UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT
RENATA VIVEIROS DE NOVAES
AVALIAÇÃO DO INTERNATIONAL FRICTION INDEX
– IFI EM
REGIÕES DE CURVAS EM DUAS RODOVIAS DO ESTADO DE MATO
GROSSO
Sinop
2015/2
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT
RENATA VIVEIROS DE NOVAES
AVALIAÇÃO DO INTERNATIONAL FRICTION INDEX
– IFI EM
REGIÕES DE CURVAS EM DUAS RODOVIAS DO ESTADO DE MATO
GROSSO
Projeto de Pesquisa apresentado à Banca Examinadora do Curso de Engenharia Civil – UNEMAT, Campus Universitário de Sinop-MT, como pré-requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.
Prof. Orientador: Dr. Rogério Dias Dalla Riva
Sinop
2015/2
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Textura da superfície em função da macrotextura e microtextura ... 15
Tabela 2 - Valores do IFI ... 18
Tabela 3 - Classe da macrotextura ... 22
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Camadas que compõem os pavimentos rígidos e flexíveis ... 13
Figura 2 - Ilustração da macro e microtextura ... 16
Figura 3 - Tipo de superfície em função da classe de macrotextura e microtextura . 17 Figura 4 - Vista aérea da Rodovia MT-140... 19
Figura 5 - Vista aérea da Rodovia MT-220... 20
Figura 6 - Identificação dos locais de ensaios nas rodovias ... 20
Figura 7 - Equipamento para execução de ensaio de Mancha de Areia ... 21
Figura 8 - Drenômetro LTP-USP ... 23
LISTA DE ABREVIATURAS
ASTM – American Society for Testing and Materials BPN – British Pendulum Number
DNIT – Departamento Internacional de Infraestrutura de Transportes IFI – International Friction Index
DADOS DE IDENTIFICAÇÃO
1. Título: Avaliação do International Friction Index – IFI em regiões de curvas em duas rodovias do Estado de Mato Grosso.
2. Tema: Engenharia Civil (30100003)
3. Delimitação do Tema: Pavimentos (30103053) 4. Proponente: Renata Viveiros de Novaes
5. Orientador: Rogério Dias Dalla Riva
6. Estabelecimento de Ensino: Universidade do Estado de Mato Grosso 7. Público Alvo: Profissionais da área de pavimentação e alunos do curso de Engenharia Civil
8. Localização: Av. dos Ingás, nº 3001, Jardim Imperial, Sinop-MT, CEP 78.555-000, Brasil
SUMÁRIO
LISTA DE TABELAS ... I LISTA DE FIGURAS ... II LISTA DE ABREVIATURAS ... III DADOS DE IDENTIFICAÇÃO ... IV 1 INTRODUÇÃO ... 6 2 PROBLEMATIZAÇÃO ... 8 3 JUSTIFICATIVA... 9 4 HIPÓTESES ... 10 5 OBJETIVOS ... 11 5.1 OBJETIVO GERAL ... 11 5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 11 6 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 12 6.1 PAVIMENTAÇÃO ... 12 6.1.1 Pavimentação rodoviária ... 12 6.2 REVESTIMENTO ... 13
6.3 DETERIORAÇÃO DO PAVIMENTO ASFÁLTICO ... 14
6.3.1 Desempenho quanto à segurança ... 14
6.4 AVALIAÇÃO DOS PAVIMENTOS FLEXÍVEIS ... 14
6.4.1 Condições de aderência pneu/pavimento ... 15
6.5 TEXTURA DO PAVIMENTO ... 15
6.5.1 Mancha de areia ... 17
6.5.2 Pêndulo britânico ... 18
6.5.3 IFI (International Friction Index) ... 18
7 METODOLOGIA ... 19
7.1 IDENTIFICAÇÃO DOS TRECHOS EM ESTUDO ... 19
7.2 MÉTODOS DE ENSAIOS ... 20 7.2.1 Mancha de Areia ... 20 7.2.2 Drenabilidade ... 22 7.2.3 Pêndulo Britânico ... 24 8 CRONOGRAMA ... 26 9 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO ... 27
1 INTRODUÇÃO
O deslocamento de pessoas e cargas na sociedade se tornou uma necessidade, e é realizado através dos meios de transporte. Dentre eles o mais utilizado é o rodoviário, até mesmo por ser de menor custo. Com isso, nota-se também a necessidade de pavimentar as rodovias, para que viabilizem seu uso, que é significativamente expansivo.
