UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE CONSTRUÇÃO CIVIL
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
GABRIELA ELISA DE SOUZA MACIEL
CONSERVAÇÃO DE RODOVIAS: ESTUDO DE CASO NAS
RODOVIAS FEDERAIS DA REGIÃO DE CAMPO MOURÃO - PR
CAMPO MOURÃO 2016
GABRIELA ELISA DE SOUZA MACIEL
CONSERVAÇÃO DE RODOVIAS: ESTUDO DE CASO NAS
RODOVIAS FEDERAIS DA REGIÃO DE CAMPO MOURÃO - PR
Trabalho de Conclusão de Curso de graduação, apresentado à disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso 2, do Curso Superior de Engenharia Civil do Departamento Acadêmico de Construção Civil– DACOC – da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR – para obtenção do título de bacharel em engenharia civil.
Orientadora: Profa. Dra. Fabiana Goia Rosa de Oliveira
Co-orientador: Lucas Lauer Verdade
CAMPO MOURÃO 2016
TERMO DE APROVAÇÃO Trabalho de Conclusão de Curso
Conservação de Rodovias: Estudo de caso nas rodovias Federais da Região de Campo Mourão- PR
por
Gabriela Elisa de Souza Maciel
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi apresentado às 10h20min do dia 17 de novembro de 2016 como requisito parcial para a obtenção do título de ENGENHEIRO CIVIL, pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Após deliberação, a Banca Examinadora considerou o trabalho aprovado.
Prof. Lucas Lauer Verdade Prof. Me. Ewerton Clayton Alves Da Fonseca
( FEITEP ) Co-orientador
( UTFPR )
Prof. Sergio Roberto Oberhauser Quintanilha Braga
( UTFPR )
Prof.ª Dr.ª Fabiana Goia Rosa de Oliveira
(UTFPR) Orientador
Responsável pelo TCC: Prof. Me. Valdomiro Lubachevski Kurta
Coordenador do Curso de Engenharia Civil:
Prof. Dr. Ronaldo Rigobello
A Folha de Aprovação assinada encontra-se na Coordenação do Curso. Câmpus Campo Mourão
Diretoria de Graduação e Educação Profissional Departamento Acadêmico de Construção Civil
Dedico este trabalho aos meus pais Adilson e Cássia, aos meus irmãos Cauana e João Neto, pelo amor incondicional e o mais sincero apoio em todos os momentos.
AGRADECIMENTOS
Agradeço em primeiro lugar a Deus, que me acompanha, guiando meus passos e sempre me dando sabedoria e discernimento em todos os momentos de minha vida.
Aos meus pais, Adilson e Cássia, por toda educação, amor, carinho que sempre me ofertaram em todas as etapas de minha vida. Sendo de supra importância para concretizar esta jornada acadêmica. Aos meus irmãos Cauana e João Neto, pelo o apoio e carinho e toda a compreensão nesses 5 anos fora de casa.
Aos meus familiares que me apoiaram e me motivaram, colocando sempre em suas orações minhas aflições e dificuldades. Minhas avós Luiza e Maria Aparecida, obrigada pelo colo e pelos quitutes que sempre estavam à minha espera ao retorno de uma longa temporada em Campo Mourão, meu avô João (in memorian), que não pôde presenciar essa conquista, mas esteve presente sempre na minha vida. A todos os tios e tias, primos e primas que estiveram presente nessa etapa.
Agradeço a todos os meus amigos de Campo Mourão em especial a Mariana Monção que se fez amiga, irmã e cumplice nessa ardo-a jornada, ao Giorgie Amorim, por todas as alegrias e choros vividos juntos, a Carla por toda sua serenidade e abraços que me deram força e pôr fim ao Rodrigo Trani que esteve presente nessa reta final com toda sua sinceridade, companheirismo, cumplicidade e amor.
Às minhas amigas Rafaela Monti, Tamara Carvalho e Caroline Moreno, que se fizeram presente independente da distância, sempre me dando força e carinho.
Agradeço ao engenheiro Gilmar Salomão, pela paciência, dedicação em transmitir e ensinar toda sua experiência, aos companheiros de Trecho, Patricia Davi, Jessica Gleriaan, Marcio Peinado, Sidmar, Gilcelene, Quenidi, Junior, Neide e a todos os outros, por todo companheirismo e compreensão.
À minha orientadora, professora Dra. Fabiana Goia, e ao meu coorientador Lucas Verdade por todo o conhecimento transmitido e por toda paciência na fase mais difícil da jornada acadêmica.
Enfim, agradeço à todos os que passaram em minha vida e de certa forma colaboraram para a realização desta conquista.
“Feliz aquele que transfere o que sabe e aprende o que ensina.”
RESUMO
MACIEL,G.E.S. Conservação De Rodovias: Estudo De Caso Nas Rodovias Federais Da Região De Campo Mourão – PR. 2016. 91f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Paraná, 2016.
A presente pesquisa apresenta o estado de conservação das rodovias federais da região de Campo Mourão no estado do Paraná, que tem como início a explanação da malha rodoviária no estado e o com entendimento dos conceitos de pavimento, sistema de gerência, análise funcional e estrutural que abrange métodos de avaliação, índice de irregularidade e equipamentos utilizados no país. As rodovias na região de Campo Mourão se caracterizam por possuir tráfego intenso, essencialmente, de veículos comerciais. A rede de pavimentos para a qual se fez o estudo é composta por quatro rodovias e está descrita com relação às características estruturais e funcionais dadas pela norma brasileira regulamentada pelo DNIT (Departamento Nacional de Infraestrutura em Transporte). O presente trabalho relata os principais defeitos encontrados nos pavimentos, através da aplicação das normas brasileiras, utilizando-se de levantamento de campo e classificação das rodovias de acordo com o IGG. Os resultados dos levantamentos apresentados evidenciam a situação atual dos pavimentos que são comparados com o projeto original proposto para a execução da manutenção e restauração dos pavimentos abordados, assim determina-se o estado de conservação dos mesmos. Palavras-chave: defeitos; pavimento; avaliação; sistema de gerência.
ABSTRACT
MACIEL, G.E.S. Conservation Highways: Case Study On Federal Highways In The Region Of Campo Mourão-PR. 2016. 91f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Paraná, 2016.
