NÍVEL E MIRA NO CONTROLE DE PERFIL LONGITUDINAL DE PAVIMENTOS DE CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND
Código: 9580 RESUMO
A irregularidade longitudinal é transmitida aos usuários através de conceitos atribuídos de forma objetiva, quantificando índices de qualidade de perfil, obtidos através de medições do perfil longitudinal da rodovia. Para a avaliação do Índice de Perfil Longitudinal em pavimento rígido é padronizado no Brasil o uso do equipamento Perfilógrafo tipo Califórnia. Outros equipamentos podem ser utilizados para tal finalidade, como o Nível e Mira, que normalmente se encontra disponível e mobilizado em obras de construção e manutenção rodoviárias no país, podendo servir para acompanhamento sistemático ao final de cada turno de construção. Este trabalho apresenta o Índice de Perfil (IP) obtido através dos perfilogramas de ambos equipamentos. Tomando como caso de estudo um segmento em obras de adequação de capacidade rodoviária em pavimento rígido, os resultados obtidos com o Nível e Mira foram comparados com os resultados do Perfilógrafo Califórnia (equipamento referência) para esta atividade. As análises foram realizadas através da comparação de perfilograma e dos IPs (índices de perfis) gerados pelos dois equipamentos. Para o pavimento em estudo, concluiu-se que o equipamento Nível e Mira, embora forneça algumas discrepâncias na construção do perfilograma, muito devido à grande distância de base adotada no levantamento (50 cm), apresentou variância e média do IP estatisticamente semelhantes aos resultados do Perfilógrafo Califórnia, indicando que o equipamento representa bem as características dos defeitos que influenciam na irregularidade longitudinal dos pavimentos rígidos.
Palavras Chave: Perfil Longitudinal; Nível e Mira; Perfilógrafo Califórnia; Pavimento Rígido. ABSTRACT
The longitudinal irregularities is transmitted to users through attributed concepts objectively quantifying profile quality indicators, obtained from the longitudinal profile of highway measurements. For the evaluation of the Longitudinal Profile Index on rigid pavement is standardized in Brazil the use of the California Profilograph equipment. Other equipment can be used for this purpose, as the Rod and level, which usually is available in road construction and maintenance works, and can be used to systematically monitoring the end of each turn construction. This paper presents the Profile Index (PI) obtained through profilograms by both devices. Taking as a case of study the segment in works of adequacy road capacity on rigid pavement, the results obtained with the Rod and Level were compared with the results of California Profilograph (reference equipment) for this activity. Analyses were performed by comparing profilograms and PIs (profiles index) generated by the two devices. To the pavement under study, it was concluded that the Rod and Level equipment, although it provides some discrepancies in the construction of profilograms, largely due to the great base distance adopted in the survey (50cm) showed variance and mean IP statistically similar to the results of California Profilograph, indicating that the device represents well the features of the defects that influence in the longitudinal irregularity of rigid pavements.
INTRODUÇÃO
Segundo a pesquisa CNT (2015), na matriz de transporte de cargas, o modal rodoviário possui a maior participação (61%), seguido pelos modais ferroviário (20,7%), aquaviário (13,6%), dutoviário (4,2%) e aéreo (0,4%). Enquanto que na matriz de passageiros ele também predomina, com 95% de participação.
Devido à elevada demanda por transporte de carga através das rodovias, a ineficiência na fiscalização do transporte de cargas, carência de serviços de manutenção, entre outros fatores, as rodovias brasileiras têm apresentado diminuição da sua serventia com antecipação do final da vida útil de projeto.
O inadequado estado de conservação das rodovias nacionais tem elevado os custos de operação dos serviços de transporte devido a frequente manutenção e aumento do consumo de combustíveis (CNT, 2015).
Na última década, houve um aumento na execução de rodovias federais em pavimento de Concreto de Cimento Portland (CCP), geralmente utilizado quando as cargas aplicadas à estrutura do pavimento são elevadas e apresentam grande frequência de carregamento, ou quando o subleito apresenta grande deformabilidade. A durabilidade é uma das suas virtudes, pois apresenta uma vida útil significativamente elevada comparada a outros tipos de pavimentos.