Segundo o Manual de Pavimentação do DNIT (2006), rodovias rurais são os trechos de rodovias que conectam áreas urbana e industrial, pontos de geração e atração de tráfego e pontos significativos dos segmentos modais, atravessando área rural.
As rodovias rurais apresentam grande importância social, econômica e ambiental. Quando se trata de importância social, deve-se ressaltar a facilidade de acesso de pessoas das pequenas cidades para as maiores, por diversos motivos, como trabalho, estudo, saúde, lazer, entre outros.
Sob o ponto de vista econômico, o principal aspecto a ser levado em consideração é o escoamento da produção agrícola para abastecer as áreas urbanas, e também para que insumos agrícolas indispensáveis na produção cheguem até a zona rural.
A implantação de uma rodovia causa impactos no meio ambiente, e sua importância ambiental se dá pelo fato de que os veículos, ao trafegarem utilizando superfícies em boas condições, emitem menor quantidade de gás carbônico (CO2) à atmosfera, pois o atrito do pneu com o pavimento é menor (BARTHOLOMEU E CAIXETA FILHO, 2008). Vale dizer também que o consumo de combustível diminui, o que consequentemente causa a redução da demanda de produção, exigindo menos recursos da natureza.
No que se refere à conservação da via, o fator mais perceptível é a segurança. A redução do número de acidentes de trânsito em rodovias deve ser considerada uma meta constante do governo, órgãos rodoviários e da sociedade. O número de acidentes numa rodovia é relacionado com o comportamento e desempenho dos motoristas, que por sua vez é influenciado por fatores humanos, características físicas da via, tráfego, veículos e fatores ambientais (Santos, 1998).
Por esta razão, a superfície dos pavimentos deve possuir determinadas características, dentre elas a aderência, condição essa que garante o contato entre
o pavimento e o pneu do veículo. Logo, é necessário que se faça a avaliação da textura do pavimento periodicamente para que o padrão de segurança do mesmo seja garantida.
2 PROBLEMATIZAÇÃO
Segundo o Instituto Mato-grossense de Economia Agropecuária – IMEA (2012), o Mato Grosso, por ser um estado no qual a agricultura e pecuária são predominantes quando se trata de economia, pela pequena quantidade de habitantes em relação a outros estados e à sua extensão territorial, é classificado como um estado em desenvolvimento pelo fato de não possuir muitas vias pavimentadas, e as existentes nem sempre em adequadas condições de conservação, de forma a oferecer a segurança e conforto aos usuários e às cargas transportadas.
Do ponto de vista nacional, por possuir uma grande produção agrícola, que está submetida constantemente à exportação, é curioso essa contradição de necessidade da existência de rodovias de qualidade e precariedade das mesmas. Segundo Monié (2007), a contradição entre a alta competitividade empresarial e a baixa competitividade infraestrutural provoca o interesse no meio acadêmico e entre os atores econômicos e políticos regionais.
Portanto, de acordo com Costa (2008), resultados indicam limitações do uso das rodovias, principalmente no Mato Grosso, que tem como fator predominante a distância do estado em relação aos portos de exportação do Sul e Norte do país.
A falta de investimento, tanto em pesquisa quanto em infraestrutura rodoviária, torna cada vez mais difícil solucionar este problema. Uma das alternativas mais empregadas quando se trata de pavimentos flexíveis deteriorados, é o recapeamento, que de acordo com Albano (2004), muitas vezes não são executados, ficando a intervenção sobre a via reduzida a uma operação tapa-buracos. Tal alternativa permite que seja executado e utilizado um pavimento em boas condições por um pequeno período de tempo, tornando menor sua vida útil e o submetendo à danos por qualquer intervenção, seja ela temporal ou mesmo por contato direto entre pneu e pavimento.
