Revista Estradas N째18 | Outubro 2013
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editorial A s condições das rodovias brasileiras
sobre conceitos, programas e ações do
trazemos aos nossos leitores textos sobre
tem sido amplamente discutidas e
setor público e privado a respeito da
Tratamento Superficial com Asfalto-
debatidas pela mídia, pela sociedade e
conservação da rede de rodovias de um
Borracha, a experiência do DNIT com o
pelo meio rodoviário. Assim, a questão
país, que mais do que componente da
programa CREMA, as intervenções que
da conservação e manutenção das
infraestrutura é um bem público.
compõem um projeto de restauração
nossas rodovias é um tema mais do que
Na parte técnica da Revista trazemos
atual e importante para o setor. Dessa
artigos e trabalhos técnicos que
forma, a Revista Estradas elegeu como
abordam diferentes temas e técnicas
tema deste número a Conservação e
apresentados por profissionais e
Manutenção de Rodovias.
pesquisadores, que buscam atingir o
Começamos com uma reportagem sobre
estado da arte na área da engenharia
como os Estados Unidos e a Europa
rodoviária. Seguindo a proposta que
nossos leitores.
motivou a criação desta Revista,
Boa leitura!
tratam esta questão. Uma visão geral
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rodoviária, metodologias de avaliação e diagnóstico da rede pavimentada do DAER, implantação de um sistema de pesagem em alta velocidade, entre outros. Sempre com o objetivo de permitir a troca de conhecimentos e a atualização e aperfeiçoamento aos
Publicação da Sociedade dos Técnicos Universitários do DAER/ Sociedade dos Engenheiros Civis do DAER Av. Borges de Medeiros, 1555 - Prédio Anexo CEP 90110-150 - Porto Alegre - RS (51) 3210.5076
Reportagem
sumário
REVISTA ESTRADAS ISSN 1807-426X Ano 12 - N° 18 - outubro 13
Preservando pavimentos 4 A visão da Europa 10
Comunicação Técnica Tratamento superficial com Asfalto-Borracha 16
SUDAER PRESIDENTE Eng. Aldo Luiz Grassi VICE-PRESIDENTE Eng. Cláudio Garcia D’Almeida SECRETÁRIO Eng. Luciana de Azevedo TESOUREIRO Eng. Alexandre José Garcia Sório
SECDAER PRESIDENTE Eng. Laércio Toralles Pinto da Silva VICE-PRESIDENTE Eng. Ricardo Von Mühlen SECRETÁRIO Eng. Cirineu Afonso De Luca IDEALIZADORA Eng. Sayene Paranhos Dias COMISSÃO EDITORIAL Eng. Christine Tessele Nodari Eng. Jayme Tonon Eng. José Augusto de Oliveira Eng. José Octávio Guimarães Rodrigues Eng. Marlova Grazziotin Johnston Eng. Tatiana Gomes Tedesco CAPA Montagem sobre fotos de arquivo
Trabalhos Técnicos Implantação de um sistema de pesagem em movimento em alta velocidade na rodovia BR-290/RS, Free Way, para estudo de espectro de cargas comerciais rodantes 22 Metodologias de avaliação e diagnóstico da rede pavimentada do DAER-RS 30 As intervenções que compõem o projeto de restauração rodoviária 38
Artigos Novo método de dimensionamento de pavimentos rodoviários da AASHTO 52 Pavimento de concreto: estágio atual no Brasil 60
Relato de Experiência Experiência de contratos CREMA na rede federal pavimentada 66
Resgate Histórico Free Way 40 anos 76
Agenda
83
JORNALISTA RESPONSÁVEL Francisco Canabarro Mtb 8569 DIAGRAMAÇÃO E FINALIZAÇÃO Jean Grivot Suelen Camerin Carlos Eduardo Binato de Castro Gabriel Johansson Azeredo COMERCIALIZAÇÃO Padda Comunicação (51) 3476.0951 - 9380.5722
As informações, os conceitos e as opiniões emitidos nos textos assinados são de inteira responsabilidade de seus autores. Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
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reportagem
Preservando pavimentos Do pavimento como um bem público, que corre risco de extinção e que precisa de políticas e práticas preservacionistas. A situação das rodovias brasileiras em geral e do Rio Grande do Sul em particular, é bem conhecida por todos. Bem como as dificuldades de se definir e manter um programa de conservação e manutenção de forma contínua e regular. Mas esse não é o foco desta reportagem. Não iremos falar sobre condições precárias, falta de recursos, falta de planejamento ou de vontade política. Nosso objetivo, neste texto, é apresentar, de forma resumida, uma visão geral de como a questão da conservação rodoviária é tratada fora do Brasil. Mais especificamente, apresentaremos as realidades dos Estados Unidos e Europa, suas ações e ideias sobre o tema. 4
A visão americana No meados dos anos 90, à medida que um novo
pavimentos de alta qualidade e manter-se dentro dos limites
milênio se aroximava, as demandas da rede de rodovias
do orçamento, uma mudança na filosofia da abordagem
dos Estados Unidos ficaram cada vez maiores. Essas
tradicional de manutenção reativa para uma abordagem
demandas, combinadas com o crescimento, as expectativas
preventiva deveria ser feita. A abordagem preventiva é
da sociedade para a segurança, qualidade e performance,
representada pelo conceito de preservação do pavimento, que
exigiram cada vez mais esforços das agências de rodovias
visa garantir que, reabilitados, os bons pavimentos existentes
para manter o alto nível de serviço. Para atender a essas
durassem mais tempo. Esse era o desafio.
demandas, as agências começaram a redefinir seus
O raciocínio era simples: se atrasar a manutenção e
objetivos, concentrando-se em preservar e manter ao invés
reparação do pavimento até que ele tenha ido além de sua
de expandir o sistema viário existente. O trabalho passou a
vida de serviço eficaz, o trabalho necessário para renová-
ser tornar o sistema melhor e mais durável.
la será mais extenso e dispendioso do que a manutenção
Os cerca de 75.000 km do Sistema Rodoviário
regular. Além disso, o trabalho de reparação fará uma
Interestadual custou mais de 129 bilhões de dólares para ser
parte da rodovia ser bloqueda e o fluxo de tráfego será
construído. Isso sem contar o custo para construir e manter
interrompido durante um período de tempo prolongado.
os mais de 6 milhões de quilômetros de estradas estaduais e
No entanto, se for adotada uma abordagem proativa para
municipais. Isso representa um dos maiores investimentos de
manter as rodovias já existentes, será possível reduzir
infraestrutura na história dos Estados Unidos.
a necessidade da cara e demorada reconstrução e as
O relatório de 1997 para o Congresso, intitulado Estado do Sistema de Transporte de Superfície da Nação:
interrupções de tráfego. Com a preservação oportuna, será possível oferecer
Condição e Performance, informava que o pavimento de
ao usuário uma melhor mobilidade, a redução de
cerca de 48,7% da quilometragem interestadual rural
congestionamentos, e pavimentos mais seguros, mais
estava avaliado como em más condições. Ficava evidente
duradouros. Este é o verdadeiro objetivo da preservação
que a condição do pavimento da infraestrutura rodoviária
do pavimento, um objetivo que a Federal Highway
do país estava se deteriorando.