This research presents the conservation status of federal highways in the region of Campo Mourão in the State of Paraná, which start the explanation of the highway system in the State and with understanding of the concepts of pavement, manages system, structural and functional analysis that covers methods of evaluation index of irregularity and equipment used in the country. The highways in the region of Campo Mourão are characterized by heavy traffic, mainly of commercial vehicles. Flatwork for network which made the study consists of four highways and is described in relation to structural and functional characteristics given by the brazilian standard regulated by the DNIT (National Department of Transport Infrastructure). The present work reports the main defects found on pavements, by brazilian standards, using field survey and classification of highways according to the IGG. The results of the presented surveys show the current situation of floors that are compared to the original design proposed for the implementation of the maintenance and restoration of floors, so the State of conservation of the same. Keywords: defects; pavement; evaluation; management system.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1- Mapa Rodoviário Nacional. ... 18
Figura 2: Rodovias sob administração do DNIT. ... 19
Figura 3: Administração das Rodovias no Estado do Paraná ... 20
Figura 4: Estrutura de Pavimento Rígido ... 22
Figura 5: Estrutura de Pavimento Flexível ... 23
Figura 6: Distribuição de carga no pavimento rígido e flexível... 24
Figura 7: Níveis de serventia ... 27
Figura 8: Variação da serventia com o tráfego ou com o tempo decorrido ... 28
Figura 9: Desenho esquemático do equipamento conhecido como "Viagraph". ... 29
Figura 10: Perfilógrafo do Departamento de Ilinois ... 30
Figura 11: Perfilógrafo do Departamento de Transporte da Califórnia Fonte: Bernucci et al. (2010) apud Bundy ... 30
Figura 12: Primeiro equipamento utilizado pela AASHO – AASHO rod test profilometer ... 31
Figura 13: Perfilômetro CHLOE ... 31
Figura 14: Classificação dos equipamentos ... 33
Figura 15: Trinca isolada longitudinal curta ... 35
Figura 16: Trinca isolada longitudinal longa ... 35
Figura 17: Trinca de retração. ... 35
Figura 18: Trinca de retração em remendo. ... 35
Figura 19: Trinca de bloco com erosão. ... 36
Figura 20: Trinca de bloco ... 36
Figura 21: trincas tipo couro de jacaré com erosão. ... 36
Figura 22: trincas tipo couro de jacaré. ... 36
Figura 23: Afundamento por consolidação em trilha de roda. ... 37
Figura 24: Afundamento por consolidação localizado. ... 37
Figura 25: Afundamento plástico nas trilhas de roda. ... 37
Figura 26: Corrugação. ... 38
Figura 27: Escorregamento de massa. ... 38
Figura 28: Escorregamento do revestimento. ... 38
Figura 29: Exsudação. ... 39
Figura 30: Desgaste. ... 39
Figura 31: Desagregação. ... 39
Figura 32: Panela atingindo a base. ... 40
Figura 33: Remendo. ... 40
Figura 34: Remendo profundo. ... 40
Figura 35: Fatores que levam a manutenção do Pavimento. ... 42
Figura 36: Estrutura do Sistema de Gerência de Pavimentos ... 42
Figura 37: Trinca interligadas em bloco com erosão acentuada nas bordas das trincas (TBE), localizada no seguimento 3195 a 3257. ... 58
Figura 38: Defeitos existentes entre a estaca 1800 e 1802 ... 64
Figura 39: Deformações permanentes ... 65
Figura 40: Deformações permanentes, trincas abertas e ruptura do pavimento ... 65
Figura 41: Deformações permanentes, trincas abertas e rupturas do pavimento, entre as estacas 2711 e 2913 ... 65
Figura 42: Trinca longitudinal, deformações permanentes e ruptura do pavimento. ... 66
Figura 43:Trinca longitudinal, deformações permanentes e ruptura do pavimento ... 66
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Malha rodoviária estudada na região de Campo Mourão. ... 43
Gráfico 2: Número de defeitos apresentado nas rodovias estudas. ... 51
Gráfico 3: Estado de conservação da BR-158/PR. ... 54
Gráfico 4: Estado de conservação da BR-369/PR. ... 55
Gráfico 5: Estado de Conservação da pista da direita na BR-272/PR ... 56
Gráfico 6: Estado de Conservação da pista da esquerda na BR-272/PR ... 56
Gráfico 7: Estado de conservação do segmento rural da BR-272/PR ... 58
Gráfico 8: Estado de conservação do segmento 1 da BR-487/PR ... 60
Gráfico 9: Estado de conservação do segmento2 da BR-487/PR ... 63
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Resumo da Jurisdição das Rodovias do Estado do Paraná. ... 20
Tabela 2: Extensão das Rodovias estudadas na região de Campo Mourão. ... 43
Tabela 3:Condições da superfície do Pavimento. ... 45
Tabela 4: Característica funcional da BR-158/PR. ... 53
Tabela 5:Característica Funcional BR-369/PR. ... 55
Tabela 6: Característica Funcional do segmento urbano na BR-272/PR... 56
Tabela 7: Característica Funcional do segmento rural na BR-272/PR. ... 57
Tabela 8: Característica Funcional do segmento 1 da BR-487/PR. ... 59
LISTA DE QUADROS
Quadro 1:Resumo dos Defeitos Segundo a norma DNIT 005/2003. ... 41
Quadro 2: Projeção do tráfego na BR-158/PR. ... 47
Quadro 3: Projeção do trafego na BR-369/PR ... 48
Quadro 4:Projeção do trafego na BR-272/PR. ... 49
Quadro 5: Projeção do trafego da BR-487/PR ... 50
LISTA DE SIGLAS
A Afundamentos
AASHTO American Association of State Highway And Transportation Officials ALC Afundamento Por Consolidação Localizada
ALP Afundamento Plastico Localizado
ASSHO American Association of State Highway Officials ATC Afundamento Por Consolidação Na Trilha De Roda ATP Afundamento Plástico Na Trilha De Roda
BIT Banco De Informações E Mapas De Transporte CNT Confederação Nacional Do Transporte
D Desgaste Superficial
DNER Departamento Nacional De Estradas De Rodagem DNIT Departamento Nacional De Infraestrutura E Transporte
E Escorregamento EX Exudação F Fendas f Flecha FC-1 Trincas De Classe 1 FC-2 Trincas De Classe 2 FC-3 Trincas De Classe 3
IGG Índice De Gravidade Global IRI International Roughness Index
J Trinca Interligada Tipo Couro De Jacaré
JE Trinca Tipo Couro De Jacaré Com Erosão Acentuada Nas Bordas O Ondulação ou Corrugação P Panela R Remendo RP Remendo Profundo RS Remendo Superficial
SER Sistema Rodoviário Estadual
SNV Sistema Nacional De Aviação
STH Subtrecho Homogêneo
TB Trinca Interligada de Bloco
TBE Trinca Interligada de Bloco Com Erosão Acentuada Nas Bordas
TLC Trinca Isolada Longitudinal Curta TLL Trinca Isolada Longitudinal Longa
TR% Porcentagem da Área do Pavimento que Apresenta Trincas de Classe 2
TRR Trinca De Retração
TTC Trinca Isolada Transversal Curta TTL Trinca Isolada Transversal Longa VSA Valor de Serventia Atual
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 13 2 OBJETIVOS ... 15 2.1 OBJETIVO GERAL ... 15 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 15 3 JUSTIFICATIVA ... 16 4 REFERENCIAL TEÓRICO ... 17 4.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS ... 17
4.1.1 Composição da Malha Rodoviária do Estado do Paraná ... 19
4.2 PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS ... 21
4.2.1 Generalidades e conceitos fundamentais ... 21
4.3 AVALIAÇÃO DOS PAVIMENTOS ASFÁLTICOS ... 25
4.3.1 Avaliação Funcional ... 26
4.3.1.2 Irregularidade Longitudinal ... 29
4.3.2 Avaliação Estrutural ... 33
4.4 DEFEITOS DE SUPERFICIE ... 33
4.4.1. Terminologia e tipos de defeitos ... 34
4.5. SISTEMAS DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS ... 41
4.5.1 Conceituação dos Sistemas de Gerência de Pavimento ... 41
5 MÉTODOS ... 43
6 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 46
6.1 PERFIL DAS RODOVIAS ... 46
6.1.1 BR-158/PR ... 46
6.1.2 BR-369/PR ... 47
6.1.3 BR-272/PR ... 48
6.1.4 BR-487/PR ... 49
6.2 AVALIAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DO PAVIMENTO EXISTENTE ... 50
6.2.1 BR-158/PR ... 52 6.2.2 BR-369/PR ... 54 6.2.3 BR-272/PR ... 55 6.2.4 BR-487/PR ... 59 6.3 LEVANTAMENTO FOTOGRAFICO DA BR/487-PR ... 64 7 CONCLUSÃO ... 68 REFERÊNCIAS ... 70 ANEXOS ... 73
1 INTRODUÇÃO
O transporte rodoviário no Brasil passou a ter grande importância da economia como principal meio de transporte de cargas do interior do país para os principais centros consumidores e exportação na década de 50, com a implantação da indústria automobilística. Porém, a ampliação da malha rodoviária ocorreu no governo Vargas, com a criação do Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER) em 1937.
Após 30 anos de grandes investimentos em infraestrutura houve uma estagnação que impediu a ampliação da rede e sua manutenção. Como resultado, em fins do século XX o setor rodoviário, o mais caro depois do aéreo, respondia por 65% do transporte de cargas e 92% do de passageiros.
Segundo o DNIT (2015), em setembro de 2014, o Brasil possuía 1,7 milhões de quilômetros de estradas, 12,9% de estradas pavimentadas, e 79,5% de estradas não pavimentas que são divididas em rodovias municipais, estaduais e federais.
Os pavimentos não são concebidos para durarem eternamente, mas para um determinado período de tempo ou “ciclo de vida”, com a falta de manutenção adequada o índice de serventia do pavimento é prejudicado, ocasionando diminuição do tempo de vida útil da rodovia.