O conforto ao rolamento está diretamente ligado ao perfil longitudinal da superfície do pavimento, pois os defeitos contidos neste irão transmitir um desconforto ao usuário em forma de vibrações no veículo. Este conforto pode ser percebido pelo usuário de forma subjetiva, através de conceitos atribuídos, e de forma objetiva, quantificando índices de qualidade de perfil, obtidos através do perfil longitudinal da rodovia, sendo os mais comuns o International Roughness Index (IRI), o Índice de Perfil (IP) e o Quociente de irregularidade (QI).
Segundo Barella (2008), a irregularidade longitudinal de um pavimento é a medida que melhor expressa o quão bem ou o quão mal aquele pavimento se presta aos seus fins básicos, além de estar diretamente relacionada aos custos operacionais e à vida útil do pavimento.
A irregularidade afeta a dinâmica dos veículos e por isso tem um impacto importante em seu custo operacional, na segurança, no conforto e na velocidade do deslocamento. Além disso, a irregularidade também aumenta as cargas dinâmicas aplicadas pelos veículos no pavimento, acelerando sua deterioração estrutural e por fim, pode ainda prejudicar a drenagem superficial, o que tende a aumentar ainda mais seus impactos negativos aos usuários (PATERSON, 1987).
Segundo Barella (2008), os pavimentos que são executados com índices de irregularidade menores tendem a durar mais e a requerer menos manutenção.
Existem vários métodos de avaliação de perfis longitudinais que podem ser aplicados em pavimentos rígidos. No Brasil, a norma DNIT 049/2013 – ES, no seu Anexo A, apresenta uma metodologia para determinação da irregularidade longitudinal de pavimentos rígidos com o emprego de Perfilógrafo tipo “Califórnia” e determina que o Índice de Perfil médio excedido ao valor de 240 mm/km é um indicativo para suspensão das operações de pavimentação, até que ações corretivas sejam tomadas pelo executante.
Contudo, a norma vigente não se opõe a utilização de outros equipamentos para o controle da irregularidade longitudinal, pois cita que opcionalmente, o acabamento longitudinal da superfície pode ser verificado por outro dispositivo equivalente para esta finalidade, desde que previamente aprovado pelo Instituto de Pesquisas Rodoviárias (IPR) do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT 049/2013-ES). Esta norma preconiza que um IP médio diário deve ser determinado para cada dia de pavimentação, sendo definido como um mínimo de 100 m de pavimento construído em sua largura total. Para atender essa determinação, as empresas contratadas deveriam ter em disponibilidade o equipamento descrito na norma para levantamentos frequentes durante o período de execução do pavimento. Este fato representaria um ganho de qualidade no
produto final, pois a agilidade nos levantamentos proporciona a identificação de defeitos e/ou vícios construtivos.
A medição do perfil longitudinal, a título de aceitação do pavimento recém-construído, deve ser realizada o mais breve possível, assim que o pavimento apresente as devidas condições de suporte para o equipamento.
Neste trabalho o perfil longitudinal de uma rodovia em CCP foi medido através do equipamento perfilógrafo Califórnia (equipamento referência) e pelo método nível e mira (padrão para medições de perfis topográficos), para se testar a hipótese de que o índice de controle de perfil longitudinal (IP), obtido com ambos equipamentos se correlacionam bem e que o nível e mira pode ser utilizado para identificação e quantificação dos desvios nos perfis longitudinais de pavimentos rígidos para efeito de acompanhamento e liberação de obras.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
De acordo com o Manual de Pavimentação (DNIT, 2005), o pavimento rígido é classificado como aquele em que o revestimento tem uma elevada rigidez em relação às camadas inferiores e, portanto, absorve praticamente todas as tensões provenientes do carregamento aplicado. A absorção de tensões geradas pelo tráfego ocorre praticamente, apenas, no revestimento (aproximadamente 97%), aliviando as tensões no subleito. A camada de revestimento, normalmente em concreto de cimento Portland, resiste significativamente ao esforço de tração na flexão, fato que lhe atribui um melhor desempenho sobre subleitos com baixa capacidade de suporte. Portanto, para tensões similares, não há necessidade de uma estrutura tão robusta quanto à do pavimento flexível.
