis pela origem das rodeiras observadas. Finalmente realizou-se uma análise que visou verificar se os fatores observados são ou não contabilizados no modelo HDM-4.
Posteriormente utilizaram-se os dados fornecidos pela EP para estabelecer modelos de previsão de rodeiras.
Estabeleceram-se critérios de seleção, pelos quais se escolheram 91 trechos de diferentes distritos de Portugal Continental com diferentes níveis de gravidade de rodeira.
Uma vez que a base de dados da EP não foi construída com o intuito de ser utilizada na elaboração de modelos de previsão de rodeiras, é compreensível que a sua utilização neste âmbito tenha limitações tendo sido, por isso, necessário proceder à validação cuidadosa de alguns dados existentes nessas secções levando à correção e, por vezes, à rejeição de alguns deles.
Após a validação dos dados, os correspondentes aos trechos com pavimento do tipo AM (mistura betuminosa) foram introduzidos no modelo HDM-4 e os dos trechos com pavimento do tipo ST (tratamento superficial) no modelo Austroads.
Depois de introduzidos os dados nos modelos e de analisar os resultados obtidos, procurou-se verificar se existia um bom ajustamento com calibrações realizadas noutros países. Verificou-se, ainda, a necessidade de proceder à elaboração de uma calibração ajustada à rede nacional rodoviária.
1.3. Organização
Esta dissertação encontra-se organizada em 7 capítulos, os quais se encontram divididos em subcapítulos. Alguns desses subcapítulos apresentam ainda divisões menores.
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No Capítulo 1, “Introdução”, apresenta-se o enquadramento que apresenta a importância deste estudo, os objetivos, a metodologia e a organização do trabalho, onde se descreve de uma forma resumida a estrutura da dissertação.
No Capítulo 2, “Métodos de Avaliação de Rodeiras”, descrevem-se quais os tipos de