Tal fator encontra-se às sucessivas crises políticas – econômicas vivenciadas pelo país, em que houve reversão das reservas de investimentos em infraestrutura. Segundo Albuquerque (2007), outro fator é a falta de planejamento e capacitação observada nos órgãos responsáveis pela manutenção da malha rodoviária.
De acordo com Duran (2015), os Sistemas de Gerência de Pavimentos (SGP) visam à obtenção do melhor retorno possível para os recursos investidos, provendo pavimentos seguros, confortáveis e econômicos aos usuários. Além disso representam a possibilidade de se avançar de um esquema de manutenção planejada, capaz de prolongar a vida útil e garantir padrões mínimos de serviço em toda a rede, ou seja, uma programação eficiente das atividades de manutenção e reabilitação, resultante de um Sistema de Gerência de Pavimentos (SGP), pode dar respostas às questões de como, quando e onde utilizar os recursos financeiros disponíveis.
Diante disso, o presente projeto visou estudar a situação das rodovias federais na região de Campo Mourão/PR, a fim de avaliar os métodos de manutenção e reabilitação utilizados nas vias através de estudo de caso.
2 OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERAL
Estudar a situação das rodovias federais na região de Campo Mourão/PR, a fim de avaliar pelo método DNIT o estado de conservação das vias através de estudo de caso.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Estudar o sistema de gerencia de pavimentos, por meio de levantamento teórico;
Acompanhar o desenvolvimento da manutenção e reabilitação executadas nas Rodovias Federais da Região de Campo Mourão/ PR;
3 JUSTIFICATIVA
Nos últimos anos o aumento do volume de tráfego da região de Campo Mourão – PR deve-se a presença de uma intensa indústria agro industrial e de instituições federais, estaduais e particulares de ensino superior, que levam a alta rotatividade de veículos às rodovias.
Segundo Duran (2015) uso de um SGP permite, a partir do conhecimento da condição atual, a previsão da condição futura do pavimento e, assim, a alocação dos recursos financeiros destinados à preservação da infraestrutura rodoviária de maneira eficiente. Pavimentos seguros, confortáveis e em ótimas condições de operação são os principais benefícios esperados por uma sociedade que exige o retorno do que foi indiretamente investido através de impostos e taxas pagos.
Deste modo, o presente trabalho busca levantar e aprofundar dados sobre o estado de conservação das rodovias federias da região de Campo Mourão/PR.
4 REFERENCIAL TEÓRICO
4.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Até a década de 1950, a economia brasileira se fundava na exportação de produtos primários, e com isso o sistema de transportes limitou-se aos transportes fluvial e ferroviário.
As primeiras rodovias brasileiras datam do século XIX, mas a ampliação da malha rodoviária ocorreu no governo Vargas, com a criação do Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER) em 1937 e, mais tarde, com a implantação da indústria automobilística, na segunda metade da década de 1950, a aceleração do processo de industrialização e a mudança da capital federal para Brasília. A partir daí a rede rodoviária se ampliou de forma notável e se tornou a principal via de escoamento de carga e passageiros, trouxe prejuízo para as ferrovias, especialmente na área da indústria pesada e extração mineral.
Segundo o DNIT (2013) na década de 1980, o crescimento acelerado deu lugar à estagnação. A perda de receitas, com a extinção, em 1988, do imposto sobre lubrificantes e combustíveis líquidos e do imposto sobre serviços de transporte rodoviário, impediu a ampliação da rede e sua manutenção. Como resultado, em fins do século XX o setor rodoviário, o mais caro depois do aéreo, respondia por 65% do transporte de cargas e 92% do de passageiros.
Segundo o DNIT (2015), em setembro de 2014, o Brasil possuía 1,7 milhões de quilômetros de estradas, 12,9% de estradas pavimentadas, equivalentes a 221.820 quilômetros e 79,5% de estradas não pavimentas equivalentes a 1.363.740 quilômetros que são divididas em rodovias municipais, estaduais e federais. A Figura 1 apresenta o mapa rodoviário nacional das estradas construídas.
Figura 1- Mapa Rodoviário Nacional.
Fonte: BIT- Banco de informações e mapas de transporte (2014)
Segundo, DNIT (2013), o Transporte rodoviário de carga no Brasil, possui a maior representatividade entre os modais existentes, integra todos os estados brasileiros, sendo adequado para curtas e médias distâncias e se torna de alto custo para grandes distancias. Possui baixo custo inicial de implantação e alto custo de manutenção. Devido à grande frota de veículos que utiliza esse meio de transporte ele se torna muito poluente com forte impacto ambiental, porem apresenta maior flexibilidade com grande extensão da malha. O Transporte tem como característica, velocidade moderada e possui baixa capacidade de carga com limitação de volume e peso.
4.1.1 Composição da Malha Rodoviária do Estado do Paraná
A malha rodoviária do Estado do Paraná possui extensão de 120.853,85 quilômetros representando 7,11% da malha nacional. A mesma é constituída por 3,36% de rodovias federais que estão sob administração do DNIT conforme apresentado na Figura 2, 9,87% de rodovias estaduais e 86,77% de rodovias municipais.
As rodovias federais são definidas pelo Sistema Nacional de Aviação (S.N.V.) as rodovias estaduais são definidas pelo Sistema Rodoviário Estadual (S.R.E.).
Figura 2: Rodovias sob administração do DNIT. Fonte: DNIT (2013)
Na Tabela 1 apresenta-se um resumo com as rodovias do Paraná e sua jurisdição.
Tabela 1: Resumo da Jurisdição das Rodovias do Estado do Paraná.
Fonte: Secretaria De Estado De Infraestrutura E Logística (2015).
As rodovias podem ser administradas pelas instituições públicas responsáveis - DER (Governo Estadual), DNIT (Governo Federal) ou concedidas à iniciativa privada (Empresas Concessionárias), vide Figura 3.
Atualmente existem trechos de rodovias federais delegados ao Estado, sendo que alguns são administrados pelo próprio DER e outros foram concedidos às Empresas Concessionárias (SECRETARIA DE INFRAESTRUTURA E LOGÍSTICA, 2015).
Figura 3: Administração das Rodovias no Estado do Paraná Fonte: Secretaria de Infraestrutura e Logística (2015).
Segundo, a pesquisa realizada em 2015 pela Confederação Nacional do Transporte – CNT, que tem como objetivo classificar o Estado Geral das rodovias através da análise do pavimento, a sinalização e a geometrias das via, o Estado do Paraná possui 10,9% da sua malha em ótimo estado, 36,8% em bom estado, 33,3% em estado regular, 17% em ruim estado e 2% em péssimo estado de conservação.
4.2 PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS
4.2.1 Generalidades e conceitos fundamentais
A condição do pavimento pelo qual o usuário trafega é de suma importância para a realização de uma viagem segura e com conforto
O Pavimento, por injunções de ordem técnico-econômicas é uma estrutura de camadas em que materiais de diferentes resistências e deformabilidades são colocados em contato resultando daí um elevado grau de complexidade no que respeita ao cálculo de tensões e deformações e atuantes nas mesmas resultantes das cargas impostas pelo tráfego. (Manual de Pavimentação, 2006, p. 95).
Em geral os pavimentos classificam-se em pavimentos rígidos e pavimentos flexíveis.
Pavimentos rígidos são aqueles pouco deformáveis, ou seja, possuem uma camada de rolamento com elevada rigidez em relação às camadas inferiores. São constituídos por placa de concreto de cimento Portland. De acordo com Durán (2015, apud OLIVEIRA, 2009) os pavimentos rígidos são projetados em placas com dimensões e especificações que variam com sua destinação, apoiadas sobre uma sub-base (ou um reforço do subleito caso seja necessário) e podendo ser do tipo armado ou protendido com a finalidade de controlar e minimizar os efeitos danosos das trincas e promover uma transferência do carregamento entre as placas conforme mostrado na Figura 4.
