Estudo das Manifestações Patológicas Contidas no Pavimento das Faixas
Exclusivas de Ônibus do BRT Localizado na Rodovia PE-15
Mayara Rykaelly dos Santos1
mayararykaelly@gmail.com Alisson Caetano da Silva2
alisson.dsilva@estacio.br Flávia Gonçalves Domingues Ferreira3
flavia.domingues@estacio.br
Resumo: No presente trabalho foi estudado as manifestações patológicas contidas no pavimento das faixas
exclusivas de ônibus do ramal norte – sul do Bus Rapid Transit (BRT), localizado na PE – 15, com objetivo de identificar e avaliar os defeitos do pavimento com a finalidade de determinar a situação de degradação do trecho em estudo e as possíveis diretrizes para restauração. Para atingir tal meta, foram realizadas as seguintes etapas: apresentação dos métodos utilizados para levantamento dos dados, delimitação do trecho de 4,98 km das faixas exclusivas de ônibus para estudo. Em seguida, são demostrados os resultados do levantamento da avalição objetiva conforme estabelece a norma DNIT 006/2003 – PRO, possibilitando classificar os defeitos e diagnosticar a extensão, através do cálculo do Índice de gravidade global (IGG). Os dados levantados com o instrumento georadar e os ensaios de sondagens permitiram caracterizar geotecnicamente as camadas e definir o material que as constitui. Conclui-se que o trecho estudado apresentou um baixo nível de conservação necessitando do emprego de técnicas de recuperação que visem a melhoria na funcionalidade do pavimento.
Palavras-chave: MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS, PAVIMENTO, RECUPERAÇÃO.
Abstract: In the present work, the pathological manifestations contained in the pavement of the exclusive bus
lanes of the north - south branch of the Bus Rapid Transit (BRT), located at PE - 15, were studied in order to identify and evaluate the pavement defects in order to determine the degradation situation of the section under study and the possible guidelines for restoration. To achieve this goal, the following steps were taken: presentation of the methods used to collect the data, delimitation of the 4.98 km stretch of the exclusive bus lanes for study. Then, the results of the objective assessment survey are demonstrated, as established by DNIT 006/2003 - PRO, making it possible to classify the defects and diagnose the extent, by calculating the Global Severity Index (IGG). The data collected with the Georadar instrument and the drilling tests allowed to geotechnical characterize the layers and define the material that constitutes them. It is concluded that the studied section presented a low level of conservation, requiring the use of recovery techniques that aim to improve the functionality of the pavement.
Keywords: PATHOLOGICAL MANIFESTATIONS, PAVEMENT, RECOVERY.
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1Graduandos do curso de Engenharia do Centro Universitário Estácio do Recife. 2Docente do curso de Engenharia Civil do Centro Universitário Estácio do Recife.
Introdução
Os pavimentos flexíveis, conforme Fonseca (2013), são uma infraestrutura formada por camadas de diversos materiais, prezando pela utilização de solo natural, formada sobre a última camada de terraplanagem com o propósito de resistir as forças decorrentes do deslocamento de veículos que percorrem a via, assim como o do clima, concedendo conforto e segurança aos desfrutadores.
Conforme Bernucci et al. (2008), o asfalto é um ligante betuminoso originário da destilação do petróleo com características impermeáveis, sendo muito empregado na pavimentação. Os ligantes asfálticos presentes no Brasil são o cimento asfáltico de petróleo (CAP), asfaltos diluídos (ADP), emulsões asfálticas (EAP), asfaltos oxidados ou soprados de uso industrial, asfaltos modificados por polímero (AMP) e agentes rejuvenescedores (AR).
Um estudo realizado pela Confederação Nacional do Transporte (CNT), em 2019 demonstrou que 59,0%, de 64.198 quilômetros analisados das principais estradas do Brasil, demonstram condições improprias, desse total 35% são consideradas regulares, 13,7% são tidas como ruins e 3,7 % como péssimas. A classificação dos defeitos foi realizada na norma NBR 005/2003 do DNIT, de modo a conferir agilidade em campo no preenchimento da planilha de avaliação dos defeitos contidos no pavimento.