Irregularidade longitudinal
Segundo Gillespie (1992) apud Barella (2008) “por volta de 1920, os engenheiros rodoviários já haviam reconhecido a importância da irregularidade dos pavimentos como causa da vibração nos veículos motorizados”. Paterson (1987) cita que em 1920 foi construída uma das primeiras pistas de teste de pavimentos do mundo, no estado americano de Illinois, e que a experiência fez uso de um medidor de irregularidade desenvolvido para a ocasião.
O perfil de uma rodovia pode ser medido no sentido longitudinal e/ou transversal do sentido de tráfego, visando identificar os defeitos, que podem ser em forma de bumps (saliências), depressões, fissuras, panelas etc., com o intuito de quantificá-los para transmitir objetivamente aos usuários a qualidade de rolamento, através dos índices utilizados para controle.
De acordo com Barella (2008), é correto afirmar que só existe um perfil verdadeiro em cada linha imaginária que se escolha, e que por isso, normalmente, duas medições de perfil longitudinal só serão iguais se forem realizadas exatamente sobre a mesma linha imaginária, a menos que se esteja diante de uma pista perfeitamente plana. Portanto, para este tipo de determinação, é necessário medir um perfil longitudinal relativo que tenha uma boa relação com o perfil verdadeiro, e que descreva as características dos defeitos para determinação dos índices.
De posse do perfil longitudinal bem representativo fica mais fácil identificar e projetar alguma intervenção localizada. As características necessárias para identificação dos defeitos são função do comprimento da onda (), frequência e amplitude da medição (DOMINGUES, 2004).
Segundo Nakahara et. al. (2006), não existe um mecanismo principal que possa ser atribuído à alteração da irregularidade do pavimento, ou seja, os diferentes defeitos combinados contribuem para o seu aumento. A significância de cada defeito pode também variar, dependendo da sua severidade. Além dos defeitos, algumas características relacionadas ao projeto, execução e às condições locais, afetam a irregularidade.
Existem vários equipamentos para medição do perfil longitudinal de pavimentos. Para determinação do perfil de um pavimento rígido, em geral, os medidores de perfil trabalham com 3 elementos: ponto de referência; altura em relação ao ponto de referência e deslocamento longitudinal.
Os equipamentos medidores de irregularidade longitudinal são classificados como de avaliação direta, quando são capazes de medir perfis longitudinais com ou sem contato com o pavimento, e de avaliação indireta, quando fornecem índices de irregularidade a partir da reação de um dispositivo (ou suspensão do veículo) quando trafegando sobre o pavimento (SAYERS et. al., 1986; SAYERS e KARAMIHAS, 1998; BOTTURA, 1998).
A importância de que o perfil longitudinal seja representativo do perfil real se dá além do cálculo da quantificação do índice de conforto, pois os defeitos encontrados como bumps (saliências), depressões, escalonamento de juntas, degraus nas juntas e panelas, podem ser localizados em campo de forma rápida e precisa para que se procedam os eventuais trabalhos corretivos.
Neste trabalho foram utilizados os equipamentos de medição direta: Perfilógrafo Califórnia e de medição indireta: Nível e Mira.
Perfilógrafo Califórnia
De acordo com Scofield et. al., (1992) apud Carvalho Filho (2011), o Perfilógrafo Califórnia, desenvolvido nos EUA na década de 1940, é um dos dispositivos mais utilizados nos Estados Unidos para avaliação da irregularidade longitudinal de pavimentos. Segundo Smith et. al. (2002), entre o final dos anos 1960 e os anos 1980, o perfilógrafo surgiu como preferência entre as agências de transportes dos EUA para medir e controlar irregularidade longitudinal inicial do pavimento, particularmente para pavimentos de concreto. Contudo, os autores citam que um estudo nos EUA questiona a validade do uso do perfilógrafo para aceitação e controle de pavimentos recém-construídos, concluindo que o perfilógrafo pode reduzir e amplificar a amplitude de comprimentos de onda em diferentes zonas.