Nos critérios da FAA (2007), as camadas que conformam um pavimento rígido são as seguintes:
a) Placa de PCC: esta camada fornece suficiente suporte estrutural às aeronaves e uma superfície resistente à derrapagem além de evitar possíveis infiltrações de excessos da água superficial na sub-base.
b) Sub-base: é a camada que oferece um suporte uniforme para assentar a placa de concreto. A sub-base serve também para controlar a ação destrutiva do gelo, prover drenagem sub-superficial, controlar a expansão do solo do subleito e impedir o bombeamento de partículas finas. Os pavimentos rígidos requerem uma espessura mínima de sub-base de 10 cm.
c) Sub-base estabilizada: O benefício estrutural transmitido à seção de pavimento por uma sub-base estabilizada é refletido no módulo de reação do subleito e conferido para a fundação. Assim, todos os pavimentos novos projetados para acomodar aeronaves de peso igual ou superior a 45.000 Kg devem possuir uma sub-base estabilizada.
d) Reforço do subleito e Subleito: da mesma forma que os pavimentos flexíveis o subleito é o solo compactado que conforma a fundação do pavimento e o reforço é um solo de boa qualidade que visa melhorar a resistência de subleitos de baixa capacidade de suporte. O subleito recebe poucos esforços de cisalhamento devido à dissipação da energia através da sub-base e a camada de reforço. (Durán, 2015, p.39)
Figura 4: Estrutura de Pavimento Rígido Fonte: Bernucci et al. (2010, p.10).
Segundo, Senço (2008), os pavimentos flexíveis são aqueles que suportam maiores deformações sem que os mesmos levem ao rompimento. São dimensionadas normalmente à compressão e à tração na flexão, provocadas pelo aparecimento das bacias de deformação sob as rodas dos veículos, que levam a estrutura a deformações permanentes, e ao rompimento por fadiga.
As camadas que conformam um pavimento flexível são as seguintes e são apresentadas na Figura 5:
a) Revestimento ou Camada de Rolamento: é formada por uma mistura betuminosa constituída por agregados selecionados que estão unidos por ligantes betuminosos. As principais funções desta camada são criar uma superfície uniforme, estável, durável, aderente e sem partículas soltas, evitar a entrada de água para as camadas inferiores e resistir ao cisalhamento induzido pelas cargas aplicadas, distribuindo-as nas camadas inferiores.
b) Camada de Base: Segundo Balbo (2007), as bases podem ser constituídas por solo estabilizado naturalmente, misturas de solos e agregados (solo-brita), brita graduada, brita graduada com cimento, solo estabilizado quimicamente com ligante hidráulico ou asfáltico, entre outros agentes estabilizadores. Esta camada representa a componente estrutural principal do pavimento, pois tem como função principal distribuir os esforços às camadas inferiores do pavimento e resistir ao cisalhamento evitando assim a consolidação e deformação do pavimento.
c) Camada de Sub-base: Esta camada é semelhante à camada de base e é muito utilizada tanto em lugares de baixa temperatura como em locais onde o subleito é de baixa capacidade de suporte. Para as sub-bases podem ser utilizados os mesmos materiais citados para o caso das bases. A sub-base distribui as cargas recebidas pelo subleito, podendo também ter a função de drenagem e prevenir a ação destrutiva do gelo.
d) Reforço do subleito: camada de solo de boa qualidade que serve como reforço para um subleito de baixa capacidade de suporte de maneira a receber pressões de menor magnitude, compatíveis com sua resistência. e) Subleito: é o solo natural consolidado e compactado que conforma a fundação da estrutura do pavimento. Uma vez que os esforços de cisalhamento gerados pelo carregamento diminuem com a profundidade dada pela espessura das camadas superiores, o topo do subleito é quem recebe os esforços resultantes da dissipação. (Durán, 2015, p.37-39)
Figura 5: Estrutura de Pavimento Flexível Fonte: Bernucci et al. (2010, p.10).
A principal diferença entre os dois tipos de pavimentos reside na forma em que as cargas atuantes são distribuídas. No caso dos pavimentos rígidos, devido à elevada rigidez do revestimento em relação às demais camadas da estrutura, as cargas de superfície são distribuídas numa grande área, aliviando as tensões transmitidas às camadas subjacentes (BERNUCCI, 2008). Já os pavimentos flexíveis distribuem gradualmente as cargas numa área mais restrita desde a superfície até o subleito a través das camadas evitando atingirem as suas respectivas capacidades de suporte. Na Figura 6 apresenta-se a diferença entre o tipo de distribuição de carga entre o pavimento rígido e o pavimento flexível.
Figura 6: Distribuição de carga no pavimento rígido e flexível Fonte: DNIT(2013)
A finalidade principal da pavimentação é garantir aos seus usuários conforto ao rolamento, segurança e trafegabilidade em qualquer época do ano e condições climáticas. Segundo Senço (2008), para atender esses requisitos há a necessidade de estudo de viabilidade detalhado das propriedades, baseando-se na comparação dos custos e benefícios.
De acordo com Bernucci et al. (2010), o desafio de projetar um pavimento está na dificuldade de gerar uma obra de engenharia que atenda aos requisitos estruturais e funcionais de forma econômica.
Para o usuário a característica mais importante do pavimento é o estado da superfície, pois as irregularidades são facilmente percebidas e sentidas, prejudicando o conforto do mesmo e consequentemente afeta os veículos de forma a acarretar maiores custos operacionais, relacionados a gastos com combustíveis,
com manutenção da frota, aumento de tempo de viagem, entre outros. Assim ao atender o quesito conforto economiza-se nos custos de transporte. Nesse sentido planejamento e a gerência de pavimentos e manutenção são de suma importância.
4.3 AVALIAÇÃO DOS PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
A avaliação de pavimentos tem como conceitos associados:
Serventia: qualidade do pavimento, num determinado instante, quanto aos aspectos para o qual foi construído em relação ao conforto ao rolamento e segurança;
Desempenho: variação da serventia ao longo do tempo (ou do tráfego) de uso do pavimento;
Gerência: administração, gestão e otimização dos recursos aplicada ao planejamento, projeto, construção, manutenção e avaliação dos pavimentos;
Restauração: conjunto de operações destinadas a restabelecer na íntegra ou em parte as características técnicas originais de um pavimento (intervenções); incluem as ações de manutenção denominadas preventivas e reforço;
Manutenção preventiva: operação de correções localizadas que não atingem a maioria da superfície do pavimento, repondo pequena parcela da condição de serventia;
Reforço: operação de restauração onde se aproveita o valor residual da estrutura do pavimento e acrescenta-se nova camada de mistura asfáltica (também dito recapeamento). Atualmente, pode incluir a fresagem de parte do revestimento antigo além da colocação de nova camada estrutural de revestimento ou camadas de reposição de conforto ao rolamento;
Reconstrução: operação de refazer o pavimento, no todo desde o subleito, ou mais comumente atualmente a partir da sub-base por retirada total dos materiais de base e revestimentos antigos e substituição por novos materiais ou por reciclagem dos mesmos sem ou com adição de estabilizantes tais como asfalto-espuma, cimento Portland ou cal hidratada. Após a reciclagem constrói-se nova capa asfáltica como revestimento. (BERNUCCI et al., 2010, p.441).
4.3.1 Avaliação Funcional
4.3.1.1 Conceito de serventia e desempenho
A avaliação funcional de um pavimento relaciona-se a determinação da capacidade de desempenho funcional momentânea, serventia, que o pavimento proporciona ao usuário, ou seja, o conforto em termos de qualidade de rolamento. Assim, refere-se à capacidade do pavimento de satisfazer sua função principal, que é a de fornecer superfície com serventia adequada em termos de qualidade de rolamento.
Os Pavimentos não são concebidos para durarem eternamente, mas para um determinado período de tempo ou “ciclo de vida”. Durante este ciclo, o pavimento inicia a sua vida em uma condição perfeita até alcançar uma condição ruim. O decréscimo da condição ou da “serventia” do pavimento ao longo do tempo é conhecido como desempenho (Departamento Nacional de Estrada e Rodagem, 1998, p.15).