As trincas são divididas em classe, conforme já mencionado, as trincas isoladas e as trincas associadas. Segundo o DNIT (2003), as trincas isoladas subdivide-se em: FC-1: trincas com fendas maiores que as fissuras e abaixo de 1,0mm; FC-2: trincas com fendas maior que 1,00mm sem o acompanhamento de deterioração nas extremidades e FC-3: trincas com fendas maior que 1,00mm com o acompanhamento de deterioração nas extremidades. Já as trincas associadas são consideradas FC-3 e FC-2 como manifestarem ou não de deterioração nas extremidades.
Para Fonseca (2013), a avaliação estrutural do pavimento tem como principal objetivo determinar a capacidade resistente do pavimento as ações resultantes do tráfego, além de analisar o comportamento de suas camadas em relação à deformabilidade. Os principais intervenientes da condição estrutural do pavimento são as espessuras das camadas, os materiais utilizados e o comportamento das camadas executadas. O desempenho estrutural do pavimento está diretamente relacionado com o grau de deterioração do mesmo e a capacidade de suporte de carga durante a vida útil do pavimento determinado em projeto.
Bernucci et al. (2008) explica que a análise do pavimento é realizada através de dois métodos: método destrutivo, semidestrutivo ou não – destrutivo. O autor descreve que para definir as opções de reparo do pavimento é indispensável levantar os dados referentes ao parecer funcional e estrutural do mesmo, ou seja, a avalição funcional irá fornecer informações do estado de deterioração da superfície do pavimento e a avaliação estrutural expõe a situação das camadas inferiores a capa de rolamento com relação ao suporte de esforços.
Ainda segundo Bernucci et al. (2008), na ausência de problemas estruturais, os reparos a serem realizados são de cunho superficial executados separadamente ou juntamente, podendo antes ser feita uma extração do pavimento obsoleto pela técnica de fresagem, ou seja, ranhuras no pavimento. Os materiais mais empregados nas restaurações são: lama asfáltica para fechamento das trincas, tratamento superficial simples (TS) ou duplo (TSD) para fechamento das trincas e aderência superficial, microrevestimento asfáltico a frio ou quente na situação que há abrasiva intensa referente ao tráfego, concreto asfáltico quando apresentar problemas funcionais de irregularidade e mistura do tipo camada porosa por atrito para auxiliar no atrito da via.
A implantação de corredores de ônibus no Brasil surgiu como uma alternativa para melhorar o trânsito nas grandes capitais do país, proporcionando conforto aos usuários e reduzindo o tempo de viagem, incentivando desta forma o uso do transporte público. Além disso, pode-se dizer que é uma forma de conservar o pavimento das vias, posicionando os BRTs, que são veículos de grande porte, em outra via com um pavimento dimensionado para suportar a carga exigida.
De acordo com o Grande Recife Consorcio de Transporte, foram implantadas 25 estações de ônibus no corredor via livre norte/sul e circulam oito linhas de BRT transportando em média 66 mil passageiros por dia. A implantação do corredor foi essencial para reduzir o tempo de deslocamento entre os municípios de Igarassu, Cruz de Rebouças, Abreu e Lima, Paulista e Olinda ao Centro do Recife.
Com essa demanda, torna-se primordial para a qualidade de vida, segurança e conforto dos passageiros, que as vias estejam pavimentadas e capazes de resistir as solicitações dos esforços oriundos da circulação dos ônibus. Porém a situação atual do corredor de ônibus norte-sul não satisfaz a essas determinações, a presença de diversas patologias aparentes no pavimento.
Nesse contexto o seguinte trabalho, visa apresentar os principais defeitos presentes no pavimento flexível de um trecho das faixas exclusivas de ônibus do ramal norte- sul do BRT, localizado na rodovia PE-15, levantados a partir da inspeção visual realizada de acordo com a avaliação objetiva – DNIT- PRO 006/2003 e com base no referencial teórico, sendo possível calcular o índice de gravidade global (IGG) e diagnosticar o estado de danificação da área em estudo. Assim como também, caracterizar as faixas do pavimento.