O Perfilógrafo Califórnia é um equipamento de aproximadamente 7,62m de comprimento montado em uma estrutura em treliça e suportada sobre um conjunto de rodas em ambas as extremidades, conforme apresentado na Figura 1. Para gravação dos dados o equipamento pode utilizar um dispositivo mecânico ou eletrônico e, como forma de propulsão, pode utilizar força motriz manual ou outra forma.
O equipamento registra o perfil da superfície da estrada a partir do movimento vertical de uma roda fixada à armação no ponto médio, usando como referência a elevação média dos pontos de contato com a superfície da estrada estabelecida por rodas de suporte, podendo usar um dispositivo de gravação eletrônica ou mecânico (CALIFÓRNIA TEST 526, 2012).
Este tipo de equipamento é recomendado para medição de irregularidade longitudinal em pavimento rígido pela norma DNIT 049/2013-ES. O método para medição do perfil longitudinal em pavimentos rígidos pelo equipamento Perfilógrafo tipo Califórnia, realiza a medição indireta dos perfis das trilhas de rodas, esquerda e direita, em cada faixa de rolamento, onde se podem identificar os defeitos no pavimento rígido. Esses locais são considerados como áreas de irregularidade localizada, sendo identificados de forma numérica e gráfica ao longo do segmento ensaiado. Desta forma, torna-se possível a identificação no campo para a realização das correções necessárias com precisão razoável.
O Perfilógrafo Califórnia apresenta dois pontos positivos para sua utilização (Barella, 2008; Domingues, 2004).
Pouco peso, podendo, na teoria, ser utilizado antes da completa cura do concreto, possibilitando assim reparos antes do concreto duro.
Figura 1 - Perfilógrafo Califórnia. Fonte: (CALIFÓRNIA TEST 526, 2012)
Como limitação os autores apresentam o elevado tamanho do equipamento e baixa produtividade. Porém, o principal ponto negativo, para levantamentos no Brasil, é o fato de existir em quantidade insuficiente em território nacional, apenas um de propriedade da ABCP. Fato que pode levar com que a execução do levantamento seja realizada depois de um elevado intervalo de tempo após a execução do pavimento, tanto por depender da disponibilidade do equipamento, quanto pela própria baixa produtividade do equipamento.
O resultado da medição do perfil longitudinal com o perfilógrafo Califórnia é apresentado em um perfilograma. Um tipo de gráfico, que representa no eixo das ordenadas a elevação na superfície do pavimento (mm) e no eixo das abcissas à distância (m), onde podem ser avaliados os bumps ou depressões existentes na trilha de roda medida, identificando-os graficamente, ao longo do perfil longitudinal da trilha de medição.
Nível e Mira
O método nível e mira é conhecido como método estático, pois os instrumentos não se movem durante o levantamento. O procedimento é padronizado pela norma DNER-ES 173/86, que discorre sobre aparelhagem, pessoal, execução dos serviços e obtenção dos resultados.
A norma vigente estabelece as condições para nivelamento detalhado de rodovias, visando obter a irregularidade das suas superfícies e para estudos especiais de pavimentos (DNER-ES 173/86). Deve ser utilizado nível ótico, com a precisão de 1,5 mm/km, mira para nivelamento e trena de 50 m. O procedimento para o levantamento dos pontos a serem analisados é indicado para realização a cada 0,50 m. A Figura 2 apresenta um desenho esquemático de um nível e mira ressaltando os elementos principais de medidores de perfil.
Figura 2 - Desenho esquemático do conjunto nível e mira para medição de perfil longitudinal. Fonte: Sayers e Karamihas (1998) apud Barella (2008).
