Modelo de Lerch (2002)

Ao considerar nove trechos de rodovias estaduais, totalizando aproximadamente 265km, Lerch (2002) conseguiu representar diferentes estruturas da malha rodoviária do Rio Grande do Sul, registrando as irregularidades longitudinais medidas antes e após os seus recapeamentos.

O autor utilizou dados estruturais e funcionais presentes no histórico dos pavimentos abordados, agrupando os valores com informações referentes às condições superficiais e classificação de tráfego. Todas as pistas estão situadas na metade norte do estado do RS, contribuindo no acesso intermunicipal e entroncamentos entre rodovias localizadas nas proximidades das zonas avaliadas.

No trabalho de Lerch (2002), não foram informadas as características climáticas dos locais nos quais foram escolhidos os segmentos rodoviários utilizados neste estudo. Todavia, mediante coleta de dados da rede do INMET (Instituto Nacional de Meteorologia), referentes às precipitações, temperaturas máximas e mínimas da estação OM:83914 (Passo Fundo/RS – cidade ao norte do estado do RS com dados disponíveis na plataforma climatológica), nos 10 anos que antecederam o trabalho do autor (1992 à 2002), foram quantificadas as precipitações médias de aproximadamente 1.500mm anuais, com temperaturas médias do ar variando em média entre 13 e 24ºC.

Todas as pistas avaliadas por Lerch (2002) haviam sido abertas à licitação pública, visando à execução de obras de recuperação. Os dados históricos prévios às atividades de manutenção foram fornecidos pelo DAER/RS. As estruturas e materiais constituintes dos pavimentos avaliados por Lerch (2002) são compostos pela clássica sobreposição de base e revestimento, acima do subleito, conforme está exposto na Tabela 2.12.

As medições de irregularidade longitudinal foram executadas com a utilização do equipamento Maysmeter e quantificadas em termos de IRI. Com isso, o autor obteve as referências de irregularidade determinadas antes da execução do recapeamento. Cabe também destacar que os nove trechos adotados por Lerch (2002) resultaram em 14 segmentos homogêneos, divididos por empresas responsáveis pelas obras de recuperação após o processo licitatório.

Tabela 2.12 – Características dos Trechos avaliados por Lerch (2002)

Rodovia Extensão (km) do Trecho Tipo de Base Espessura de Base (mm) Tipo de Rev. antes da reabilitação Espessura de Revestimento original (mm) RS-020 48,0 Solo / Brita 300 TSD 25 RS-128 8,0 Brita Graduada 150 a 250 TSD 30 a 50 RS-324 30,9 Brita Graduada 350 PMF 50 a 70 RS-342 44,6 Brita Graduada 220 a 300 PMF 40 a 80 RS-344 31,2 Brita Graduada 300 a 350 TSD 30 a 40 RS-404 27,5 Brita Graduada 250 a 350 TSD 25 RS-446 17,0 Brita Graduada 350 a 450 CA 40 a 50 RS-452 27,5 Brita Graduada 300 a 400 CA ou TSD 30 a 40 RS-470 30,3 Brita Graduada 300 a 650 CA ou PMF 50 a 80 Adaptado de Lerch (2002)

A execução da obra de reabilitação envolveu restaurações empregando espessuras de 3 a 8cm de concreto asfáltico, com a realização de reperfilagem dependente de cada um dos casos, conforme descrito pelo autor.

Lerch (2002) utiliza uma abordagem computacional em seu trabalho, quando prevê a irregularidade determinada após o recapeamento com o software HDM-4, inserindo as características dos segmentos adotados em seu estudo e comparando os resultados fornecidos pelo software com as irregularidades medidas em campo, após as obras de reabilitação.

Com esta ação, Lerch (2002) calibra parâmetros do programa para aproximar as reduções previstas de irregularidade (dIRI), antes e após o recapeamento, com aquelas medidas em pista. O autor obteve valores satisfatórios para cinco dos 14 trechos apenas utilizando os parâmetros de ajuste da versão original do programa (configuração Default). Para os demais nove segmentos, Lerch (2002) recomenda diferentes configurações de ajuste do modelo de redução de irregularidade após o recapeamento. A crítica aqui fica pela não tentativa de obtenção de parâmetros de ajuste genéricos, válidos para todos os segmentos abordados pelo autor.

Salienta-se que Lerch (2002) não fornece nenhuma informação referente à magnitude do tráfego atuante nas rodovias com as quais foram desenvolvidos os resultados de seu trabalho, impossibilitando interpretar as condições de contorno relativas a este fator.

Com o banco de dados disponível, Lerch (2002) desenvolveu, mediante regressão múltipla linear, um modelo de previsão de redução de irregularidade após recapeamento em concreto asfáltico. Lembra-se, mais uma vez, que esta redução é um valor previsto pelo software HDM-4, cujas estimativas resultantes foram incluídas na sistemática de regressão. O modelo elaborado e descrito pela Equação (2.63) tem como variáveis independentes a espessura do recapeamento e a irregularidade medida antes deste:

(2.63)

Em que:

dIRI = redução prevista com o software HDM-4 para a irregularidade longitudinal após o recapeamento (m/km);

href = espessura da camada de reforço (cm);

IRIa = irregularidade longitudinal medida anteriormente à realização do recapeamento (m/km).

Destaca-se aqui o significativo coeficiente de determinação, explicável pela calibração dos resultados na rotina de cálculo do software HDM-4. Vale ressaltar que, como o modelo desenvolvido pelo autor não foi validado em demais trechos experimentais, restringe-se sua aplicação às pistas com características similares aquelas estudadas por Lerch (2002). Em relação à ordem de grandeza dos valores de campo, percebe-se que as rodovias avaliadas pelo autor exibem uma irregularidade medida antes do recapeamento com medidas variando entre 2m/km e 7m/km.

É possível, empregando a Equação (2.63), verificar a pertinência da expressão proposta por Lerch (2002), quando comparados aos resultados de campo obtidos por Pavi (2017), cujo trabalho em andamento busca, entre outros aspectos, investigar a redução de irregularidade ocasionada pelo recapeamento do concreto asfáltico. No estudo da autora, o segmento experimental de 500m exibia, antes da intervenção, irregularidade longitudinal média de 3,15m/km, quando compilados dados referentes às trilhas de roda externa e interna.

Com reabilitação efetuada mediante realização de fresagem (2,5cm) e recapeamento com 3,0cm de espessura, atingiu-se irregularidade longitudinal média de 1,86m/km, também compilando os resultados das duas trilhas de roda. A redução de irregularidade média foi quantificada em 1,29 m/km. Aplicando-se os dados medidos por Pavi (2017) na Equação (2.63), os resultados preveem uma redução de 0,50m/km, valor significativamente menor do que aquele verificado em campo no segmento acompanhado pela referida autora.

Entende-se que esta diferença seja justificada pelo processo de fresagem prévia a execução de novo revestimento, efetuada no trecho monitorado por Pavi (2017), porém não mencionada pelo modelo preditivo de Lerch (2002).

Por fim, Lerch (2002) também menciona a tentativa de correlacionar a irregularidade longitudinal, representada pelo IRI, com o número estrutural corrigido (SNC); porém, nos segmentos avaliados pelo autor, este parâmetro não se mostrou significativo.