Metodologia
Apresentação do Trecho em estudo
O trecho selecionado para estudo compreende as faixas exclusivas de ônibus do ramal norte-sul do BRT, localizado na PE-15, entre a Estação Complexo de Salgadinho e o Terminal Integrado de Passageiros da PE-15, na região metropolitana do Recife. Possui extensão de aproximada de 4,98 km e a seção pavimentada apresenta uma largura total de 7,0 m com 3,5 m de faixa de rolamento em cada sentido por sentido da via.
O segmento foi escolhido devido a ocorrência de manifestações patológicas do pavimento, dificultando o tráfego de ônibus e aumentando o tempo de viagem dos usuários dependentes do transporte público para deslocamento.
Este estudo foi realizado em campo no período de novembro de 2019 a janeiro de 2020, os dados coletados foram analisados e submetidos as técnicas vigentes com o objetivo de identificar e diagnosticar a condição atual das camadas do pavimento existente nas vias exclusivas.
Estaqueamento do trecho
Visando adotar uma referência em campo para a realização dos estudos no pavimento, foi materializado um estaqueamento em todo o trecho a ser estudado totalizando 249 estações distando 20 m entre si, intercalando as faixas norte-sul. A pintura foi feita utilizando trena e tinta de alta resistência (Figura 1).
Figura 1 – Materialização do estaqueamento na via.
Fonte: Próprio Autor (2020).
A materialização do estaqueamento foi necessária para o georreferenciamento do trecho em campo e facilitou a correlação da inspeção visual conforme o DNIT – PRO 006/2003. A junção das informações obtidas no trecho também foi baseada no estaqueamento permitindo realizar uma subdivisão do trecho em segmentos homogêneos, os quais são trechos que apresentam as mesmas características do ponto de vista estrutural e funcional, com o objetivo de realizar a análise de cada seguimento.
Levantamento Visual dos defeitos do pavimento
A inspeção visual foi realizada atendendo a norma do DNIT 006/2003 PRO, que discorre sobre a avaliação objetiva de pavimento flexíveis presentes no pavimento estudado. As faixas foram percorridas a pé e o levantamento de dados foi realizado com o auxílio de uma treliça de alumínio de 1,20 m de comprimento de base, trena de 20 m, giz para marcações e as fichas, afim de identificar os defeitos aparentes na via, determinar as condições atuais de degradação do pavimento através de dados pré-determinados e auxiliar na subdivisão do trecho em seguimentos homogêneos com características semelhantes.
A via foi segmentada em 249 estacas distantes 20 m uma da outra, no sentido norte e sul, as larguras das vias variam de 3 m a 3,5 m no decorrer do trecho foi possível verificar que partes da mesma havia recebido tipos de reparos paliativos que não solucionaram o problema.
Levantamento utilizando o instrumento Georadar (GPR)
O ensaio foi realizado com o equipamento acoplado a um carro (Figura 2) em velocidade constante de 40 km/h na profundidade de até 80 cm, determinando as espessuras das camadas do pavimento e detectando qualquer anomalia estrutural com heterogeneidade, presença de armaduras, deslocamento das camadas do asfalto, áreas úmidas, vazios e defeitos de apoio das placas de concreto.
Figura 2 – Equipamento GPR acoplado ao carro.
Fonte: Próprio Autor (2020).
As espessuras das diferentes camadas do pavimento foram ajustadas em função das sondagens geotécnicas executadas na rodovia que determinam com precisão esses valores. Os valores dessas espessuras são apresentados nos resultados.
Caracterização geotécnica das camadas do pavimento
A caracterização geotécnica das camadas granulares do pavimento foi realizada através de sondagens para coleta de amostras e para ensaios de caracterização. Ao todo foram realizados 3 pontos distintos com profundidade mínima de 1,00 m. Os pontos de realização das sondagens foram determinados de modo que cada seguimento homogêneo fosse contemplado com pelo menos uma sondagem. No local de abertura do poço foi feito um corte no pavimento com área de 0,40 m x 0,40m para retirada de um tablete de camada asfáltica (Figura 3).