Índice de Perfil (IP)
Para calcular o índice de Perfil (IP) é traçada, no perfilograma, uma linha de referência (blanking band), que é definida como uma linha de referência para equilibrar o perfil acima e abaixo da sua
média (CALIFORNIA TEST 526, 2012). As magnitudes das irregularidades identificadas, que extrapolam a blanking band, são anotadas junto a elas.
O Índice de Perfil (IP) é obtido a partir da soma de valores absolutos dos desvios (bumps e depressões) que excedem os limites da faixa neutra (blanking band) com largura adotada igual a 5 mm, sendo o seu valor expresso em milímetros por quilômetro (mm/km).
Maiores detalhes sobre o procedimento de identificação das irregularidades e cálculo do IP podem ser consultados nas normas Califórnia Test 526 (2012), M-MMP-4-07-002-07.
É importante destacar que o cálculo do IP pode ser afetado significativamente pela precisão do levantamento, ou pela inclusão no cálculo de pequenos desvios causados por pedras, textura, sujeira ou acúmulo de água no percurso do equipamento de medição de perfil.
METODOLOGIA
A medição da irregularidade longitudinal foi realizada em um trecho contínuo de aproximadamente 2,2 km de comprimento, dentro do trecho experimental. As medidas foram realizadas nas duas faixas de tráfego da via e sobre as duas trilhas de roda de cada faixa, utilizando um Perfilógrafo Califórnia. Após a obtenção dos perfis longitudinais, foram gerados relatórios contendo a identificação de defeitos (saliências e depressões) e os valores dos Índices de Perfil (IP) para segmentos de comprimento de 100 m, conforme metodologia na norma DNIT 049/2013-ES. Foram selecionadas amostras na faixa de rolamento 2, a partir dos valores de IP obtidos nestes segmentos, representando os intervalos dos seus tercis, com valores abaixo, dentro e acima do terço médio. Foram selecionados, portanto, 9 segmentos (amostras) que estão detalhados na Tabela 1.
A medição do índice de IP de irregularidade longitudinal, utilizando o equipamento Perfilógrafo Califórnia, no trecho em estudo foi realizada pela Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), nas trilhas de roda interna (T1) e externa (T2) das duas faixas de rolamento do pavimento rígido. Os dados dos perfis longitudinais foram disponibilizados pela ABCP em relatório emitido para o contratado e em arquivos com extensão ERD, compatível com o software ProVal 3.5.
Tabela 1 - Segmentos escolhidos para a coleta de dados de perfil longitudinal.
Os levantamentos pelo método nível e mira foram realizados conforme preconiza a norma DNER- ES 173/86, de acordo com o alinhamento longitudinal das trilhas de rodas internas e externas de cada um dos 09 segmentos selecionados. Foram marcados os estaqueamentos intermediários para levantamento a cada 0,50 m e os estaqueamentos inteiros a cada 5,00m, sobre as trilhas de roda. Para o nivelamento detalhado de cada trecho experimental, procedeu-se o preenchimento das fichas do Anexo C da norma DNER- ES 173/86. A Figura 3 apresenta detalhe da marcação do estaqueamento intermediário utilizado.
Trilha IP (mm/km) de roda Perfilógrafo Califórnia
12 155,52 155,62 1100 2 2 0 12 155,52 155,62 1100 2 1 13 13 155,42 155,52 1000 2 1 25 5 156,22 156,32 1800 2 1 368 5 154,82 154,92 400 2 2 216 19 156,22 156,32 1800 2 2 343 23 154,42 154,52 0 2 1 414 17 156,02 156,12 1600 2 2 724 7 156,02 156,12 1600 2 1 813 Faixa de rolamento Baixo (0 IP 200 mm/km) Médio (200 < IP 00 mm/km) Alto (IP >00 mm/km)
Nível Segmento Marco inicial (km) Marco final (km) Referência ao marco inicial (m)
Figura 3 - Detalhe da marcação dos locais para levantamento na trilha de roda 1 (T1) da faixa de rolamento 2.