Rotas alternativas muitas das vezes são utilizadas para que a viagem seja de melhor desempenho, mesmo que aumentem o percurso e interfiram diretamente no custo final dos produtos. Mas vale ressaltar que o Mato Grosso não possui rotas alternativas, o que obriga os governantes a investirem nas rodovias já existentes.
3 JUSTIFICATIVA
A região norte do Mato Grosso passa por um crescente desenvolvimento econômico, e com isso a necessidade de utilização das vias rurais para deslocamento de pessoas e cargas. A conectividade entre cidades pólo e interioranas é cada vez mais comum. De acordo com dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE (2015), a população de Sinop teve um aumento de cerca de 450% dos anos 80 até 2010, assim como as demais cidades da região norte mato-grossense também apresentaram elevadas taxas de crescimento.
Segundo a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA (2015), o Estado de Mato Grosso é o maior produtor de soja do Brasil, no entanto seus agricultores são prejudicados pelos elevados custos de fretes, o que torna considerável o custo total da produção. Isto os obriga a manter a produtividade alta e mesmo assim os submetem à grande competitividade. Costa (2008), afirma que por esses e outros motivos, com as transformações espaciais, torna-se cada vez mais necessário investimentos em infraestrutura viária que permitam maior facilidade para o escoamento da produção.
A segurança é um aspecto predominante quando se trata da infraestrutura de rodovias. De acordo com Ferreira (2010), o problema da segurança rodoviária foi reconhecido pela Organização Mundial De Saúde – OMS, que classificou, em 1974, os acidentes rodoviários como um grande problema da saúde pública, os quais originam gastos elevados e inesperados.
Isso nos remete à afirmação cada vez mais palpável da necessidade de estudos relacionados à qualidade de rodovias, sejam elas nacionais, estaduais ou municipais. A análise será realizada em duas rodovias rurais nas proximidades do município de Sinop-MT, e será baseada nos ensaios de mancha de areia (avaliação da macrotextura), pêndulo britânico (avaliação da microtextura) e drenabilidade, por ter correlação com o ensaio da mancha de areia, visando a determinação do
International Friction Index – IFI (índice que reflete a segurança/aderência
4 HIPÓTESES
Neste trabalho o objeto de estudo são os trechos em tangente localizados imediatamente antes e depois de curvas de pequeno raio, pois o usuário tende a reduzir a velocidade bruscamente.
É esperado que essa pesquisa verifique se há um aumento no desgaste do pavimento, nesses trechos, com consequente redução do IFI.
5 OBJETIVOS
5.1 OBJETIVO GERAL
Analisar as condições da microtextura, macrotextura e drenabilidade de duas rodovias rurais na região Norte do Estado de Mato Grosso em trechos que antecedem curvas.
5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar a macrotextura através do ensaio da mancha de areia;
Verificar a capacidade de drenagem do pavimento rodoviário através do ensaio de drenabilidade;
Determinar os valores da microtextura do pavimento através do ensaio com o Pêndulo Britânico;
6 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
6.1 PAVIMENTAÇÃO
Segundo SANTANA (1993), pavimento é uma estrutura construída sobre a superfície obtida pelos serviços de terraplanagem com a função principal de fornecer ao usuário segurança e conforto, que devem ser conseguidos sob o ponto de vista da engenharia, isto é, com a máxima qualidade e o mínimo custo.
De acordo com MENEZES (2008), a principal função de um pavimento rodoviário é constituir uma superfície livre, destinada à circulação de veículos em condições adequadas de segurança, conforto e economia para as pessoas e mercadorias.
6.1.1 Pavimentação rodoviária
Segundo dados da Agência Nacional de Transportes Terrestres – ANTT, com 1.610.081 km de rodovias, o Brasil tem apenas 12,2% de estradas pavimentadas. Levando em consideração essas informações, entende-se que o país ainda é carente de desenvolvimento rodoviário e ainda há muito a fazer nessa área.