Figura 3 – Furo de sondagem.
Fonte: Próprio Autor (2020).
As amostras coletadas foram submetidas a ensaios laboratoriais de acordo com os procedimentos citados na Tabela 1.
Tabela 1 – Ensaios laboratoriais.
ENSAIOS NORMAS
Granulometria por
peneiramento DNER – ME 080/94 Limite de Liquidez DNER – ME 122/94 Limite de Plasticidade DNER – ME 082/94 Compactação DNIT 164/13 – ME Índice de Suporte Califórnia
(I.S.C) DNIT 172/16 – ME
Modulo de Resiliência DNIT 134/18 – ME Fonte: Próprio Autor (2020). Diagnóstico das manifestações patológicas presentes no pavimento
Para compreender e avaliar os defeitos presentes na via foi feita avaliação objetiva das principais manifestações patológicas (trincas, fissuras, remendos, panelas), aliado ao levantamento com o instrumento GPR e poços de sondagens, coleta de amostras que foram submetidas a ensaios em laboratório. Os resultados dos ensaios foram cedidos pela empresa que a autora mantém vínculo empregatício e são relevantes para avaliar o pavimento no aspecto estrutural.
A partir dos dados extraídos foi possível analisar alguns pontos presentes na via, como: projeto de pavimentação, o método construtivo, a espessura das camadas e o tipo de pavimento que a compõem, além das intervenções que já foram realizadas no trecho.
Resultados e Discussão
Avaliação Objetiva do Trecho – DNIT 006/2003–PRO
Esse estudo teve como objetivo examinar e classificar o estado atual do pavimento de um trecho das faixas exclusivas de ônibus localizado na rodovia PE- 15, através do método DNIT006/2003-PRO de modo a determinar a situação funcional do pavimento, assim como também caracterizar geotecnicamente as camadas do pavimento e recomendar orientações para recuperação. Foi possível identificar os defeitos aparentes na superfície do pavimento e preencher as fichas de campo de acordo com a classificação das imperfeições da norma do DNIT 005/2003– PRO, conforme exposto na Figura 4.
Figura 4 – A) Presença de trinca longitudinal no pavimento; B) Ondulação e afundamento da pista e C) Pavimento degradado.
Fonte: Próprio Autor (2020).
A
B
Analise do Levantamento com o Instrumento Ground Penetrating (GPR)
Os resultados do levantamento com o georadar (GPR) possibilitou verificar as espessuras das camadas para cada trecho levantado através das ilustrações nas Figuras 5 e 6.
Figura 5 – Resultado do GPR sentido Norte (Recife/ Olinda): A) de 0 a 2000m e B) 2000 a 5000m.
Fonte: Próprio Autor (2020).
Figura 6 – Resultado do GPR sentido Sul (Olinda/ Recife).
Fonte: Próprio Autor (2020).
Analisando as Figuras 5 e 6, entende-se por superfície (CBUQ /placa de concreto) é representada na linha azul a verde; CBUQ / Placa de Concreto – linha verde a vermelha, camada de base – linha vermelha a amarela e sub-base linha amarela a cinza.
A partir da interpretação das ilustrações acima é possível realizar a identificação das camadas no sentido norte (Recife / Olinda) entre 0 a 4,98, foi possível observar a presença de camadas bem definidas a 1ª (primeira) variando entre 8,0 e 20,0, a 2ª (segunda) variando entre 10,0 e 17,0 cm de espessura, a 3ª (terceira) variando entre 11,0 e 17,0 cm de espessura e a 4ª (quarta) entre 9,0 e 23,0 cm de espessura e posteriormente a camada final que representa o subleito.
No trecho 0 a 4,98 sentido Sul (Olinda / Recife) foi analisado camadas bem definidas também a 1ª (primeira) variando entre 9,0 e 19,0, a 2ª (segunda) variando entre 11,0 e 18,0 cm de espessura, a 3ª (terceira) variando entre 8,0 e 16,0 cm de espessura e a 4ª (quarta) entre 10,0 e 25,0 cm de espessura e posteriormente a camada final que representa o subleito.