Administration (FHWA), trabalhando em parceria com
As demandas financeiras reparar o dano era maior do que nunca e iacontinuar a crescer, a menos que fosse
os estados, organizações da indústria e outras partes interessadas, buscou alcançar.
possível controlar melhor a taxa de deterioração . Para manter Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
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O que é a preservação do pavimento? Para evitar problemas sobre diferenças na interpretação da terminologia sobre preservação do pavimento entre as agências de transporte, a FHWA emitiu uma nota técnica com base nas questões
reportagem
levantadas e numa revisão da literatura, estabelecer as definições do conceito de preservação do pavimento. Para a FHWA preservação do pavimento representa uma abordagem pró-ativa para manter as rodovias já existentes. Um programa de preservação do pavimento consiste principalmente de três componentes: a manutenção preventiva, a reabilitação menor (não estrutural) e algumas atividades de manutenção de rotina (Figura 1). Um programa eficaz de preservação
combinação de diferentes estratégias
do pavimento é mais do que
que, quando tomadas em conjunto,
apenas um conjunto de técnicas
conseguem atingir um objetivo. É
de manutenção específicas. É
útil para clarificar as diferenças
uma maneira de pensar e a força
entre os vários tipos de operações de
condutora por trás do planejamento
manutenção, especialmente no sentido
financeiro de um órgão de transporte.
do motivo pela qual eles deveriam ou não ser considerados preservação. Para um tratamento ser considerado preservação do pavimento, deve-se considerar a sua finalidade. Como mostrado na Tabela1, as
Definições da Terminologia para Manutenção de Pavimentos segundo a FHWA Preservação do Pavimento:
características distintivas das atividades de preservação do pavimento
“é um programa que emprega, em
são de restaurar a função do sistema
nível de rede, a estratégia de longo
existente e prolongar a sua vida útil e
prazo, que melhora o desempenho do
não de aumentar a sua capacidade ou robustez. É importante perceber que nenhum pavimento dura para sempre, e as atividades de preservação do pavimento
pavimento por meio de um conjunto integrado de práticas, com o melhor custo-benefício, que prolongam a vida do pavimento, melhoram a segurança e atendem às expectativas do usuário”. Fonte: FHWA Grupo de Trabalho
do pavimento pode melhorar o
não impedem que ele, eventualmente,
desempenho do pavimento, garantindo
se deteriore. Elas são destinadas a
a relação custo-eficácia, aumentando
reduzir a taxa de deterioração e de
a vida útil do pavimento, reduzindo
fazer a manutenção da estrada ter um
do pavimento irá intervir nas rodovias
atrasos do usuário e proporcionando
melhor custo-benefício.
enquanto elas ainda estão em boas
maior segurança e mobilidade,
Para um programa de preservação
Especializado em Preservação. Um programa eficaz de preservação
condições e antes do início de danos
preservando, assim, o investimento
do pavimento ser bem sucedido,
graves. Através da aplicação de
público feito na rodovia.
é necessário um compromisso de
um tratamento de baixo custo e no
longo prazo e o apoio financeiro da
momento certo, o pavimento estará
administração pública. Preservação
quase restaurado à sua condição
Ainda segundo a FHWA, a preservação do pavimento é uma
PRESERVAÇÃO DO PAVIMENTO
REABILITAÇÃO LEVE
MANUTENÇÃO PREVENTIVA
MANUTENÇÃO DE ROTINA
Figura 1 - Componentes da preservação do pavimento segundo a FHWA. Tabela 1 - Orientações para Preservação do Pavimento. PRESERVAÇÃO DO PAVIMENTO
Fonte: FHWA
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REDUÇÃO
RESTAURAR NÍVEL DE
ENVELHECIMENTO
SERVIÇO
X
X
X
X
X
X
Reabilitação pesada
X
X
X
Recuperação estrutural
X
X
X
TIPO DE ATIVIDADE
AUMENTO DE CAPACIDADE
AUMENTO DE ROBUSTEZ
Nova construção
X
Reconstrução
X
X
Reabilitação leve
X
X
X
Manutenção preventiva
X
X
X
Manutenção de rotina
X
Manutenção corretiva (reativa)
X
Manutenção catastrófica
X
original. O efeito cumulativo dos
O CONCEITO DA PRESERVAÇÃO DO PAVIMENTO
tratamentos de preservação sucessivos e sistemáticos é adiar a reabilitação
PAVIMENTO ORIGINAL
pesada e a reconstrução. muito bom
Manutenção Preventiva:
bom
“é uma estratégia planejada de tratamentos de baixo custo para um
Razoável
REABILITAÇÃO
sistema viário existente que preserva o sistema, retarda sua deterioração,
RUIM
e mantém ou melhora a condição funcional do sistema (sem aumentar
MUITO RUIM
significativamente a capacidade estrutural)”. Fonte: AASHTO- Comissão
tempo (anos)
Permanente em Rodovias, 1997. A manutenção preventiva é normalmente aplicada aos pavimentos em boas condições de ter uma considerável ampliação da vida útil. Como um componente importante de preservação do pavimento, a manutenção preventiva é uma estratégia de estender a vida útil através da aplicação de tratamentos de baixo custo para a superfície ou perto da superfície dos pavimentos
superfície do pavimento relacionadas com a idade, ou aumentando a espessura do pavimento para fortalecer as seções de pavimentos existentes para acomodar as condições de carga de tráfego, existentes ou projetadas. Duas subcategorias resultam dessas distinções, que estão diretamente relacionadas com a restauração ou aumento da capacidade estrutural.
Manutenção de rotina: “consiste em um trabalho planejado e executado de forma rotineira para manter e preservar a condição do sistema de rodovias ou para responder a condições e eventos específicos que afetem o nível adequado de serviço do sistema”. Fonte: AASHTO Subcomissão de Manutenção de Rodovias. A manutenção de rotina consiste
estruturalmente sólidos. Exemplos
Reabilitação Leve:
de tratamentos preventivos
“consiste de melhorias não estruturais
agendadas pelo pessoal de manutenção
feitas nas seções de pavimentos
para manter e preservar a condição
existentes para eliminar rachaduras
do sistema rodoviário em um nível
na superfície, de cima para baixo,
satisfatório de serviço. Exemplos de
que se desenvolvam em pavimentos Reabilitação do pavimento:
atividades de manutenção de rotina:
flexíveis, relacionadas com a idade,
limpeza de valas, manutenção da
“melhorias estruturais que estendem
devido à exposição ao ambiente.
sinalização, tapa-buracos, etc.
a vida útil de um pavimento existente
Devido à natureza não-estrutural de
e/ou melhoram a sua capacidade
técnicas de reabilitação menores, estes
incluem selagem de trincas, microrrevestimentos, tratamentos superficiais, entre outros.
de carga. Técnicas de reabilitação incluem tratamentos de restauração
tipos de técnicas de reabilitação são colocados na categoria de preservação
em atividades do dia- a-dia que estão
Manutenção Corretiva: As atividades de manutenção
e sobreposições estruturais “. Fonte:
do pavimento”.
corretiva são executadas em resposta ao
AASHTO Subcomissão de Manutenção
Reabilitação Pesada:
ou deficiências, que impactam
de Rodovias. Projetos de reabilitação podem
“consiste em melhorias estruturais
desenvolvimento de uma deficiência, negativamente a operação da via, a
que podem estender a vida útil de um
segurança do usuário ou a integridade
estender a vida útil de estruturas
pavimento existente e/ou melhorar a
de uma seção do pavimento.
de pavimentos existentes, quer
sua capacidade de serviço.” Fonte:
Atividades de manutenção corretiva são
restaurando a capacidade estrutural,
AASHTO Subcomissão de Definição de
geralmente reativas, e não pró-ativas, e
através da eliminação de rachaduras da
Manutenção.
são realizadas para restaurar Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
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reportagem
um pavimento a um nível aceitável de
Em muitos orçamentos dos órgãos
vídeos institucionais e pesquisas
serviço, devido a condições imprevistas.
rodoviários, as atividades de
em parceria com universidades,
Atividades como, remendo de
manutenção têm tradicionalmente
para difundir e promover a filosofia
deterioração localizada do pavimento,
ficado no final da fila na hora da
da preservação, além de capacitar
falhas de borda e/ou desniveladas
alocação dos recursos. Assim, de
profissionais e desenvolver novas
ao longo dos acostamentos, são
onde virão estes recursos? Esse
técnicas e materiais.
considerados exemplos de manutenção
financiamento é da responsabilidade
corretiva.
dos legisladores, planejadores e
Highway Research Program desenvolveu
gestores públicos. No entanto, estes
uma pesquisa que resultou num guia
indivíduos, juntamente com o público,
e programa de treinamento intitulado
precisa ser convencido de que, no caso
Comunicando o Valor da Preservação,
americano, cada dólar gasto agora
dirigido para engenheiros, planejadores
em preservação do pavimento, pode
e gestores dos órgão rodoviários, que
economizar até seis dólares no futuro,
visa conscientizá-los da importância
de acordo com pesquisa realizada
da preservação e capacitá-los a atuar
pelo Centro Nacional pela Preservação
junto aos legisladores, governantes e
do Pavimento, da Universidade de
sociedade para também conscientizá-
Michigan. É aí que reside a importância
los e influenciá-los a agir para apoiar e
queda de barreiras, etc.
de um programa de treinamento
implementar programas de preservação
abrangente para promover o sucesso
do pavimento.