Tratamento dos dados
O tratamento para os dados coletados por cada equipamento foi realizado através do software ProVal 3.5 (Profile Viewing and Analysis), desenvolvido pelo US Department of Transportation da Federal Highway Administration (FHWA) e Long Term Pavement Performance Program (LTPP), de domínio público. Este permite a visualização e análise dos perfis de várias maneiras diferentes. As seguintes avaliações foram feitas para os perfis longitudinais construídos pelos dois equipamentos avaliados: Importação de arquivos com outra extensão para análises; Manipulação dos dados do perfil em muitos aspectos, incluindo corte e filtragem de segmentos de interesse dentro do levantamento; permitindo gerar os relatórios dos segmentos completos e dos intervalos manipulados e Simulação do perfilógrafo, emitindo o relatório do índice de perfil (IP).
O perfil longitudinal dos segmentos, coletados junto a ABCP, foram processados na ferramenta Profilograph Simulation do software ProVal 3.5. A configuração das rodas do perfilógrafo utilizadas no ProVal 3.5 foi idêntica à do perfilógrafo Califórnia utilizado nos levantamentos de campo.
Para que os dados coletados nas fichas de levantamento com o método Nível e Mira pudessem ser utilizados para processamento do perfil longitudinal, foi necessário a edição de um arquivo modelo com extensão ERD (formato padrão desenvolvido pela Universidade de Michigan) para inserção das cotas e distâncias levantadas. Este formato também é usado em outros programas de análise de perfis longitudinais e por se tratar de um formato texto, também pode ser aberto em planilhas eletrônicas e bloco de notas.
Aplicaram-se também testes de hipóteses para os valores de IP, verificando a normalidade das distribuições (teste de normalidade Anderson-Darling), a igualdade das variâncias (teste F) e médias (teste t) de cada amostra. Isto tornou possível concluir pela similaridade ou não dos índices gerados pelo método de nível e mira, com os gerados pelo perfilógrafo Califórnia.
RESULTADOS E DISCUSSÕES Comparação entre Perfilogramas
A comparação entre os perfilogramas, gerados a partir de perfis longitudinais levantados pelos equipamentos em estudo, permite detectar diferenças de alinhamento longitudinal entre os perfis, e a capacidade de identificação dos defeitos e suas magnitudes. Isto permite avaliar se os equipamentos reproduzem, ou não, as características importantes dos defeitos resultantes da execução de um pavimento rígido em CCP. Para detalhar a comparação dos perfilogramas obtidos por ambos equipamentos (Figura 4), dentre os segmentos na Tabela 1, foi escolhido apenas o
resultado do segmento 23 (Trilha de roda 1). Na análise comparativa entre os Perfilogramas, observa-se que os perfilogramas dos dois equipamentos apresentam tendência similar de representação gráfica dos defeitos que exercem influência na irregularidade longitudinal.
Figura 4 - Comparação de perfilogramas no Segmento 23 (Trilha de roda 1).
No perfilograma do perfilógrafo Califórnia foram identificados 11 defeitos (6 bumps e 5 depressões). O perfilograma obtido pelo método nível e mira reproduziu 13 defeitos (6 bumps e 7 depressões) com localizações e tipos de defeitos similares. Comparando a identificação dos defeitos e as magnitudes dos picos coincidentes (Tabela 2), observa-se que 10 defeitos coincidem o tipo e as posições, dos quais 3 apresentaram mesma magnitude e 7 apresentaram desvios percentuais com valores elevados, entre 34,21% e 192,31%. Provavelmente, essa diferença, entre representação dos defeitos e magnitudes, pelo método do nível e mira seja em função do comprimento de onda dos defeitos identificados pelo equipamento.
Tabela 2- Identificação dos defeitos e desvio percentual entre os coincidentes.
Análise do Índice de Perfil (IP)
Para os dois conjuntos de dados de IP foram realizados os seguintes testes de hipótese:
Teste de normalidade (Anderson-Darling), avaliando se os dados analisados descrevem uma distribuição de Gauss;
Teste-f, para testar a igualdade das variâncias dos grupos de amostras; Test t, para testar a igualdade das médias dos grupos de amostras.