A pavimentação rodoviária do Brasil já foi objeto de estudos e práticas de construção desde longa data. A partir dos anos 50, as técnicas de pavimentação tiveram um grande desenvolvimento em virtude do intercâmbio entre Brasil e Estados Unidos nessa área.
Atualmente, é comum que a pavimentação rodoviária seja terceirizada para empresas privadas a fim de elevar sua qualidade. Segundo Pires e Giambiagi (2000) o modelo de concessão funciona de maneira que a empresa adquire direito de exploração da rodovia por um prazo fixo, estipulado pelo poder concedente.
O intuito da privatização é a busca mais adequada de financiamento dos investimentos necessários, pela restrição financeira do Estado. Com isso as empresas que investem na infraestrutura têm o direito de cobrar pedágio referente à conservação da rodovia e outros serviços oferecidos pelas mesmas.
Por outro lado, a privatização não tira a responsabilidade do Estado com relação às rodovias, pois existem rodovias que são impossibilitadas de serem levadas à licitação por não atenderem o fluxo necessário para este fim. Ramos (2004) ressalta que as rodovias são patrimônio do Estado, e por ele devem ser conservadas em condições seguras de trânsito, e para que isso ocorra o Ministério
dos Transportes mantém uma estrutura organizacional para que se garanta a segurança no trânsito, tendo como principal dever zelar pela manutenção das rodovias federais e os Departamentos de Estradas e Rodagem (DER) nas rodovias estaduais.
6.2 REVESTIMENTO
Segundo Bernucci et al (2008), pavimentos são estruturas compostas por várias camadas, que tem como função suportar os esforços impostos pelas cargas que atuarão sobre ele. Sendo assim, o revestimento deve possuir uma camada impermeabilizante para que este resista aos desgastes, prolongando assim sua vida útil.
No Brasil, a maioria dos revestimentos são flexíveis, quando comparado ao revestimento rígido, que compõe apenas 2% das vias existentes no país. Na Figura 1 estão representadas a composição das camadas de cada um deles.
Figura 1 - Camadas que compõem os pavimentos rígidos e flexíveis Fonte: Grupo SPT (2015).
De acordo com Nakamura (2011), o revestimento pode ser fabricado em usina específica (misturas usinadas), fixa ou móvel, ou preparado na própria pista (para tratamentos superficiais). Além disso, os revestimentos podem ser classificados também quanto ao tipo de ligante utilizado: a quente com o uso de concreto asfáltico, o chamado Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ) ou a frio com o uso de emulsão asfáltica (EAP).
O mais empregado no Brasil é o CBUQ, que é o produto originado da mistura de agregados de vários tamanhos e cimento asfáltico, ambos aquecidos em temperaturas previamente definidas, em função da característica viscosidade – temperatura do ligante.
6.3 DETERIORAÇÃO DO PAVIMENTO ASFÁLTICO
O pavimento, assim como todos os outros tipos de estrutura, é projetado para uma determinada vida útil. Em sua concepção, a infraestrutura se encontra em perfeitas condições, mas, ao longo do tempo, com a frequência de utilização, atinge uma condição ruim. Então se dá a deterioração do pavimento.
Essa deterioração pode ocorrer de várias maneiras, como redução do desempenho funcional e redução do desempenho estrutural, e também se apresenta de diversas formas, como surgimento de fissuras, trincas, buracos, depressões, entre outros.
6.3.1 Desempenho quanto à segurança
A segurança em rodovias dependem da condição de sua superfície e da velocidade em que o veículo se encontra. A mesma diminui ainda mais quando se refere à curvas de pequenos raios, como no caso que será estudado neste trabalho. A resistência à derrapagem e o potencial de hidroplanagem de uma rodovia podem ser consideradas indicativos de segurança. A resistência à derrapagem pode ser considerada como sendo a força de atrito realizada pelo bloqueio da locomoção de um pneu sobre a superfície de um pavimento.