“Portanto, serventia é definida como o grau com que o pavimento atende aos requisitos de conforto ao rolamento e segurança, nas condições operacionais da via em um determinado momento de sua vida de serviço.” (NAKAHARA, 2005).
Segundo Bernucci et al. (2010), o primeiro método estabelecido de forma sistemática para a avaliação funcional foi o da serventia de um dado trecho de pavimento, concebida por Carey e Irick (1960) para as pistas experimentais da AASHO (American Association of State Highway Officials, hoje AASHTO, (American Association of State Highway and Transportation Officials). No Brasil o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) também adota o valor de serventia atual (VSA), que consiste em um método de avaliação subjetiva, em que a atribuição numérica compreendida em uma escala de 0 a 5, dada pela média de notas de avaliadores para o conforto ao rolamento de um veículo trafegando em um determinado trecho, em um dado momento da vida do pavimento. Esta escala compreende cinco níveis de serventia, conforme expresso na Figura 7.
Figura 7: Níveis de serventia Fonte: DNIT 009/2003 – PRO
No geral o VSA é elevado logo após a construção do pavimento, quando bem executado, pois este exibe uma superfície suave, praticamente sem irregularidades. A condição de perfeição, sem qualquer irregularidade (VSA = 5), não é encontrada na prática, porém, com o aprimoramento das técnicas construtivas, é possível obter nos dois tipos de pavimento valores iniciais mais próximos da nota 5. Portanto, o VSA, logo após o término da construção do pavimento, depende muito da qualidade executiva e das alternativas de pavimentação selecionadas.
O VSA do pavimento diminui com o passar do tempo por dois fatores principais: o tráfego e as intempéries. A curva de serventia, com tempo decorrido de utilização da via, é mostrada esquematicamente na Figura 8.
Figura 8: Variação da serventia com o tráfego ou com o tempo decorrido Fonte: Bernucci et al. (2010)
Todos os veículos que passam pelo trecho são “registrados” na estrutura uma vez que cada passagem de carga contribui incrementalmente para o estado de deterioração do pavimento. Portanto, a superfície sofre alterações que deterioram seu estado de superfície e causam desconfortos crescentes aos usuários. Os veículos, principalmente os caminhões e ônibus, ao trafegarem sobre as irregularidades (depressões, corrugações, trilhas de rodas, entre outras), têm sua carga estática acrescida devido a efeitos dinâmicos e que atuam por um período curto de tempo nas proximidades da irregularidade (FERNANDES JR.; BARBOSA, 2000). O aumento na magnitude de solicitação intensifica de forma não linear a progressão dos defeitos, acentuando-os e provocando um aumento na irregularidade da superfície ou queda da serventia.
O clima contribui para a aceleração da deterioração do pavimento uma vez que a água da chuva pode provocar queda de capacidade de suporte. Como consequência, a estrutura ao ser solicitada pelo tráfego sofre maiores deslocamentos, provocando maiores danos estruturais e de superfície. O pavimento já trincado na superfície facilita a entrada de água. Com a evolução das trincas, o decréscimo do valor de serventia é ainda mais acentuado. A temperatura também afeta o comportamento dos materiais (BARELLA 2008).
4.3.1.2 Irregularidade Longitudinal
Segundo Barella (2008) “A irregularidade longitudinal de um pavimento representa o conjunto dos desvios indesejáveis de sua superfície, que atrapalha o rolamento rápido e suave dos veículos, gera insegurança e onera seus usuários, além de acelerar a degradação do pavimento”.
Existe um índice internacional para a medida da irregularidade, designado de IRI – International Roughness Index, que é um índice estatístico, expresso em m/km, que quantifica os desvios da superfície do pavimento em relação à de projeto. O IRI tem sido utilizado como ferramenta de controle de obras e aceitação de serviços em alguns países.
A irregularidade longitudinal é medida ao longo de uma linha imaginária, paralela ao eixo da estrada e, em geral, coincidente com as regiões de trilhas de roda, podendo em alguns casos haver o interesse de melhor detalhar o perfil, levantando-o em diversas linhas paralelas imaginárias. A linha de levantamento longitudinal possui uma largura variável de alguns milímetros a centímetros e depende do tipo de equipamento empregado.
Em uma breve retrospectiva histórica temos a evolução dos equipamentos utilizados para a medição de irregularidade longitudinal:
Por volta de 1900: Viagraph, esquema representado na Figura 9;
Figura 9: Desenho esquemático do equipamento conhecido como "Viagraph". Fonte: Barrella,( 2008).
Década de 1920: Perfilógrafo do Departamento de Transportes de Ilinois – baixa velocidade de operação, conforme representado na Figura 10;
Figura 10: Perfilógrafo do Departamento de Ilinois
Fonte: Bernucci et al. (2010) apud (Carey, Huckind e Leathers, 1962).
1958: Perfilógrafo do Departamento de Transportes da Califórnia – baixa velocidade de operação, representado na Figura 11;
Figura 11: Perfilógrafo do Departamento de Transporte da Califórnia Fonte: Bernucci et al. (2010) apud Bundy
Final da década de 1950 e início da década de 1960: primeiro equipamento utilizado pela AASHO – AASHO rod test profilometer, representado na Figura 12;
Figura 12: Primeiro equipamento utilizado pela AASHO – AASHO rod test profilometer
Fonte:Bernucci et al. (2010) apud Bundy
Criação do primeiro perfilógrafo destinado à avaliação mais extensiva das irregularidades, e não só pesquisa, conhecido como perfilômetro CHLOE, representado na Figura 13;
Figura 13: Perfilômetro CHLOE
Segundo o DNER (1998) para o levantamento da irregularidade longitudinal é utilizado diversos equipamentos ou processos classificados em quatro grupos:
a) Sistemas de medidas diretas do perfil:
Envolvem medidas diretas ou manuais da geometria vertical do pavimento, mediante emprego de equipamentos de topografia ou instrumentos adequados. Os resultados obtidos devem ser processados para fornecer valores estatísticos indicativos de irregularidade. Como exemplo, tem-se:
Método de Nível e Mira
Abay Beam do TRRL
b) Sistemas de medidas indiretas do perfil:
Executam medidas mecanizadas do perfil da via. Os dados resultantes devem ser processados para fornecer valores como amplitude de onda, coeficiente de regularidade, etc.. Como exemplos, tem – se:
Perfilômetro Dinâmico de superfície - GMR
Perfilômetro AASHTO
Perfilômetro CHLOE
Merlin do TRRL
c) Sistemas baseados na reação do veículo:
Também conhecido como sistemas medidores tipo-resposta, baseiam-se em instrumentos que determinam a cumulativamente os movimentos relativos entre o eixo traseiro do veículo e sua carroceria, a partir do que, estatisticamente, pode–se caracterizar a irregularidade. Os sistemas tipo-resposta mais conhecidos são:
Rugosímetro BPR
Maysmeter
Bump Integrator
Integrador de deslocamentos lineares sul-africano (LDI)
PCA rodmeter
Sistema IPR-USP
d) Sistemas de medida com sonda sem contato:
Baseiam-se na reflexão de uma onda sonora ou raio laser emitido por um dispositivo situado sob o veículo. São exemplos deste sistema:
Perfilômetro “laser” do TRRL
Perfilômetro “acústico” da Universidade FELT
Perfilômetro PRIMAL
Perfilômetro K.J. Law Inc.
De acordo com Bernucci et al. (2010) apud (Sayers e Karamilhas, 1998) a classificação dos equipamentos empregados de acordo com o esquema apresentado na Figura 14.
Figura 14: Classificação dos equipamentos Fonte: Adaptado de Bernucci et. al. (2010)
4.3.2 Avaliação Estrutural
A avaliação estrutural é a determinação da capacidade de desempenho estrutural, que por sua vez é a capacidade do pavimento de manter sua integridade estrutural. Portanto consiste na análise das medidas de deslocamentos verticais recuperáveis da superfície do pavimento quando submetido a determinado carregamento.
4.4 DEFEITOS DE SUPERFICIE
Os defeitos de superfície são os danos ou deteriorações na superfície dos pavimentos asfálticos que podem ser identificados a olho nu e classificados segundo a terminologia normatizada pela norma - DNIT 005/2003-TER-DNIT, 2003 a.