Reconstrução do pavimento:
dos programas de preservação do
Manutenção catastrófica: descreve as atividades necessárias para devolver a estrada a um nível mínimo de serviço, enquanto a restauração permanente está sendo projetada e programada. Exemplos de situações que exigem atividades de manutenção catastróficas incluem deslizamentos de aterros da estrada,
é a substituição de toda a estrutura do pavimento existente por meio da colocação de estrutura de pavimento equivalente ou aumentada. Reconstrução geralmente requer a remoção completa e substituição da estrutura do pavimento existente. Pode utilizar tanto materiais novos como reciclados. A reconstrução é necessária quando um pavimento atingido um grau irrecuperável de deterioração ou tornouse funcionalmente obsoleto.
Implementando a filosofia da Preservação do Pavimento
Os Estados Unidos criaram,
Isso é feito através do treinamento e desenvolvimento das suas habilidades para identificar o público-alvo,
em 1997, um grupo de trabalho
criar uma mensagem, divulgar uma
especializado, com membros da
mensagem e fazer pesquisa de
American Association of State Highway
mercado. O foco é mudar da tradicional
and Transportation Officials - AASHTO,
abordagem reativa, o conceito do Worst
membros da indústria do asfalto e
First (o pior primeiro), ou seja, alocar
construção rodoviária e a FHWA, para
recursos onde o pavimento está em pior
fornecer orientações e assistência
estado, para uma abordagem proativa,
técnica na área da preservação
Right Treatment, Right Road, Right
do pavimento. Este grupo fornece
Time.
assessoria técnica e orientações sobre
Os resultados de todos estes
de treinamento, cursos e atividades de
esforços têm sido um aumento da
pesquisa.
consciência e dedicação à preservação
Entidades foram criadas, como
do pavimento nos órgãos rodoviários
o National Highway Institut, a
e na indústria. Vários estados estão
Pavement Preservation Fundation que,
considerando ou estabelecendo um
juntamente com a AASHTO e FHWA,
programa de preservação do pavimento
de um programa de preservação
promovem cursos, congressos, criam
e estão destinando recursos para apoiar
do pavimento é o financiamento.
ferramentas como páginas na internet,
tais iniciativas.
Um grande obstáculo na criação
8
pavimento.
O NCHRP – National Cooperative
Embora o conceito e as técnicas para a preservação do pavimento sejam universais, as ações necessárias para implementar com sucesso um programa são regionalmente dependentes. Cada órgão rodoviário precisa estabelecer seus próprios protocolos, estratégias e metodologias para produzir o retorno desejado sobre o investimento. Outra vitoria dos defensores do conceito foi que, pela primeira vez, a preservação do pavimento faz parte da legislação federal americana sobre transporte de superfície. No final de junho de 2012, o projeto de lei Moving Ahead for Progress in the 21st Century bill (MAP-21) ou Avançando para o Progresso no Século 21, que inclui os conceitos e definições da preservação do pavimento, foi aprovado pelo Congresso e sancionado pelo presidente Barack Obama. No longo prazo isso vai trazer grandes benefícios ao permitir o financiamento federal para os órgãos rodoviários governamentais, estaduais e municipais, que tentam implementar os princípios de preservação do pavimento.
A estrada à frente Além de estabelecer uma filosofia
pavimento não são projetados para aumentar a capacidade estrutural.
Pavimento é desejável: - Uma perfeita compreensão das
Por outro lado, iniciar o tratamento
atividades envolvidas na preservação
muito cedo irá resultar em gasto
do pavimento, o que, por sua vez, vai
desnecessário de fundos ou podem
levar a formação de uma ampla base
causar outros problemas no pavimento.
de apoio para manutenção preventiva/
O tempo ideal irá maximizar o
preservação pavimento.
retorno sobre o investimento de um
- Dados de desempenho do
determinado tratamento, permitindo o
pavimento integrados, incluindo os
uso mais eficiente dos recursos para
custos, benefícios e eficácia das
prolongar a vida útil do pavimento.
estratégias de manutenção preventiva.
Para determinar o tempo ideal, os
- Maior compreensão da
padrões de desempenho e índices para
necessidade de fundos especificos para
de preservação do pavimento, outras
os vários tipos de tratamento devem
a preservação do pavimento e apoio da
questões devem ser abordadas para
ser estabelecidas por meio de pesquisa
alta administração para a implantação
garantir a boa execução de um
e coleta de dados de desempenho.
do programa.
programa deste tipo. O seu sucesso é
Outra questão é o surgimento de
baseado em selecionar o tratamento
especificações relacionadas ao
procedimentos de garantia de
adequado para o pavimento certo, na
desempenho e as garantias de
controle de qualidade e materiais de
hora certa. O verdadeiro desafio está na
nível de desempenho associadas.
treinamento com o estado da prática
escolha do momento ideal para aplicar
E, finalmente, deve-se integrar a
disponiveis e acessiveis.
um tratamento.
preservação do pavimento no sistema
O tempo é o elemento pelo qual o
- Especificações de desempenho,
Seguindo esta receita os Estados
de gerência de pavimentos, para
Unidos reduziram de 48,7% em
custo-benefício é definido. Iniciar um
permitir que as autoridades rodoviárias
1997 para 20% em 2010, o índice
tratamento na estrada tarde demais,
possam gerenciar as condições do
de rodovias avaliadas como em más
ou seja, quando danos estruturais
pavimento, como parte da gestão de
condições. Devido à crise econômica
já começam a aparecer, vai resultar
suas alocações de recursos.
que o país atravessa, este número
num desempenho fraco, porque os tratamentos de preservação do
Resumindo, para a implantação de um Programa de Preservação do
cresceu nos últimos dois anos, mas manteve-se na faixa dos 20 – 25%. Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
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A visão da Europa
reportagem
Como mesmo com a União Europeia, há diferenças culturais, econômicas e históricas entre os países que a integram, fica mais difícil se ter uma visão geral. Assim, pedimos o auxílio ao engenheiro Adelino Ferreira, professor doutor da Universidade de Coimbra, Portugal. Em entrevista por e-mail, o professor Ferreira nos deu uma ideia de como é encarada a questão da conservação rodoviária em Portugal e Europa.
Transcrevemos abaixo as respostas. Mantivemos expressões e termos mais específicos na grafia do português de Portugal, para evitar erros ou alterações de sentido ou significado.