E o potencial de hidroplanagem ocorre sempre que a espessura da lâmina d’água acima do revestimento ultrapassa os 5 mm de espessura e a velocidade do veículo for maior ou igual à dada pela Equação 1.
Equação 1
Sendo:
v: velocidade do veículo (Mph) p: pressão dos pneus (Psi)
6.4 AVALIAÇÃO DOS PAVIMENTOS FLEXÍVEIS
A avaliação dos pavimentos serve para analisar o nível de degradação decorrente da frequência do fluxo de veículos que o utilizam e dos processos associados ao meio ambiente. Esta, por sua vez, só é possível através do conhecimento de alguns parâmetros correspondentes, como as condições de
superfície, condições estruturais, condições de rugosidade longitudinais, avaliação das solicitações do tráfego e condições de aderência entre pneu e pavimento.
6.4.1 Condições de aderência pneu/pavimento
Quando se trata de segurança, deve-se considerar a capacidade que o pavimento possui de proporcionar aderência e atrito adequados para o tráfego de veículos.
As rodovias com baixo valor de aderência e um alto índice de acidentes devem ser analisadas. Os órgãos rodoviários realizam um estudo mais aprofundado, e a partir disso elegem as melhores medidas a serem tomadas para reduzir essas ocorrências.
Segundo o Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos (2006) foram incluídos os métodos da mancha de areia e do pêndulo britânico para avaliação das condições de aderência, pelo fato de ambos possuírem equipamentos portáteis, serem econômicos em sua realização, e por fornecerem coeficientes relevantes para a análise.
6.5 TEXTURA DO PAVIMENTO
De acordo com Ribeiro (2012), as características de textura da superfície do pavimento influenciam diretamente nas forças de atrito que o pneu pode desenvolver para a aceleração, direção e frenagem dos veículos. Muitas técnicas e equipamentos vêm sendo desenvolvidos para medir a textura do pavimento.
Em 1987, foram definidas três classes de textura: a microtextura, a macrotextura e a megatextura (Wambold et al, 1995). Na Tabela 1 se encontram os limites que as diferem.
Tabela 1 - Textura da superfície em função da macrotextura e microtextura
Classificação Intervalo das dimensões
Horizontal Vertical Microtextura 0 – 0,5 mm 0 – 0,2 mm Macrotextura 0,5 – 50 mm 0,2 – 10 mm Megatextura 5 – 50 cm 1 – 50 mm Irregularidade 0,5 – 50 m 1 – 1200 mm Fonte: APS (2006).
Segundo Bernucci et al (2006), a megatextura e a irregularidade afetam a dinâmica veicular e o contato pneu-pavimento, interferindo também na estabilidade e
na aderência do veículo em pistas molhadas. A microtextura e macrotextura são utilizadas na avaliação da textura da superfície quando se trata de aderência.
A microtextura depende da aspereza dos agregados e da superfície, e a macrotextura depende da rugosidade formada pelo conjunto de agregado e mástique, que é uma resina aplicada geralmente para vedação elástica de juntas estáticas ou com ligeiro movimento.
Mattos (2009), afirma que a microtextura se refere ao grau de rugosidade da superfície do agregado que compõem o pavimento. Esta característica se relaciona com a estrutura e a composição mineralógica do agregado em uso. E a macrotextura, segundo Rodrigues Filho (2006) é determinada pelo tamanho, geometria e vazios existentes entre os agregados na superfície do pavimento.
As características da micro e macrotextura são diretamente ligadas ao coeficiente de atrito entre pneu e pavimento, podendo ocasionar acidentes por situações de frenagem ou manobras emergenciais, principalmente quando a superfície está molhada. O que é um fator relevante quando se trata de curvas de pequenos raios, pelo fato de não permitirem manobras demoradas.
Para proporcionar segurança aos usuários da via quando esta contém a presença de água, a camada de rolamento do pavimento deve possuir uma elevada capacidade de drenagem, ou seja, uma macrotextura que expulse a água através dos seus microcanais. Por isso a necessidade de se realizar o ensaio da drenabilidade, que analisa se esses microcanais existentes estão desempenhando sua função de maneira correta, ou melhor, se a sua capacidade de drenagem está atingindo o que havia sido previsto em projeto. A Figura 2 ilustra a macro e microtextura na superfície.