Segundo, Bernucci et al. (2010), a avaliação dos defeitos ocorrentes na superfície é a informação mais importante para a definição da condição de um pavimento, podendo aparecer precocemente, devido a erros ou inadequações, ou a médio ou ainda em longo prazo, devido à utilização pelo trafego e efeitos das intempéries. Os defeitos podem ser classificados em duas classes:
Classe estrutural: relacionado com a perda da capacidade do pavimento suportar cargas solicitantes.
Classe funcional: relacionado com a qualidade de rolamento e segurança do pavimento.
4.4.1. Terminologia e tipos de defeitos
Atualmente existem vários manuais ou catálogos de identificação de defeitos, (nacional e internacional), com bons níveis de padronização entre eles como o manual da AASHTO e a norma DNIT 005/2003-TER-DNIT, 2003ª que será utilizada neste trabalho.
Os tipos de defeitos, segundo a norma brasileira são: fendas (F); afundamentos (A); ondulação ou corrugação (O); escorregamento (E); exudação (EX); desgaste (D); panela ou buraco (P); remendo (R), conforme apresentado nas Figuras 15 a 34.
As fendas são quaisquer descontinuidades na superfície do pavimento, que conduza a aberturas de menor ou maior porte, apresentando-se sob diversas formas:
Fissura: fenda inicial de largura capilar posicionada longitudinal, transversal ou obliquamente ao eixo da via que ainda não causam problemas funcionais ao revestimento.
Trinca: Fenda existente no revestimento, facilmente visível a olho nu, com abertura superior à da fissura, podendo apresentar-se sob a forma de trinca isolada ou trinca interligada.
o Trinca isolada podem ser transversais curtas (TTC) ou transversais longas (TTL), longitudinais curtas (TLC) ou longitudinais longas (TLL), ou ainda de retração (TRR).
Figura 15: Trinca isolada longitudinal curta Fonte: Bernucci et al. (2010)
Figura 16: Trinca isolada longitudinal longa Fonte: Bernucci et al. (2010)
Figura 17: Trinca de retração. Fonte: Bernucci et al. (2010)
Figura 18: Trinca de retração em remendo.
Fonte: Bernucci et al. (2010)
o Trincas interligadas são subdivididas em: trincas de bloco (TB) quando tendem a uma regularidade geométrica, ou ainda (TBE) quando as trincas de bloco apresentam complementarmente erosão junto às suas bordas; ou trincas tipo couro de jacaré (J) quando não seguem um padrão de reflexão geométrico de trincas como as de bloco e são comumente derivadas da fadiga do revestimento asfáltico, ou ainda (JE) quando as trincas tipo couro de jacaré apresentam complementarmente erosão junto às suas bordas.
Figura 19: Trinca de bloco com erosão. Fonte: Bernucci et al. (2010).
Figura 20: Trinca de bloco Fonte: Bernucci et al., ( 2010).
Figura 21: trincas tipo couro de jacaré com erosão.
Fonte: Bernucci et al. (2010).
Figura 22: trincas tipo couro de jacaré. Fonte: Bernucci et al. (2010).
Afundamento é a deformação permanente caracterizada por depressão da superfície do pavimento, acompanhada, ou não, de solevamento, podendo apresentar-se sob a forma de afundamento plástico ou de consolidação.
Afundamento por consolidação, quando as depressões ocorrem por consolidação diferencial, podendo ser localizado (ALC) quando a extensão não supera 6m, ou longitudinal nas trilhas de roda (ATC) no caso que exceda 6m de extensão.
Figura 23: Afundamento por consolidação em trilha de roda.
Fonte: Bernucci et al. (2010).
Figura 24: Afundamento por consolidação localizado.
Fonte: Bernucci et al. (2010).
Afundamentos plásticos, quando as depressões são decorrentes principalmente da fluência do revestimento asfáltico, podendo ser localizado (ALP) ou longitudinal nas trilhas de roda (ATP). Em geral, neste último tipo de afundamento, há certa compensação volumétrica, com solevamento da massa asfáltica junto às bordas do afundamento.
Figura 25: Afundamento plástico nas trilhas de roda. Fonte: Bernucci et al. (2010).
As ondulações são deformações transversais ao eixo da pista, em geral decorrentes da consolidação diferencial do subleito, com depressões intercaladas de elevações com comprimento de onda entre duas cristas da ordem de metros.
Diferente das corrugações apresenta comprimento de onda de ordem de alguns centímetros ou dezenas de centímetros Ambas são classificadas pela letra (O) na norma brasileira, embora sejam decorrentes de fenômenos diferentes.
Figura 26: Corrugação. Fonte: Bernucci et al. (2010).
O escorregamento é o deslocamento do revestimento em relação à camada subjacente do pavimento, com aparecimento de fendas em forma de meia-lua.
Figura 27: Escorregamento de massa. Fonte: Bernucci et al. (2010).
Figura 28:Escorregamento do
revestimento.
A exsudação é caracterizada pelo excesso de ligante betuminoso na superfície, ocasionando o surgimento de manchas escurecidas, decorrente em geral pela migração do ligante através do revestimento.
Figura 29: Exsudação. Fonte: Bernucci et al. (2010).
O desgaste ou ainda desagregação decorre do desprendimento de agregados da superfície caracterizado por aspereza superficial do revestimento e provocado por esforços tangenciais causados pelo tráfego.
Figura 30:Desgaste.
Fonte: Bernucci et al. (2010).
Figura 31:Desagregação.
Fonte: Bernucci et al. (2010).
A panela ou buraco é uma Cavidade que se forma no revestimento por diversas causas (inclusive por falta de aderência entre camadas superpostas,
causando o desplacamento das camadas), podendo alcançar as camadas inferiores do pavimento, provocando a desagregação dessas camadas.
Figura 32:Panela atingindo a base.
Fonte: Bernucci et al. (2010).
O remendo é um tipo de defeito apesar de estar relacionado a uma conservação da superfície e caracteriza-se pelo preenchimento de panelas ou de qualquer outro orifício ou depressão com massa asfáltica, podendo apresentar-se sob a forma de remendo superficial (RS) e remendo profundo (RP) que há substituição do revestimento e, eventualmente, de uma ou mais camadas inferiores do pavimento.
Figura 33:Remendo.
Fonte: Bernucci et al. (2010).
Figura 34: Remendo profundo.
No Quadro 1 são apresentadas a classificação das trincas e a codificação adotada para todos os defeitos definidos na norma brasileira.
4.5. SISTEMAS DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS
4.5.1 Conceituação dos Sistemas de Gerência de Pavimento
Como definido anteriormente neste trabalho o sistema de pavimento nada mais é que um conjunto de componentes que interagem entre si. Os componentes
FI - -
-Curtas TTC FC-1 FC-2 FC-3 Longas TTL FC-1 FC-2 FC-3 Longitudinais curtas TLC FC-1 FC-2 FC-3 Longitudinais longas TLL FC-1 FC-2 FC-3 Sem erosão acentuada nas
bordas das trincas J - FC-2 Com erosão acentuada nas
bordas das trincas JE - - FC-3
Sem erosão acentuada nas
bordas das trincas TB - FC-2 Com erosão acentuada nas
bordas das trincas TBE - - FC-3
Local da Trilha Local da Trilha CODIFICAÇÂO OUTROS DEFEITOS RP
Devido a fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleleito
Devido a fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleleito
Devido à consolidação diferencial ocorrente em camadas do pavimento ou do subleito
Devido à consolidação diferencial ocorrente em camadas do pavimento ou do subleito
Ondulação/Corrugação - Ondulações Transversais causadas por instabilidade da mistura betuminosa constituinte do revestimento ou da base
Escorregamento (do revestimento betuminoso) Exsudação do ligante betuminoso no revestimento Desgaste acentuado na superficie do revestimento
"Panelas" ou buracos decorrentes da desagregação do revestimento e ás vezes de camadas inferiores Remendo Superficial
Remendo Profundo Remendos
CLASSE DAS FENDAS
ALP ATP ALC ATC O E EX D P RS Afundamento Plástico De Consolidificação FC-2 FC-3
Trincas Interligadas Bloco
Trincas no revestimento não
atribuidas ao fenômeno da fadiga.