Tipo do
Defeito Início (m) Final (m) (mm)Pico Tipo do Defeito Início (m) Final (m) (mm)Pico 1 Depressão 8,70 12,40 2,50 Depressão 8,85 12,25 3,80 2 Bump 13,70 18,00 5,10 Bump 13,29 16,65 1,30 Bump 16,71 20,42 3,80 Bump 21,10 22,00 1,30 3 Depressão 23,40 27,80 3,80 Depressão 21,54 27,23 6,40 4 Bump 28,80 31,50 2,50 Bump 28,05 31,48 5,10 5 Depressão 46,90 51,50 2,50 Depressão 45,95 50,88 2,50 6 Bump 54,10 57,50 3,80 Bump 52,55 56,62 5,10 Depressão 57,40 59,11 1,30 7 Bump 64,50 65,80 1,30 Bump 62,33 64,87 3,80 8 Depressão 67,00 71,30 3,80 Depressão 66,07 70,32 3,80 9 Bump 73,50 76,40 3,80 Bump 71,10 75,72 5,10 Depressão 77,42 78,60 1,30 10 Depressão 87,40 90,80 2,50 Depressão 85,84 90,02 2,50 0,00
Perfilógrafo Califórnia Nível e Mira Desvio
Percentual (%) Defeitos Coincidentes 52,00 74,51 68,42 104,00 0,00 34,21 192,31 0,00 34,21
Para se realizar análise dos valores dos índices IP, objetivando avaliar o desvio no cálculo desse índice obtido a partir dos perfis longitudinais gerados com os equipamentos perfilógrafo Califórnia (PC) e Nível e Mira (NM) para os segmentos estudados, foi assumida a hipótese de que os resultados do índice foram retirados de uma população com distribuição normal (Gauss).
Os índices de Perfil (IP) obtidos com os equipamentos perfilógrafo Califórnia (PC) e nível e mira (NM) para os segmentos estudados, estão resumidamente apresentados na Tabela 3.
Observa-se que, o equipamento nível e mira apresenta valores de IP maiores do que o perfilógrafo Califórnia. Os valores máximo e mínimo de erros percentuais foram identificados nos segmentos com baixos valores de IP. Particularmente, a medição do segmento 12 FR2 trilha 2 apresentou erro percentual tendendo a infinito, devido o valor de IP a partir do perfilógrafo Califórnia ter sido zero, ou seja, este equipamento não identificou desvio excedendo a blanking band. Para valores, de médio a alto IP, os erros percentuais são menores, indicando que os defeitos com maiores magnitudes são mais bem representados nos perfilogramas dos equipamentos.
Com a finalidade de verificar a hipótese assumida foram realizados testes de normalidade de Anderson-Darling (Figura 5) em cada trilha de roda. Nos testes de normalidade efetuados, observou-se que as duas amostragens foram significativas (os P-values unicaudais foram superiores à significância α de 0,05), não podendo-se rejeitar a hipótese de que suas amostras foram retiradas de uma população com distribuição normal (Gauss). Portanto, com nível de confiança de 95 %, existem evidências de que os dados seguem uma distribuição normal (Gauss). Com esta confirmação, procederam-se os testes F e t (Tabela 4).
Tabela 3 - Resumo dos dados de IP obtidos nos segmentos pelos equipamentos estudados.