Figura 2 - Ilustração da macro e microtextura Fonte: RODRIGUES FILHO (2006).
Aps (2006) diz que é importante destacar que por mais que as faixas ideais das texturas sirvam para aumentar a resistência à derrapagem, estas são determinadas para velocidades inferiores a 50 km/h. De acordo com Mattos (2009), para velocidades maiores que esta, a macrotextura é bastante considerável para proporcionar boa drenabilidade do pavimento devido as risco de aquaplanagem.
Os ensaios utilizados para a avaliação da macrotextura são o da Mancha de Areia, drenabilidade, Mancha de Graxa, Perfilômetros a laser, métodos de interpretação digital, entre outros. Specht et al. (2007), afirma que o ensaio mais utilizado para a medição da macrotextura é o da mancha de areia normatizado pela ASTM D965-96.
E para avaliação da microtextura podem ser utilizados ensaios como o
Dynamic Friction Test, o Mu-meter, o Pêndulo Britânico, o Grip tester, etc. Ainda de
acordo com Specht et al. (2007), a maneira mais comum de se medir a microtextura é através do ensaio do pêndulo britânico normalizado pela ASTM D303-93.
Aps (2006) assegura que as características conjuntas da macro e microtextura resultam em quatro tipos de textura, como apresentado na Figura 3.
Figura 3 - Tipo de superfície em função da classe de macrotextura e microtextura Fonte: APS (2006).
6.5.1 Mancha de areia
É o ensaio usado para determinar a média da profundidade da altura da mancha de areia em superfícies de pavimentos a fim de obter as características de macrotextura, conforme preconizado pela ASTM E 965-96 (ASTM, 2001). O método consiste no preenchimento de vazios da textura superficial do pavimento com um
volume de 25000 mm³ 150 mm³ de areia natural limpa e seca, uniforme, de grãos arredondados, que passa na peneira de abertura 0,3 mm e fica retida na peneira de abertura 0,15 mm. Encontra-se a altura da mancha de areia medindo seu diâmetro em quatro direções diferentes, e faz-se a média das quatro determinações.
6.5.2 Pêndulo britânico
É um equipamento portátil e sua utilização é especificada pelo método da ASTM E-303-93 (1998), podendo ser usado tanto em laboratório quanto em ensaios de campo. É um pêndulo padronizado com base de borracha, que é lançado no pavimento molhado, com a finalidade de se medir a perda de energia por atrito da sapata de borracha do pêndulo quando a mesma desliza sobre a superfície do pavimento (ASTM, 1998). O resultado é obtido em BPN (British Number Pendulum) ou SRT (Skid Resistent Test).
6.5.3 IFI (International Friction Index)
Os valores de micro e macrotextura são quantificados através de um índice denominado IFI (International Friction Index), que foi desenvolvido pela PIARC
(Permanent International Association of Roads Congress) em 1992. O cálculo deste
se baseia no uso de equações constantes com valores tabelados para cada tipo de ensaio.
Foi desenvolvido devido à variedade de equipamentos que diversos países utilizavam. Então com o objetivo de padronizar os dados da macrotextura e microtextura obtidos através destes equipamentos, criou-se esse índice para que fosse possível analisar os ensaios de atrito independente da metodologia utilizada.
O Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos, DNIT (2006) apresenta, na Tabela 2, um ilustrativo das faixas de classificação do índice IFI.
Tabela 2 - Valores do IFI
VALORES DO IFI MÍNIMOS MÁXIMOS
Péssimo < 0,06 Ruim 0,06 0,12 Regular 0,13 0,13 Bom 0,20 0,30 Ótimo > 30 Fonte: DNIT (2006)
7 METODOLOGIA
Para se calcular o International Friction Index – IFI, serão realizados os ensaio de Mancha de Areia e Pêndulo Britânico, para se determinar os resultados da macrotextura e microtextura, respectivamente. Serão realizados de acordo com os procedimentos apresentados nas seguintes normas:
DNIT 006/2003; ASTM E-965-96; ASTM E-1960; ASTM E-303.