Trincas Isoladas Devido à retração térmica ou dissecação da
base (solo-cimento) ou do revestimento TRR FC-1 FISSURAS Trincas no revestimento geradas por deformação permanente excessiva e/ou decorrentes do fenômeno de fadiga. Trincas Isoladas Transversais Longitudinais
Trincas Interligadas Jacaré
DEFEITOS
CODIFICAÇÂO
FENDAS
Quadro 1:Resumo dos Defeitos Segundo a norma DNIT 005/2003. Fonte: DNIT (2003)
deste sistema são submetidos a fatores externos, como o tráfego, as condições ambientais, a fim de serem necessárias às operações de manutenção, conforme mostrado na Figura 35.
Figura 35: Fatores que levam a manutenção do Pavimento. Fonte: Autoria Própria.
Diferente do sistema de pavimentos que relativamente é de fácil compreensão o sistema de gerência de pavimentos (SGP) requer uma atenção maior, pois o mesmo é um conjunto amplo e coordenado de atividades integradas com planejamento, projeto, construção, manutenção, avaliação e pesquisa, associados a um banco de dados, objetivando aperfeiçoar os recursos para o estabelecimento de programas de manutenção, proporcionando conforto e segurança ao usuário (HASS, 1994). A Figura 36, a seguir, ilustra adequadamente como se estrutura um Sistema de Gerência de Pavimentos.
Figura 36: Estrutura do Sistema de Gerência de Pavimentos Fonte: Visconti (2000)
Pavimento Trafego Meio
Ambiente
Manutenção, Restauração, Reconstrução
5 MÉTODOS
Para alcançar o objetivo proposto, foi utilizado o método de pesquisa documental, que envolveu revisão bibliográfica por meio de consulta a artigos técnicos nacionais, dissertações, teses e trabalhos de conclusão de curso.
Em um segundo momento, foi realizado o levantamento dos defeitos nas rodovias federais da região de Campo Mourão, com o auxílio do formulário de Inventário do estado da superfície do pavimento presente na norma DNIT 006/2003 – PRO: Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi - rígidos – Procedimentos e apresentado no Anexo deste trabalho.
As rodovias estudadas neste trabalho são as: 158/PR; 272/PR; BR-369/PR e BR-487/PR, que totalizam 177,4 km de malha rodoviária, apresentadas na Tabela 2 com suas extensões e no Gráfico 1 é apresentado o percentual da malha estudada.
Tabela 2: Extensão das Rodovias estudadas na região de Campo Mourão.
Rodovias Extensão (km) Percentual BR-158 4,5 3% BR-369 4,4 2% BR-272 71,6 40% BR-487 96,9 55% Total 177,4 100%
Fonte: Autoria Própria.
Gráfico 1: Malha rodoviária estudada na região de Campo Mourão. Fonte: Autoria Própria.
3% 2%
40% 55%
Malha Rodoviária
O levantamento foi realizado através de visitas técnicas nas rodovias, identificando-se os defeitos compreendidos em todas as faixas de rolamento do trecho em questão, para a determinação das ocorrências aparentes nas superfícies dos pavimentos asfálticos e as deformações permanentes observadas nas trilhas de roda.
Para que a análise do pavimento fosse mais precisa, dividiu-se cada trecho de rodovia em subtrechos homogêneos (STH’s), que são, por definição, segmentos dentro dos quais se espera um desempenho uniforme tanto para o pavimento existente como para o pavimento após a restauração.
De acordo com a NORMA DNIT 006/2003 – PRO, essa avaliação consiste na observação dos defeitos existentes em estações de ensaios com seis metros de extensão e largura igual à seção da faixa de rolamento e determinação das flechas, em milímetros, nas trilhas de roda externa e interna nas mesmas. Ressalta-se que os seguintes tipos de defeitos foram ser considerados nas vistas técnicas:
Tipo 1 – Trincas Classe 1 (FC-1) - FI, TTC, TTL, TLC, TLL e TRR;
Tipo 2 – Trincas Classe 2 (FC-2) – J e TB;
Tipo 3 – Trincas Classe 3 (FC-3) – JE e TBE;
Tipo 4 – Afundamento (ALP e ATP);
Tipo 5 – Ondulação e Panelas (O e P);
Tipo 6 – Exudação (EX);
Tipo 7 – Desgaste (D);
Tipo 8 – Remendos.
Para as rodovias em questão, o espaçamento entre a superfícies de avaliação foi de 20 metros ao longo do mesmo.
Após os defeitos serem catalogados, foi calculado o IGG - Índice de Gravidade Global, TR % (porcentagem da área do pavimento que apresenta trincas de classes 2 e 3) e o IRI (international roughness index) segundo as instruções da Norma DNIT 006/2003 - PRO, para assim classificar o estado das rodovias de acordo com a Tabela 3, que foi baseada nos limites contidos na norma brasileira.
Tabela 3:Condições da superfície do Pavimento. Conceito IRI (m/km) IGG TR Ótimo 1-1,9 0-20 0-2 Bom 1,9 - 2,7 20-40 2-5 Regular 2,7 - 3,5 40-80 5-10 Mau 3,5 - 4,6 80-150 10-25 Péssimo > 4,6 >160 >25
Fonte: Adaptado da Norma DNIT 006/2003 – PRO.
Foi executado também o levantamento fotográfico de alguns defeitos na BR-487/PR e de algumas intervenções realizadas pela empresa detentora do contrato de conservação das rodovias.
6 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Foram estudadas 4 rodovias federais na região de Campo Mourão, a fim de avaliar-se o estado de conservação das mesmas.
De modo resumido, apresenta-se a seguir uma análise descritiva para cada rodovia.
6.1 PERFIL DAS RODOVIAS
6.1.1 BR-158/PR
A BR-158/PR, trecho Divisa PR/SP – Divisa PR/SC, subtrecho do Entroncamento com a BR-272/PR, Anel Viário de Campo Mourão até a Avenida Comendador Norberto Marcondes, km 0,000 ao km 4,500, extensão de 4,500 km, pista simples, código PNV 158BPR9010, é um acesso em direção ao centro da cidade de Campo Mourão. Apresenta característica semiurbana com conflitos inerentes a segmentos desse tipo.
De concordo com pesquisa realizada em de 2012 pela empresa responsável pela rodovia, o que se refere às contagens classificatórias/volumétricas, informa-se que considerando a vida total de projeto estimado em 13 anos, de 2012 a 2024, o Quadro 2 apresenta a projeção do tráfego do período, considerando – se todos os tipos de veículos pesquisados.
Quadro 2: Projeção do tráfego na BR-158/PR. Fonte: Strata Engenharia (2013).
6.1.2 BR-369/PR
A BR-369/PR, trecho: Divisa PR/SP – Entr BR-277/467 (Cascavel), subtrecho: Acesso Oeste de Campo Mourão - Entroncamento com BR-487 (B) em Campo Mourão, km 0,000 ao km 4,400, extensão de 4,400, pista simples, códigos PNV 369BPR9010 é uma rodovia interestadual com grande importância grande para o Estado do Paraná porque interliga as duas regiões mais produtivas, em termos do agronegócio de exportação de grãos, que são as regiões norte e o oeste. Com a implantação e pavimentação do Contorno Leste de Campo Mourão, desviando – se o tráfego que antes cortava o centro da cidade, a saída para Cascavel passou a ser somente através do acesso na direção oeste, cujo pequeno segmento é objeto do presente estudo de tráfego.
De concordo com pesquisa realizada em 2012 pela Strata Engenharia, o que se refere às contagens classificatórias/volumétricas, informa-se que considerando a vida total de projeto estimado em 13 anos, de 2012 a 2024, no Quadro 3 é apresentada a projeção do tráfego do período, considerando todos os tipos de veículos pesquisados.
Quadro 3: Projeção do trafego na BR-369/PR Fonte: Strata Engenharia (2013).