Com a tão debatida crise econômica no bloco do euro, em que condições se encontram as rodovias em Portugal e no restante da Europa? (o interesse maior é nas rodovias não privatizadas ou concedidas) As rodovias em Portugal ainda estão em muito bom estado. No relatório sobre Competitividade Global publicado pelo Fórum Económico Mundial em 2013, Portugal aparece em 4.º lugar a nível mundial em termos de qualidade das rodovias, apenas ultrapassado pela França (1.º lugar), Emirados Árabes Unidos (2.º lugar) e Singapura (3.º lugar). Desde a década de 1990 que as rodovias foram encaradas como uma prioridade, sobretudo devido ao aumento da
de autoestradas. Destes, cerca de 1700 km requerem o pagamento de portagens. No caso particular das rodovias não privatizadas ou concedidas (parte das rodovias nacionais e todas as rodovias municipais), a sua qualidade já não é tão boa. A empresa EP - Estradas de Portugal e as Câmaras Municipais têm tido algumas dificuldades em garantir um nível adequado de financiamento para a conservação e manutenção das suas rodovias. De qualquer modo, em termos gerais, a sua qualidade ainda permite a circulação em razoáveis condições de conforto e segurança.
Existem programas e/ou políticas públicas para conservação e manutenção das rodovias?
utilização de veículos automóveis. Portugal foi um dos primeiros países do Mundo a ter uma autoestrada, inaugurada em 1944, ligando Lisboa ao Estádio Nacional, posteriormente designada por Autoestrada Lisboa–Cascais (atualmente
principal missão fiscalizar e supervisionar a gestão e
designada por A5). Atualmente, a rede de autoestradas
exploração da rede rodoviária, controlando o cumprimento
portuguesas é bastante desenvolvida e percorre quase todo
das leis e regulamentos e dos contratos de concessão e
o território numa extensão total de aproximadamente 3000
subconcessão. O InIR é que definiu toda a normalização
km. Há ainda os Itinerários Principais (IP) e os Itinerários
relativa a indicadores de qualidade de pavimentos,
Complementares (IC) que podem ser constituídos por
materiais para pavimentação, ligantes betuminosos,
autoestradas, vias rápidas (estrada destinada apenas a tráfego
agregados, etc.
motorizado, com cruzamentos desnivelados e de acesso
10
Em Portugal, até 2012, existia o Instituto de Infraestruturas Rodoviárias, I.P. (InIR) que tinha como
Atualmente, o InIR encontra-se em processo de
restrito a nós de ligação) e estradas nacionais. O país tem
integração, por fusão, no Instituto da Mobilidade e dos
cerca de 82900 km de rede de estradas, dos quais 71294
Transportes, I.P. (IMT), que passou a ter por missão, além
km são pavimentados e 2613 km fazem parte de um sistema
de outras, regular e fiscalizar o setor das infraestruturas
rodoviárias e supervisionar e regulamentar a sua execução,
de concedente passou a ser ocupada pela EP - Estradas de
conservação, gestão e exploração.
Portugal, S. A.), tem todo o interesse em prever o ano em
Com a aprovação do Decreto-Lei n.º 110/2009 de
que deixará de o cumprir relativamente a algum parâmetro
18 de Maio, no âmbito dos contratos de concessão, as
para intervir antecipadamente da forma mais económica
concessionárias passaram a ter que submeter ao InIR,
de modo a que cumpra efetivamente, quando chegar o
um Plano de Controlo de Qualidade (PCQ) e um Manual
momento de efetuar a correspondente inspeção. O não
de Operação e Manutenção (MOM). Estes documentos,
cumprimento pode levar à aplicação de multas contratuais,
principalmente o primeiro, vieram impor a revisão de
cujo montante global varia, em função da gravidade da
alguns Sistemas de Gestão de Infraestruturas Rodoviárias
falta, entre € 5000 e € 100000, ou multa diárias que
(SIGIR), já que passou a ser muito importante acompanhar
variam entre € 500 e € 5000.
a evolução de cada parâmetro de estado das infraestruturas
Em Portugal, existem também contratos de
rodoviárias. Por exemplo, os SIGIR devem considerar um
conservação baseados em indicadores de desempenho,
modelo de previsão do comportamento dos pavimentos
principalmente relativamente à conservação corrente,
para cada parâmetro de estado para que permitam definir
estabelecidos entre os operadores rodoviários e empresas
as intervenções de conservação e reabilitação de modo
privadas de construção e conservação de rodovias. Neste
a que a concessionária cumpra os valores definidos
tipo de contratos, uma das componentes mais importantes
no PCQ em cada ano do período da concessão. Uma
é a definição dos valores dos parâmetros de estado que
determinada concessionária, além das inspeções aos
as infraestruturas rodoviárias terão que respeitar ao longo
pavimentos a efetuar anualmente para demonstrar o
dos anos. Em nível de rodovias municipais, existem alguns
cumprimento do PCQ junto do InIR e do concedente (o
casos de aplicação destas metodologias, mas ainda de
Estado; nos contratos de subconcessão a posição jurídica
forma pouco representativa.
Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
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reportagem Na área da pesquisa e desenvolvimento, tanto na indústria como nas Universidades, o que está sendo trabalhado em Portugal e na Europa em termos de conservação e manutenção? Técnicas, materiais, equipamentos, etc.
trabalhar e que já permitiu obter bons resultados. Outra área de pesquisa corresponde à construção sustentável de infraestruturas rodoviárias. É necessário cada vez mais reduzir, reutilizar e reciclar os resíduos, transformando-os em novos produtos ou matérias-primas de forma a diminuir a sua quantidade, poupar energia e recursos naturais. Ou seja, incrementar a construção
Tanto em Portugal como nos restantes países da Europa
12
sustentável de infraestruturas rodoviárias diminuindo os
estão em desenvolvimento muitos projetos em termos de
seus impactes ambientais. De acordo com o Decreto – Lei
conservação e reabilitação de rodovias. Vou apenas referir
n.º 46/2008, de 12 de Março, os Resíduos da Construção
alguns dos que considero mais importantes.
e Demolição (RCD) podem ser utilizados como agregados
Com os avanços tecnológicos que decorreram nos últimos
reciclados grossos em concreto de ligantes hidráulicos, em
anos em termos de hardware e velocidade de processamento,
aterros e camadas de leito de infraestruturas de transporte,
está a ser possível desenvolver ferramentas capazes
em agregados reciclados para camadas não ligadas de
de aperfeiçoar o dimensionamento das infraestruturas
pavimentos e em misturas betuminosas a quente em
rodoviárias. Por exemplo, o Manual de Projeto de Pavimentos
central. Têm vindo a ser elaborados estudos de modo à
para a Rede Rodoviária Nacional, apesar de considerar um
por em prática estas possibilidades de modo a evitar ou
período de dimensionamento de 20 anos para pavimentos
reduzir os efeitos negativos sobre o ambiente da deposição
flexíveis, refere a importância de ser efetuada uma análise
de resíduos em aterro, quer à escala local, em especial a
económica para um período não inferior a 40 anos de modo
poluição das águas superficiais e subterrâneas, do solo e da
a comparar diferentes soluções do ponto de vista dos custos
atmosfera, quer à escala global, em particular o efeito de
globais para a escolha final da estrutura do pavimento de
estufa, bem como quaisquer riscos para a saúde humana,
uma determinada rodovia. É dito, ainda, que nessa análise
cumprindo o estipulado no Decreto-Lei n.º 183/2009, de
económica devem entrar os seguintes custos: o custo inicial
10 de Agosto e ainda reduzindo o consumo de energia.
de construção; os custos de conservação ao longo do período
O Decreto-Lei n.º 111/2001, de 6 de Abril, estabelece a
de análise; os custos para os usuários dessa estrada ao longo
proibição da combustão de pneus usados sem recuperação
do período de análise; e o valor residual do pavimento no
energética, bem como da sua deposição em aterro, indicando
fim do período de análise. Esta é uma área em que se está a
a possibilidade da sua utilização em trabalhos de construção
de dimensionamento de pavimentos da American Association of State Highway and Transportation Officials. Estes modelos são fundamentais para a análise dos custos no ciclo de vida das infraestruturas rodoviárias. A maior dificuldade no civil e obras públicas. O granulado de borracha resultante da
desenvolvimento destes modelos consiste na captação das
reciclagem de pneus usados pode ser utilizado nas misturas
contribuições relativas dos vários fatores e suas interações,
betuminosas para pavimentação, modificando previamente o
mantendo os erros de previsão dentro de intervalos aceitáveis.