7.1 IDENTIFICAÇÃO DOS TRECHOS EM ESTUDO
O estudo será realizado em duas rodovias rurais nas proximidades de Sinop-MT. Uma delas é a MT-140, que liga a cidade de Sinop com Santa Carmem, e a outra é a MT-220, que dá acesso a Juara-MT.
Os pontos de estudo serão localizados a 25 m da então definida pelo pesquisador como entrada de cada curva e 25 m da saída das mesmas. Ao total serão três curvas na MT-140 e duas curvas na MT-220, como mostrado nas Figuras 4 e 5, respectivamente.
Figura 4 - Vista aérea da Rodovia MT-140 Fonte: Google Earth (2015 a).
Figura 5 - Vista aérea da Rodovia MT-220 Fonte: Google Earth (2015b).
A Figura 6 demonstra um esquema destacando os locais específicos que se pretende inicialmente realizar os ensaios nas rodovias, de acordo com adaptações da norma DNIT 006/2003.
Figura 6 - Identificação dos locais de ensaios nas rodovias Fonte: GUASTALDI (2015)
.
7.2 MÉTODOS DE ENSAIOS
A seguir serão apresentados os métodos a serem realizados neste estudo.
7.2.1 Mancha de Areia
É um método que consiste no epalhamento de um volume conhecido de areia, pré-determinado por norma, ou esferas de vidro sobre o pavimento de modo a preencher os vazios da macrotextura. A profundidade é obtida pela razão entre o volume de areia e a área do espalhamento.
Figura 7 - Equipamento para execução de ensaio de Mancha de Areia Fonte: APS (2006).
Os materiais utilizados para a realização deste são: Trincha;
Areia limpa e seca com granulometria que passa na peneira #50 e fica retida na #100;
Cilindro metálico com cilindro interno de 25.000 mm³; Carimbo espalhador;
Régua milimetrada. Procedimento
Inicialmente utiliza-se a vassoura para limpar o local a ser ensaiado, para retirar partículas soltas existentes no local. Em seguida, a areia é despejada e espalhada com o carimbo uniformemente e em formato circular, até a areia preencher todos os vazios da superfície. E então são realizadas quadro medidas do diâmetro do círculo formado através da régua milimetrada.
Obtidos os quatro valores de diâmetro em direções distintas, faz-se a média aritmética simples a fim de se encontrar o diâmetro médio. A altura da mancha é calculada através da média de quatro locais aleatoriamente espaçados, e determinada com o uso da Equação 1:
Equação 1
Hs: Altura de areia (profundidade da areia), em mm; V: Volume de areia, 25.000 mm³;
D: Diâmetro médio da mancha de areia, em mm.
A altura da mancha de areia se relaciona com a característica da macrotextura, como apresentado na Tabela 3:
Tabela 3 - Classe da macrotextura
Altura de Areia (HS) Textura Superficial HS < 0,20 mm Muito fechada ou Muito fina 0,20 mm < HS < 0,40 mm Fina ou Fechada 0,40 mm < HS < 0,80 mm Média 0,80 mm < HS < 1,20 mm Grosseira ou Aberta
HS > 1,20 mm Muito grosseira ou muito aberta
Fonte: DNIT (2006).
7.2.2 Drenabilidade
Este método serve para avaliar a capacidade de drenagem do pavimento e sua macrotextura de forma indireta, pelo fato desta ser responsável pelos micro-canais drenantes. Funciona de maneira a medir o tempo que certa quantidade de água, de volume conhecido leva para escoar de um cilindro transparente graduado. Quanto menor o intervalo de tempo, melhor pode-se classificar a drenabilidade do pavimento, e consequentemente maior será o valor da macrotextura no local em questão.