6.1.3 BR-272/PR
A BR-272/PR, trecho: Divisa PR/SP – Avenida Thomaz Zeballos (Guaíra), subtrecho: Entroncamento com a BR-487 (B) em Campo Mourão - Entroncamento com a rodovia estadual PR-180 em Goioerê, km 366,300 ao km 437,900, extensão de 71,600, pista simples, códigos PNV 272BPR0460 até 272BPR0500, é uma rodovia interestadual cujo extensão é praticamente total no Estado do Paraná, embora tenha também no Estado de São Paulo com extensão total de 336,900 km.
A rodovia no Estado do Paraná faz ligação entre as cidades de Campo Mourão e Goioerê, no sentido oeste.
A sua importância é de caráter regional, principalmente na região noroeste do Estado do Paraná, tendo em vista conectar-se com a BR-163, rodovia interestadual que faz ligação sul-norte do Brasil, ou seja, segue para o Estado do Pará mas passando antes pelos Estados do Mato Grosso do Sul e Mato Grosso. Segundo Strata Engenharia (2013), tais estados são grandes produtores agrícolas de grãos com enormes interesses junto ao Estado do Paraná, principalmente devido ao Porto de Paranaguá, onde parte dessa produção é exportada para o exterior.
De concordo com pesquisa realizada em de 2012 pela Strata Engenharia, o que se refere às contagens classificatórias/volumétricas, informa-se que considerando a vida total de projeto estimado em 13 anos, de 2012 a 2024, o Quadro 4 apresenta a projeção do tráfego do período, considerando todos os tipos de veículos pesquisados.
Quadro 4:Projeção do trafego na BR-272/PR. Fonte: Strata Engenharia (2013).
6.1.4 BR-487/PR
A BR-487/PR, trecho Divisa MS/PR – Entroncamento BR-373 (B)/PR-151 (Ponta Grossa), subtrecho Guaraitava – Rio Muquilão, noroeste do Estado do Paraná, km 145,100 ao km 242,000, extensão de 96,900 km, pista simples, PNV 487BPR0152 ao 487BPR0190 é uma rodovia federal interestadual.
No Estado do Paraná é importante corredor mas de certa forma truncado, tendo em vista que, em alguns segmentos a rodovia é pavimentada, e em outros é implantada ou apenas planejada.
A situação está gradativamente está em processo de mudança, tendo em vista por exemplo a pavimentação do subtrecho Cruzeiro do Oeste - Tuneiras do Oeste, km 106,400 ao km 125,900, extensão de 19,500 km e Tuneiras do Oeste – Guaraitava, km 125,900 ao km 145,100, extensão de 19,200 km. Em fase de projeto está o subtrecho Porto Camargo – Serra dos Dourados, km 12,000 ao km 65,000, extensão de 53,000 km. Portanto, em médio prazo, a ligação da divisa com o Estado do Mato Grosso do Sul até a cidade de Campo Mourão.
De Campo Mourão, um dos maiores entroncamentos rodoviários do Estado do Paraná, seguindo em direção leste até o Rio Muquilão, km 175,600 ao km 242,00, extensão de 66,400 km, complementa o traçado da BR-487, sendo que a partir desse ponto até o final na cidade de Ponta Grossa o subtrecho é apenas planejado, muito embora se tenha ligação através de rodovias estaduais. A região de Campo Mourão possui terras altamente produtivas e o agronegócio é a principal
atividade, inclusive sendo sede da maior cooperativa agrícola do país (Coamo) cujo parque industrial se localiza às margens da rodovia.
De concordo com pesquisa realizada em de 2012 pela empresa responsável, o que se refere às contagens classificatórias/volumétricas, informa-se que considerando - se a vida total de projeto estimado em 13 anos, de 2012 a 2024, o Quadro 5 apresenta a projeção do tráfego do período, considerando todos os tipos de veículos pesquisados.
Quadro 5: Projeção do trafego da BR-487/PR Fonte: Strata Engenharia (2013).
6.2 AVALIAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DO PAVIMENTO EXISTENTE
Através da análise do formulário de Inventário do estado da superfície do pavimento identificou- se quais os defeitos que ocorrem nas rodovias de estudo de acordo com a classificação da norma DNIT 005/2003 – PRO, que estabelece vinte e um tipos de defeitos.
No gráfico 2, expõe-se, de maneira comparativa, os defeitos apresentados em cada rodovia com o número de defeitos identificados na norma DNIT 005/2003 – PRO.
Gráfico 2: Número de defeitos apresentado nas rodovias estudas. Fonte: Autoria própria.
Os defeitos encontrados em cada rodovia são apresentados resumidamente no Quadro 6. Todas as rodovias apresentaram fissuras, trincas isoladas tipo Jacaré sem e com erosão acentuada nas bordas das trincas, afundamento plástico local devido a fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleito, ondulações/corrugações, escorregamento do revestimento betuminoso e remendos superficiais.
BR-158 BR-369 BR-272 BR-487 Defeitos Apresentados 9 9 11 14 Total de Defeitos 21 21 21 21 0 5 10 15 20 25 N º d e D ef ei to s DEFEITOS APRESENTADOS
Quadro 6: Defeitos identificados nas rodovias. Fonte: Autoria Própria.
6.2.1 BR-158/PR
Mediante análise das variações dos parâmetros coletados ao longo do trecho, foram identificados 5 segmentos de comportamento homogêneo. A planilha, contendo os segmentos homogêneos e seus parâmetros funcionais e estruturais médios é apresentada no anexo.
BR-158 BR-369 BR-272 BR-487 FI X X X X Curtas TTC X X X Longas TTL Longitudinais curtas TLC Longitudinais longas TLL X
Sem erosão acentuada
nas bordas das trincas J X X X X
Com erosão acentuada
nas bordas das trincas JE X X X X
Sem erosão acentuada
nas bordas das trincas TB X X Com erosão acentuada
nas bordas das trincas TBE X X
CODIFICAÇÂO Local Devido a fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleleito ALP X X X X da Trilha Devido a fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleleito ATP X X Local Devido à consolidação diferencial ocorrente em camadas do pavimento ou do subleito ALC X da Trilha Devido à consolidação diferencial ocorrente em camadas do pavimento ou do subleito ATC X O X X X X E X X X X EX X D P X X Remendo Superficial RS X X X X Remendo Profundo RP Rodovias
Ondulação/Corrugação - Ondulações Transversais causadas por instabilidade da mistura betuminosa constituinte do revestimento ou da base
Escorregamento (do revestimento betuminoso)
"Panelas" ou buracos decorrentes da desagregação do revestimento e ás vezes de camadas inferiores Remendos FENDAS OUTROS DEFEITOS De Consolidificação Plástico Afundamento Bloco Jacaré CODIFICAÇÂO DEFEITOS Trincas Isoladas Trincas Interligadas
Devido à retração térmica ou
dissecação da base (solo-cimento) ou TRR Fissura Trincas no revestimento geradas por deformação permanente excessiva e/ou decorrentes do fenômeno de fadiga. Trincas no revestimento não atribuidas ao fenômeno da fadiga. Transversais Longitudinais Trincas Isoladas Trincas Interligadas
Exsudação do ligante betuminoso no revestimento Desgaste acentuado na superficie do revestimento
O diagnóstico global dos pavimentos em questão foi elaborado com base nas condições estruturais, funcionais e de superfície do pavimento.
A condição de superfície do pavimento da pista estudada encontra-se, de modo geral, conforme descrito a seguir.
• Três segmentos, totalizando 1,94 km, apresentam conceito bom (IGG < 40);
• Dois segmentos homogêneos, totalizando 1,94 km apresentam conceito regular (20 < IGG < 80);
Os resultados são apresentados na Tabela 4, com os segmentos homogêneos e seus parâmetros funcionais.
Tabela 4: Característica funcional da BR-158/PR.
Estacas Parâmetros de Projeto Parâmetros de Pesquisa
Inicial Final IGG f TR IGG f TR
0 36 6 3 0 33 4 5
36 43 7 3 0 34 7 27
50 102 110 3 30 53 7 27
123 168 39 4 5 57 3 17
168 222 40 2 15 22 3 6