betume (via húmida), ou diretamente na mistura betuminosa
Outra área de pesquisa corresponde ao desenvolvimento
(via seca). Isto vai de encontro ao conteúdo do Despacho
de modelos de custos para os usuários que tenham em
n.º 4015/2007, de 2 de Março, onde é referido que os
consideração a qualidade das infraestruturas. A importância
organismos públicos responsáveis por empreitadas de
da inclusão dos custos para os usuários já foi genericamente
construção, reabilitação ou manutenção de infraestruturas
reconhecida pelas instituições reguladoras do sector
rodoviárias devem prever nos cadernos de encargos a
rodoviário. No entanto, a sua inclusão na análise dos custos
utilização, em pavimentos, de misturas betuminosas
no ciclo de vida das infraestruturas ainda não tem o consenso
com incorporação de betumes modificados com borracha
dos operadores rodoviários. Alguns argumentam que estes
provenientes da reciclagem de pneus em fim de vida. Estas
custos não são retirados dos seus orçamentos, logo não
misturas utilizadas em camadas de desgaste de pavimentos
devem ser incluídos na análise dos custos no ciclo de vida
permitem a redução do ruído do tráfego e o aumento da
das infraestruturas. Outros, pelo contrário, argumentam
segurança rodoviária por via do incremento do atrito e
que os contribuintes pagam todos os custos inerentes
consequentemente a redução da distância de travagem. A
ao transporte rodoviário, logo todos os custos devem ser
redução, a reutilização e a reciclagem dos resíduos permite
incluídos. O que se verifica é que os custos para os usuários
atenuar a Pegada Ecológica de Portugal pela diminuição do
são enormes para trechos rodoviários com elevados volumes
consumo de matérias-primas naturais, pela diminuição dos
de tráfego, contribuindo maioritariamente para o valor dos
volumes de resíduos transportados a depósito, permitindo
custos totais no ciclo de vida das infraestruturas. Assim, para
que estes tenham uma maior vida útil, pela diminuição do
reduzir os custos totais é necessário manter as infraestruturas
consumo de energia utilizada na produção de matérias-primas
com elevados níveis de qualidade, o que só se consegue
e pela redução da poluição ambiental.
fazendo intervenções fortes, tendo como consequência
Outra área de pesquisa corresponde ao desenvolvimento
elevados custos de conservação. Esta é uma das razões pelas
de modelos de previsão do comportamento das infraestruturas
quais muitos operadores rodoviários não consideram os custos
rodoviárias para cada parâmetro de estado, com a
para os usuários. A este respeito, a Associação Mundial
separação dos efeitos do tráfego, dos fatores climáticos
de Estradas (PIARC) publicou num dos seus relatórios o
e da interação entre tráfego e fatores climáticos. Nesta
seguinte: for every dollar not invested in road maintenance,
área, pouco foi feito em Portugal. Em nível internacional
road users waste three dollars on extra transport costs,
também existem poucos modelos deste tipo disponíveis.
and roads must still be repaired. Isto significa que são os
Os mais importantes são os modelos utilizados no Highway
usuários que pagam a falta de investimento na qualidade das
Development and Management Model - HDM-4 e no Manual
infraestruturas rodoviárias. Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
13
reportagem
Outra área de pesquisa corresponde à análise dos custos no ciclo de vida dos pavimentos para períodos
para a Rede Rodoviária Portuguesa já refere a importância
iguais ou superiores a 40 anos. Os argumentos para não
de ser efetuada uma análise económica para um período não
se considerarem períodos de planeamento longos são
inferior a 40 anos de modo a comparar diferentes soluções
os seguintes: utilizando a análise de custos a preços
do ponto de vista dos custos globais para a escolha final da
correntes, os custos ou benefícios para além deste período
estrutura do pavimento de uma determinada estrada. Nesta
são insignificantes; os erros de previsão, especialmente
linha de pesquisa já foram realizados em Portugal estudos
do tráfego, são muito significativos. Alguns investigadores
para um período de análise de 40 anos tendo-se obtido
argumentam que devem existir duas análises de custos:
resultados interessantes.
uma para um período de planeamento de médio prazo, por exemplo, 20 anos; e outra para um período de planeamento de longo prazo (por exemplo, 40 ou 60 anos), que tenha em conta os seguintes aspetos: a disponibilidade futura de recursos para a conservação; o número de vezes que os materiais podem ser reciclados; os impactos ambientais produzidos pelos produtos não recicláveis, etc. Esta segunda análise também pretende ter em consideração a exigência crescente por parte dos operadores rodoviários para se conseguirem pavimentos com uma vida útil mais longa. Isto pode ser conseguido através da utilização de novas tecnologias, de novos materiais, de melhor controlo de qualidade da construção, etc. Um estudo efetuado pela Federal Highway Administration (FHWA) concluiu que a utilização da tecnologia Superpave, como forma racional de estabelecer a mistura betuminosa mais adequada para uma determinada camada de um pavimento, pode aumentar a vida útil de uma camada de betão betuminoso em 25%. O termo pavimentos perpétuos tem sido utilizado pela Asphalt Pavement Alliance para descrever pavimentos que
14
da camada de desgaste. O Manual de Projeto de Pavimentos
Para finalizar, outra área de pesquisa importante corresponde ao desenvolvimento de um Sistema de Gestão Integrada dos Ativos Rodoviários (SIGIAR) que considere todas as componentes das infraestruturas rodoviárias, nomeadamente os pavimentos, as obras-de-arte, os túneis, os dispositivos de drenagem, as guardas de segurança, a sinalização horizontal e vertical, o equipamento de vigilância, etc. Este é um objetivo difícil de concretizar já que a integração dos vários sistemas de gestão implica estabelecer a comunicação entre os vários intervenientes. Em Portugal, a experiência tem demonstrado grandes dificuldades de coordenação entre os departamentos ou divisões que efetuam a gestão dos vários tipos de componentes das infraestruturas rodoviárias. Considera-se que o Sistema de Gestão de Pavimentos deve ser o primeiro sistema a desenvolver, porque os pavimentos representam a maioria dos custos das infraestruturas rodoviárias e porque o conhecimento sobre este tipo de sistemas está numa fase mais avançada. Posteriormente, deverá passar-se para o desenvolvimento
permanecem ao longo do tempo com suficiente qualidade
dos sistemas de gestão das restantes componentes e a sua
estrutural, necessitando apenas de conservação periódica
integração num sistema de gestão mais global.