Diagnóstico geral do trecho
Conclui-se que de maneira geral, os principais defeitos encontrados na extensão estudada são trincas classe 3, afundamentos longitudinais e transversais plásticos, panelas, remendos, desgaste e trilhas de roda excessivas em pontos localizados. Os defeitos são mais frequentes até o km 3 (sentido Recife-PE-15). A partir do km 3 os defeitos estão relacionados ao desgaste superficial do revestimento. Os SHs 1, 2 e 3 apresentaram os valores de IGG, iguais a 155,53, 94,04 e 60,65.
Destaca-se os SHs 1 e 2 que apresentaram os piores resultados no cálculo do IGG e consequentemente são os trechos mais danificados da extensão em estudo.
Os dados obtidos com o georadar serviram para apoiar a definição dos seguimentos homogêneos e combinados aos resultados dos ensaios de sondagem foram empregados para caracterizar geotecnicamente o trecho.
Portanto, os dados extraídos em campo demostraram que as camadas do pavimento mostraram propriedades plausíveis e não identificado nenhum problema estrutural com relação a resistência dos materiais. Na análise das informações referente a avaliação objetiva foram identificados falhas na superfície da capa de rolamento, desta forma as técnicas de intervenção de caráter funcional.
Diretrizes para possíveis soluções de recuperação do pavimento
Com base nos estudos realizados, bem como no diagnóstico da condição do pavimento, recomenda-se como diretrizes para recuperação do pavimento as seguintes indicações: Estudar soluções de reconstrução em pontos localizados que apresentem elevada concentração de defeitos, analisar a remoção das camadas asfálticas superficiais que apresentem problemas de dosagem, examinar soluções que evitem a reflexão das trincas ou das juntas do pavimento de concreto sobre o pavimento asfáltico, utilizar misturas asfálticas que tenham características de desempenho compatível com o tráfego canalizado para evitar problemas de deformação permanente e desenvolver um projeto de restauração do pavimento para determinação das notas de serviço de reconstrução, dimensionamento das espessuras de reforço para cada segmento.
Conclusões
O propósito deste presente estudo foi identificar e avaliar as manifestações patológicas existentes em um trecho do pavimento das faixas exclusivas de ônibus do ramal norte- sul do BRT, localizado na rodovia PE-15 trecho de 4,98 km, entre a Estação Complexo de Salgadinho e o Terminal Integrado de Passageiros da PE-15, com a finalidade de estabelecer o diagnóstico do trecho e as possíveis diretrizes para soluções de melhoria da via.
Foi possível alcançar tais conclusões enumeradas em seguida: com a análise, verificou-se através do método DNIT PRO 006/2003 que as manifestações patológicas mais marcantes no trecho são trincas da categoria 3, afundamentos longitudinais e transversais plásticos, panelas, remendos, desgaste e trilhas de roda excessivas em pontos localizados.
Os dados obtidos com o georadar e os ensaios de sondagens foram essenciais para determinar os materiais que constituem as camadas, por consequência dividir os seguimentos homogêneos e conclui através da avaliação estrutural feita que o trecho não apresenta problemas estruturais.
As soluções indicadas para os trechos homogêneos levantados são as técnicas de reparo dos defeitos funcionais aliadas a um projeto de restauração do pavimento com as determinações das notas de serviço de reconstrução e o dimensionamento das espessuras de reforço.
Referencias
DNIT - Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes.Norma 006/2003 – PRO. Avaliação Objetiva da Superfície de Pavimentos Flexíveis e Semirrígidos -Procedimentos. MT/DNER/IPR. Rio de Janeiro. 2003. 10 p.
BERNUCCI, L. B. et al. Pavimentação Asfáltica: formação básica para engenheiros.
Rio de Janeiro: Petrobrás: ABEDA, 2008.
FONSECA, L. F. S. Análise das soluções de pavimentação do programa CREMA 2ª ETAPA do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. 2013. 247 f.