O drenômetro utilizado será o desenvolvido pelo curso de Engenharia Civil da UNEMAT Sinop. O cilindro de acrílico transparente apresenta volume de 0,73 litros e uma base com orifício centralizado de 5 cm de diâmetro. O orifício deve estar apoiado na superfície e tampado com uma rolha. E o cilindro deve estar marcado com duas linhas, para que a contagem do tempo que o volume de água leva para escoar possa ser identificada.
Os materiais utilizados para realização deste ensaio são: Água limpa;
Drenômetro; Cronômetro. Procedimento
Primeiramente, faz-se a limpeza da área do ensaio, para assegurar que nenhum resíduo solto na superfície influenciará no desenvolver do método de ensaio, e uma molhagem prévia da superfície. O drenômetro é posicionado sobre o pavimento, e logo em seguida enche-se com água até que ela ultrapasse um pouco do limite da primeira marcação, e então o tampão do fundo é liberado. A partir do momento que o nível de água passa pela primeira marcação do tubo transparente, o cronômetro é acionado. O mesmo é parado no instante em que o nível de água passa pela segunda marcação. Faz-se a média aritmética simples dos tempos de ensaio de quatro repetições, encontrando assim o tempo médio para aquela seção do pavimento.
Para estimar a profundidade média da textura do pavimento é utilizada a Equação 2:
Figura 8 - Drenômetro LTP-USP Fonte: APS (2006).
Equação 2
Sendo:
MTD: Volumetric texture depht, profundidade volumétrica de textura (mm); OFT: Out Flow Time, tempo médio de ensaio de drenabilidade (s).
7.2.3 Pêndulo Britânico
O objetivo dos ensaios com o uso deste equipamento é de determinar os valores da microtextura da superfície. Conforme a normativa ASTM E-303 (ASTM, 2013) estabelece que o equipamento deve passar por um processo de preparação antes de ser utilizado para a realização de ensaios. Inicialmente ocorre o nivelamento, em seguida ajusta-se o ponteiro que mede os valores de BPN em zero. Quando o ponteiro estiver regulado, ajusta-se a área de contato entre a sapata e o pavimento com o auxílio da régua que delimita a área atingida pela sapata emborrachada.
Depois de realizados os preparativos o ensaio se inicia. Primeiro a superfície do pavimento que entrará em contato com a parte emborrachada do equipamento, deve ser molhada. Os valores individuais de Valor de resistência à derrapagem (VRD) devem ser registrados, assim como a temperatura da superfície do teste, o tipo, a idade, a condição, a textura e o local dos testes.
A Figura 8 ilustra o equipamento pêndulo britânico e as partes que o compõem.
Figura 9 - Pêndulo Britânico Fonte: Mattos (2009).
Com o uso deste, são realizadas cinco aferições parciais das condições de atrito do pavimento por unidade amostral, visto que somente as quatro últimas serão utilizadas para o cálculo do atrito. Faz-se a média aritmética simples dos valores parciais e utiliza-se a seguinte fórmula:
∑
Equação 3
Sendo:
: Valor de resistência à derrapagem final de atrito (BPN) : Valor de resistência à derrapagem parcial de atrito (BPN)
Tabela 4 - Classes de resistência à derrapagem / Método do pêndulo britânico
Classes VRD – valor de resistência à derrapagem
1- Perigosa < 25 2- Muito lisa 25 – 31 3- Lisa 32 – 39 4- Insuficientemente rugosa 40 – 46 5- Medianamente rugosa 47 – 54 6- Rugosa 55 – 75 7- Muito rugosa > 75 Fonte: DNIT (2006).
8 CRONOGRAMA
ATIVIDADES
2016
JAN FEV MAR ABR MAI JUN Encontros com o orientador Revisão bibliográfica complementar Coleta de dados Redação do artigo Revisão e entrega oficial do trabalho Apresentação do trabalho em banca
9 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO
ALBANO, João Fortini. Excessos de carga e pesagem de veículos comerciais. In: SEMANA DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E TRANSPORTES, III, 2004, Porto Alegre.
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. E – 965: Standard test method for measuring pavement macrotexture depth using a volumetric technique. West Conshohocken, 2006. 4p.
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