Nos Estados Unidos não se fala mais em conservação e sim em preservação, tentando conscientizar a sociedade para que pressione os governos a cuidar das rodovias. Existe algo parecido em Portugal ou na Europa? Em Portugal e na Europa, principalmente nas Universidades, já se fala há mais de 10 anos na importância da utilização de políticas de conservação preventiva em detrimento de políticas de conservação corretiva. No entanto, para se considerar políticas de conservação preventiva, que têm como consequência a aplicação de intervenções de conservação preventivas nas rodovias, é necessário, no mínimo, ter disponíveis bons modelos de previsão do comportamento dos pavimentos, assim como modelos de previsão do comportamento das restantes componentes das rodovias. É este tipo de modelos que permite efetuar,
das habituais intervenções corretivas que são adoptadas quando os pavimentos já se encontram em muito mau estado, permitiria poupar bastante em termos de custos para as administrações rodoviárias. Um destes estudos, aplicado a uma rede rodoviária considerando um período de 20 anos, permitiu concluir que a execução das intervenções preventivas de conservação, em detrimento da execução das habituais intervenções corretivas, permitiria poupar 15,7% em termos de custos para a instituição gestora da rede. Este valor ainda podia ser maior porque alguns trechos rodoviários já não permitiam intervenções preventivas devido à sua má qualidade estrutural. Tal como acontece noutros sectores, intervir quando as patologias já se encontram num estado muito avançado origina maiores custos e menor eficácia dos tratamentos. Já a sabedoria popular o diz: “mais vale prevenir do que remediar” ou “an ounce of prevention is worth a pound of cure” (ditado popular americano).”
por exemplo, uma análise dos custos no ciclo de vida das rodovias, e assim determinar o ano e o tipo de intervenção preventiva mais adequado para aplicação a cada trecho rodoviário. Alguns estudos efetuados em Portugal demonstraram que o recurso a intervenções preventivas de conservação dos pavimentos rodoviários, em detrimento
Para saber mais: www.pavementpreservation.org www.fhwa.dot.gov/pavement/pres.cfm www.fp2.org www.savemyroad.com
Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
15
comunicação técnica
Tratamento superficial com Asfalto-Borracha
O objetivo deste trabalho é estudar todas as etapas e características executivas que envolvem a aplicação do Tratamento Superficial com Asfalto-Borracha, visando contribuir na homologação e habilitação do referido serviço como mais uma opção de camada asfáltica a ser executada em larga escala no país.
José Antonio Antosczezem Junior
Engenheiro Químico - Greca Asfaltos
introdução A aplicação de Tratamentos Superficiais com Asfalto Borracha (TS-AB) consiste de uma técnica originária dos Estados Unidos e amplamente difundida em outros países, como Austrália, Portugal, China e, principalmente, África do Sul. As primeiras aplicações em larga escala desse tipo de técnica datam da década de 70 nos Estados Unidos e início da década de 80 na África do Sul, que utilizando a escola americana como modelo, desenvolveu especificações e procedimentos próprios de análises dos materiais empregados, técnicas de aplicação e controle de qualidade. Adaptando a técnica às suas condições climáticas,
Essas características despertaram o interesse de engenheiros e técnicos rodoviários em aplicar essa tecnologia do Brasil. Não só pela similaridade econômica e geográfica de nosso país com a África do Sul, mas também pelo fato de que a mesma vem ao encontro da maioria de soluções próprias às patologias que se apresentam em nossas rodovias.
onde aplicar o tratamento superficial com asfalto-borracha? Geralmente a indicação de utilização desta técnica se dá em pavimentos trincados por oxidação, as quais necessitam de uma membrana antirrefletora de trincas. Dois tipos de
geológicas e de tráfego, a África do Sul se tornou uma
técnicas podem ser adotadas em combate ao trincamento,
referência na utilização de TS-AB como revestimentos
ambas em rodovias de alto tráfego:
asfálticos em rodovias de alto tráfego. A eficiência do TS-AB
a) Aplicação de Tratamento Superficial Duplo com Asfalto-
pode ser comprovada pela Figura 1, onde se pode notar a
Borracha e manutenção do mesmo como camada final de
forma conservada do Asfalto-Borracha, mantendo ainda as
rolamento, conhecida como SAM (Stress Absorver Membran).
suas características após oito anos da aplicação.
Serviço geralmente realizado sobre plataformas com trincas menos severas, tipo FC1 e FC2 sem erosão de bordo; b) Aplicação de Tratamento Superficial Simples ou Duplo com Asfalto-Borracha e posterior aplicação de capa asfáltica, geralmente, Concreto Asfáltico Usinado a Quente (CAUQ) com Asfalto-Borracha ou Asfalto Modificado por Polímeros ou até mesmo o Microrrevestimento Asfáltico a Frio. O TS-AB atua neste caso como um SAMI (Stress Absorver Membran Interlayer), atuando na selagem e impermeabilização do pavimento, além de promover a diminuição da energia provocada pela ação do tráfego junto às trincas da camada inferior ao tratamento.
Figura 1 - TS-AB aplicado em rodovia na África do Sul (em detalhe o comportamento do Asfalto-Borracha após 8 anos da aplicação). 16
No segundo caso descrito acima, mediante a melhoria do ligante asfáltico através da adição de pó moído de
Figura 2 - Pré-envolvimento do agregado com CAP 50/70.
borracha de pneus que proporciona a ele alta viscosidade,
d) Em cada camada, o tamanho dos agregados deve ser
menor susceptibilidade térmica e poder de retorno elástico
o mais uniforme possível (condição homométrica), isto é, os
significativo, é possível postergar a segunda fase de
agregados devem tender a um só tamanho. As granulometrias
restauração da via, deixando esse tratamento exposto ao
dos materiais devem respeitar os limites apresentados nas
tráfego por um longo período (até o próximo investimento).
Tabelas 1 e 2, para Tratamentos Superficiais Simples e
Este modelo de investimento é denominado de restauração
Duplos como Asfalto-Borracha, respectivamente.
por etapas.
Tabela 1 - Limites de granulometria dos agregados para o Tratamento Superficial Simples com Asfalto-Borracha (TSS-AB).
componentes do tratamento superficial com asfalto-borracha
PENEIRA
TOLERÂNCIAS DA FAIXA DE PROJETO
FAIXAS
Pol.
mm
A
B
1
25,4
-
-
-
+- 7
3/4
19,1
100
-
-
+- 7
Agregado O agregado para o TS-AB deve atender as exigências já
% PASSANDO, EM PESO C
pré-estabelecidas em outros tipos de serviços de tratamentos
1/2
12,7
85-100
100
100
+- 7
3/8
9,52
0-30
85-100
85-100
+- 7
superficiais que utilizam emulsão asfáltica ou asfaltos a
1/4
6,35
0-5
0-30
-
+- 5
quente convencionais. Em resumo são: a) Os agregados devem ser constituídos por fragmentos de rocha britada, duros, limpos e duráveis. Livres de partículas lamelares ou alongadas (a forma deve ser a mais cúbica possível), macias ou de fácil desintegração e de outras substâncias ou contaminações prejudiciais; b) Para o agregado retido na peneira nº. 10, a percentagem de desgaste no ensaio de abrasão Los Angeles (DNER-ME 35/98) deve ser igual ou inferior a 40% (preferencialmente abaixo de 30%); c) Quando submetidos à avaliação da durabilidade com solução de sulfato de sódio, em cinco ciclos, pelo método
Nº4
4,75
-
0-5
10-30
+- 5
Nº10
2,00
-
0
0-10
+- 5
Nº40
0,42
-
0
-
-
Nº200
0,075
0-1
0-1
0-2
+- 2
Tabela 2 - Limites de granulometria dos agregados para o Tratamento Superficial Duplo com Asfalto-Borracha (TSD-AB). PENEIRA
% PASSANDO, EM PESO DUPLO A
DUPLO B
TOLERÂNCIAS DA FAIXA DE PROJETO
Pol.
mm
1º CAM
2º CAM
1º CAM
1
25,4
100
-
100
-
+- 7
3/4
19,1
85-100
-
90-100
-
+- 7
1/2
12,7
0-30
100
20-45
100
+- 7
3/8
9,52
0-5
85-100
0-10
85-100
+- 7
2º CAM
DNER-ME 89/94, os agregados utilizados devem apresentar
1/4
6,35
-
0-30
-
-
+- 5
perdas iguais ou inferiores aos seguintes limites:
Nº4
4,75
-
0-5
0-5
10-30
+- 5
Nº10
2,00
-
-
-
0-10
+- 5
Nº40
0,42
-
-
-
-
-
Nº200
0,075
0-1
0-1
0-1
0-1
+- 2
- Agregado graúdo: 12 %; - Agregado miúdo: 15%.
Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
17
comunicação técnica
Em serviços de Tratamentos Superficiais com Asfalto-
a ligantes modificados, já vem estudando a tecnologia
Borracha para que a adesão entre ligante asfáltico e a face do
do Asfalto Borracha e hoje já existem especificações de
agregado aconteça de forma eficaz, faz-se necessário que o
serviço desta técnica nos DERs do Paraná, Santa Catarina
agregado esteja isento de pó e umidade. Sendo assim, para o
e São Paulo. A especificação da ANP (Agência Nacional
TS-AB há a necessidade da realização de um préenvolvimento
de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis) foi a 1ª de
(pre-coating) do agregado com uma emulsão asfáltica
abrangência nacional, publicada no dia 26 de dezembro
especial, asfalto convencional ou asfalto diluído, antes da
de 2008 no Diário Oficial da União (DOU). A especificação
aplicação. Tal procedimento tem como função primordial a
do DNIT para Asfaltos-Borracha (DNIT 111/2009- EM) de
neutralização da ação do pó presente nas faces de cada grão
setembro de 2009 é a norma mais recente criada no país,
ou partícula de agregado.
também com abrangência em todo território nacional. A
O pré-envolvimento pode ser feito, preferencialmente,
seguir, na Tabela 3, são apresentadas as características
em usinas de PMF (Pré-Misturado a Frio) ou em betoneiras,
técnicas do Asfalto-Borracha indicado para serviços de
no caso do uso da emulsão asfáltica ou do asfalto diluído,
tratamento superficial.
ou ainda em usina de CAUQ, no caso do pré-envolvimento
O Asfalto-Borracha para serviços de tratamento
com asfalto convencional (CAP 50/70), que dentre todos é
superficial (simples e duplo) deve ser um produto
o ligante asfáltico mais indicado. A taxa de ligante asfáltico
especialmente desenvolvido para estas aplicações, além de
para adequado envolvimento pode variar entre 0,5 a 1,5%
atender da melhor forma possível as necessidades brasileiras
em peso sobre o total de agregado. A Figura 2 mostra um
de logística de obras de pavimentação. Portanto, deve ser
exemplo do préenvolvimento do agregado.
estocável (seguindo critérios de controle de temperatura e
Para aplicação do tratamento superficial na pista os
agitação durante sua armazenagem) e totalmente estável,
agregados após o envolvimento com a emulsão ou asfalto
com uma variação mínima dos seus índices de viscosidade,
diluído devem estar secos e o valor recomendável de material
o que facilita muito as condições de aplicação em campo.
passante na peneira nº200 deverá ser inferior a 0,5%.
A viscosidade alta e constante é fator fundamental para a garantia de uma película de contato uniforme, responsável
Asfalto-Borracha para Tratamento Superficial O Asfalto-Borracha é um ligante asfáltico especial produzido através da incorporação de borracha moída de pneus inservíveis ao asfalto convencional proveniente de refinarias (Cimento Asfáltico de Petróleo - CAP). Sob aquecimento e agitação, a borracha é misturada ao CAP, em reatores específicos. O processo modifica as características físico-químicas do asfalto, dando origem a um asfalto modificado com melhores características, com valores de viscosidade, ponto de amolecimento e capacidade elástica bem mais elevada que o asfalto convencional. A incorporação de borracha de pneus inservíveis em revestimentos asfálticos de pavimentos rodoviários e urbanos tem sido empregada há algumas décadas no exterior. Podemos citar aplicações importantes no Canadá, Portugal, Austrália, África do Sul e principalmente nos Estados Unidos da América. Pesquisas e aplicações de inúmeras técnicas utilizando o Asfalto-Borracha é uma realidade inconteste nos estados americanos do Arizona, Califórnia e Flórida. Trata-se de uma alternativa eficiente de se incorporar os benefícios dos polímeros e agentes antioxidantes presentes na borracha de pneu ao ligante asfáltico. Os órgãos públicos, sensíveis ao avanço tecnológico corrente nas obras rodoviárias, particularmente no tocante 18
pela aderência dos agregados e o preenchimento dos vazios do Tratamento Superficial de forma única e excepcional. O Asfalto-Borracha possui também um alto poder de adesividade e retorno elástico, fatores estes, que aliados à alta viscosidade, tornam este ligante asfáltico bem menos susceptível a variações de temperatura e diminuem de forma significativa o índice de rejeito dos agregados provenientes das camadas do Tratamento Superficial. Além de aumentar de forma significativa o tempo de vida útil do Tratamento Superficial aplicado. Na África do Sul existem Tratamentos Superficiais Simples (TSSAB) com mais de 10 anos e Tratamentos Superficiais Duplos com Asfalto Borracha (TSDAB) com mais de 15 anos em ótimo estado de conservação. Devido ao seu alto valor de borracha incorporada e consequentemente, alta viscosidade, sua aplicação, ou melhor, espargimento, se dá a temperaturas acima de 180ºC e deve ser realizada em veículo-espargidor apropriado.
aplicação do tratamento superficial com asfalto-borracha Os Tratamentos Superficiais com Asfalto Borracha (TSAB) podem ser do tipo Simples (TSS-AB) ou Duplo (TSD-AB). Para a aplicação do ligante asfáltico utiliza-se um caminhão-distribuidor especialmente projetado para o
espargimento de ligantes asfálticos de alta viscosidade. Este equipamento deve possuir alta capacidade térmica e de pressão, ser munido de maçaricos para manutenção da
Tabela 3 - Características técnicas do Asfalto-Borracha para serviços de Tratamento Superficial. ENSAIO
NORMA
ASFALTOBORRACHA PARA TRATAMENTO SUPERFICIAL 30-70
Penetração (25ºC, 100g, 5 segundos), 0,1 mm
NBR 6576
temperatura de trabalho do Asfalto-Borracha,
Ponto de Amolecimento, mín., ºC
NBR 6560
57
bem como uma mini caldeira de óleo térmico
Viscosidade Brookfield (175ºC, 20 rpm, splindle 3), cP
NBR 15529
2200-4000
Ponto de Fulgor, mín., °C
NBR 11341
235
acoplada, para aquecimento do sistema de circulação e espargimento do ligante asfáltico. Definidas as taxas, em laboratório, do ligante asfáltico e do(s) agregado(s) que compõe(m) a(s) camada(s). Aplica-se
Recuperação Elástica Torciômetro, (25ºC), mín, %
NLT-329
55
Recuperação Elástica Ductilômetro (25ºC, 10 cm), mín., %
NBR 15086
55
Estabilidade à Estocagem, máx., °C
NBR 15166
9
ENSAIOS NO RESÍDUO DO RTFOT
primeiramente o ligante asfáltico (Figura 3),
Variação de Massa do RTFOT, máx., %
NBR 15235
1,0
Variação do Ponto de Amolecimento, máx., °C
NBR 6560
10
o que caracteriza um Tratamento Superficial
Porcentagem da Penetração Original, mín. %
NBR 6576
55
% da Recuperação Elástica Original, (25ºC, 10 cm) mín. %
NBR 15086
100
Invertido. Existem dois modos de execução do TS-AB que varia conforme o equipamento utilizado, ambos estão descritos nos itens abaixo:
Execução com equipamento exclusivo para espargimento do Asfalto-Borracha Nesta configuração, o espargidor de asfalto possui capacidade de armazenamento de 15 ton e foi especialmente projetado
Figura 3 - À esquerda foto do equipamento espargidor do Asfalto Borracha e à direita foto de aplicação da 1ª camada de Asfalto-Borracha a 185ºC com o referido equipamento.
para distribuir o Asfalto-Borracha a altas temperaturas (entre 180 a 190°C), conforme mostra a Figura 3. Em seguida aplica-se a 1ª camada de agregados (Figura 4), imediatamente promovese a rolagem com rolo chapa tipo tandem e/ ou pneumáticos, o número de passadas e a sequência de entrada dos rolos dependem das condições de pista, taxa e qualidade do agregado. Após a rolagem o excesso de material deve ser varrido conforme mostra a Figura 5. Sendo o serviço Tratamento Superficial Simples a aplicação se dá por encerrada. No caso do serviço ser de Tratamento Superficial Duplo, aplica-se a 2ª camada de Asfalto-
Figura 4 - Distribuição do agregado sobre a camada de Asfalto-Borracha aplicada.