Figura 5 - Teste de normalidade para os valores de IP. Trilha de roda Erro (%) 12 155,52 155,62 1100 2 0 414 12 155,52 155,62 1100 1 13 12,36 14 13 155,42 155,52 1000 1 25 237,09 86 5 156,22 156,32 1800 1 368 66,6 614 5 154,82 154,92 400 2 216 84,03 397 19 156,22 156,32 1800 2 343 49,81 514 23 154,42 154,52 0 1 414 23,33 511 17 156,02 156,12 1600 2 724 28,13 928 7 156,02 156,12 1600 1 813 26,41 1027 PC NM IP (mm/km) Referência ao marco inicial (m) Baixo Médio Alto
Nível Segmento Marco inicial (km) Marco final (km) 800 600 400 200 0 Median Mean 600 500 400 300 200 100 0
A nderson-Darling Normality Test
V ariance 89035,00 Skewness 0,542440 Kurtosis -0,808906 N 9 Minimum 0,00 A -Squared 1st Quartile 19,00 Median 343,00 3rd Q uartile 569,00 Maximum 813,00 95% C onfidence Interval for Mean
94,64 0,37
553,36 95% C onfidence Interval for Median
15,73 653,35 95% C onfidence Interval for StDev
201,55 571,64 P-V alue 0,333 Mean 324,00 StDev 298,39
95% Confidence Intervals
Teste de Normalidade para o IP com Perfilógrafo Califórnia
1000 800 600 400 200 0 Median Mean 800 700 600 500 400 300 200
A nderson-Darling Normality Test
V ariance 112477,53 Skewness 0,158804 Kurtosis -0,419365 N 9 Minimum 14,00 A -Squared 1st Quartile 241,50 Median 511,00 3rd Q uartile 771,00 Maximum 1027,00 95% C onfidence Interv al for Mean
242,76 0,28
758,35 95% C onfidence Interv al for Median
156,88 856,44 95% C onfidence Interv al for StDev
226,53 642,50 P-V alue 0,557 Mean 500,56 StDev 335,38
95% Confidence Intervals
Tabela 4 - Resultados do teste-F e do teste-t para as amostragens de IP.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho avaliou a aplicabilidade do método Nível e Mira na obtenção do índice de controle de perfil longitudinal IP em pavimento rígido, comparando-os com os índices obtidos através do Perfilógrafo tipo Califórnia.
A análise do perfilograma representativo mostrou que os equipamentos apresentam uma tendência de representação gráfica de forma análoga dos defeitos que exercem influência na irregularidade longitudinal, em determinada faixa de comprimento de onda. Identificando o tipo e localizações da maioria dos defeitos de forma coincidente. Contudo, entre os defeitos coincidentes a maioria apresentam elevados desvios percentuais na magnitude dos picos.
Nos testes de hipótese realizados entre as amostragens do nível e mira e do perfilógrafo Califórnia, não pôde-se rejeitar a hipótese nula de que as variâncias e médias dos valores de IP são iguais, ou seja, os resultados dos dois equipamentos foram extraídos de uma mesma população, reproduzindo resultados similares.
Observando os perfilogramas similares e a semelhança estatística entre os resultados do Índice de Perfil dos equipamentos estudados conclui-se que, para o pavimento em estudo, o Nível e Mira apresenta-se viável para determinação de um IP médio diário para cada dia de pavimentação, servindo como alternativa para controle da qualidade destes revestimentos após cada turno de trabalho.
Sugere-se que pesquisas complementares a este trabalho sejam realizadas para avaliação da repetibilidade do método Nível e Mira na reprodução de perfis longitudinais em pavimentos de CCP.
Observa-se que o procedimento normativo para o uso do Nível e Mira para a avaliação de perfil longitudinal (pontos espaçados a cada 50 cm) com objetivo da identificação de defeitos em segmentos de pavimento em CCP pode ser aperfeiçoado, com a redução do espaçamento entre os pontos base. Caso o perfil longitudinal seja construído com um equipamento que detecte menor comprimento de onda, a tendência é que o índice reflita com maior detalhamento a qualidade ao rolamento da via.
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Nº de
obs. Graus de lib. F Pvalue Nº de obs. Graus de lib. Stat t Pvalue
PC 324 89005 9 8 9 x 0,791 0,374 16 -1,179 0,128 NM 500 112472 9 8 9 Va riâ nc
ia Teste F - duas amostras variâncias
iguais Teste t - duas amostras com médias de população iguais
Co m pa ra çã o Média (mm/km)
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