Borracha. Em seguida é aplicada a 2ª camada de agregados, que devem preencher os vazios deixados pelos agregados da primeira. Depois, é executada a rolagem, preferencialmente, por rolos pneumáticos. Por fim é realizada a varrição do excesso de agregado da 2ª camada aplicada, em processo semelhante ao já realizado após a aplicação da primeira camada.
Figura 5 - Rolagem e varrição do excesso de agregado. Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
19
Execução com equipamento multiditribuidor especial para Asfalto-Borracha (ligante asfáltico e agregados distribuídos pelo mesmo equipamento)
comunicação técnica
Com capacidade de armazenamento de 5 ton de ligante asfáltico e cerca de 20 m³ de agregado, o multidistribuidor aplica ambos os componentes do TS-AB simultaneamente (Figura 6) gerando mais praticidade a agilidade à aplicação. Além de possibilitar a aplicação do agregado sobre o AsfaltoBorracha à alta temperatura, contribuindo para uma melhor adesão do agregado ao ligante asfáltico. Logo após a aplicação, se o serviço for um TSS, basta rolar e varrer o excesso de agregado. Caso o serviço seja um TSD, uma nova camada de agregado com menor diâmetro nominal e AsfaltoBorracha deve ser aplicada seguindo as taxas estabelecidas em projeto. Ao final procede-se com a compactação e varrição conforme já descrito no item acima. A Figura 7 apresenta a aparência final de Figura 6 - Acima equipamento multidistribuidor de Asfalto-Borracha e agregado. Abaixo, aplicação sendo realizada com o equipamento.
um TSD com Asfalto-Borracha logo depois da finalização do serviço, após um mês e um ano de sua aplicação.
conclusão O Tratamento Superficial com AsfaltoBorracha, sendo ele simples ou duplo, apresentase como mais uma alternativa importante e de alto desempenho na restauração de pavimentos. APARÊNCIA DO SERVIÇO FINAL
DETALHE DA TEXTURA DO TSD-AB
Trata-se de uma tecnologia de baixo custo quando comparada a serviços de CAUQ, que alia simplicidade e praticidade executiva a um pavimento de alto desempenho, atuando significativamente contra o trincamento precoce e a formação de deformações permanentes no pavimento. Além de minimizar os problemas ambientais gerados pelos pneus inservíveis descartados no meio-ambiente. O resultado final é um pavimento seguro, onde efeitos como a aquaplanagem são menos
1 ANO APÓS A APLICAÇÃO
1 MÊS APÓS A APLICAÇÃO
Figura 7 - No sentido horário começando pela foto no alto á esquerda: aparência final logo após a aplicação, detalhe da textura do pavimento executado, aparência após 1 mês da aplicação e o visual do TSD com Asfalto-Borracha após 1 ano da aplicação. 20
recorrentes devido à percolação superficial da água na macrotextura do Tratamento Superficial. Além de possibilitar boa frenagem, diminuição de spray em dias chuvosos e durabilidade superior a maioria dos serviços de manutenção asfáltica executados atualmente.
1. Impacto de 8´000kj contido com sucesso
1
2
2. Copacabana, RJ 3. Botafogo RJ
Recorde Mundial: impacto de 20 toneladas métricas à 103km/h contido! 3
A nova barreira para queda de rochas modelo GBE-8000A estabeleceu novo recorde mundial em teste realizado em Outubro,2011 no campo de testes verticais em Wallenstadt na Suíça. Teste certificado realizado e resultados certificados obtidos de acordo com a norma do ETAG 027 : • 8,000kj de energia de impacto • 8.5 metros de deflexão da barreira • 85% de altura residual da barreira
A barreira modelo GBE-8000A protege contra queda de grandes blocos de rocha que produzem altas cargas de energia cinética, são aplicáveis onde as barragens de retenção não são possíveis e excedem a capacidade de absorção da maioria das galerias de concreto. Assista ou escaneie o filme do teste em: www.geobrugg.com/GBE-8000A
Geobrugg AG Geohazard Solutions Rua Visconde de Pirajá, 82 sl.606 Ipanema - Rio de Janeiro • 22410-003 Fone: +55 21 3624.1449 Cel: +55 21 9979.1288 info@geobrugg.com • www.geobrugg.com
ity Swiss Qual Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
21
trabalhos técnicos
Implantação de um sistema de pesagem em movimento em alta velocidade na rodovia BR-290/RS, Free Way, para estudo de espectro de cargas comerciais rodantes Lélio A. T. Brito, Jorge A. P. Ceratti1, Washington P. Núñez, André Bock Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Laboratório de Pavimentação PPGEC/UFRGS
Thiago Vitorello, Fábio Hirsch, Fernando Cronst, Rogério Cezimbra Concessionária da Rodovia Osório-Porto Alegre CONCEPA
Marisa Dagmar Tiefensee, Haroldo Augusto Novis Matta Agência Nacional de Transportes Terrestres
ANTT/URRS
INTRODUÇÃO A demanda pelo conhecimento do espectro de cargas rodantes no país é crescente, tanto pelas questões de regulamentação e fiscalização das vias quanto pela demanda de um adequado gerenciamento dos pavimentos que sofrem com as sobrecargas. A pesagem em movimento através de sistemas tipo Weigh-in-Motion (WIM) é uma poderosa ferramenta para conhecimento deste espectro de cargas uma vez que consegue monitorar a rodovia constantemente na sua velocidade operacional e nas várias faixas de tráfego. Este estudo fez a seleção de um sistema de pesagem em movimento em alta velocidade, realizou a sua calibração e testes preliminares no simulador de tráfego linear DAER/UFRGS e instalou um conjunto piloto de sensores no km 72 da Pista Sul da rodovia BR-290/RS, no trecho sob Concessão da Concessionária da Rodovia Osório-Porto Alegre, através um estudo realizado com apoio da Agência Nacional de Transportes Terrestres - ANTT. Este artigo relata a experiência e resultados obtidos com a instalação do sistema que tem por objetivo principal estudar o espectro de carga que hoje roda naquela rodovia, analisando as cargas de eixos dos veículos comerciais fazendo a classificação qualitativa e quantitativa do espectro de cargas. Foram instalados sensores na configuração de duas linhas de sensores piezoelétricos com um laço magnético para classificação dos veículos em duas das três faixas de tráfego de uma das pistas da rodovia. A calibração realizada tanto com o simulador de tráfego quanto na rodovia demonstraram estabilidade de leituras com níveis de precisão próximos de 90%. O sistema encontra-se em funcionamento com coleta permanente de dados para estudo classificatório das cargas rodantes naquele segmento. 22
A presente pesquisa apresenta a implantação de um sistema de pesagem em movimento cujo principal objetivo é estudar a composição do espectro de cargas da frota de veículos comerciais rodantes na BR 290/RS – Free Way. Esta pesquisa apresenta um caráter inovador, apesar de já haver alguns estudos desenvolvidos acerca da pesagem em movimento, não se teve acesso a informação de que haja no Brasil uma implantação plenamente funcional para o propósito de análise do amplo espectro das cargas rodantes nas rodovias brasileiras. A grande diferença para o tipo de equipamento a que esta proposta de pesquisa se propõe estudar está no fato de que a instalação não só apenas não ocorre em uma área de balança, mas também opera à velocidade operacional da via, no caso da BR-290:110 km/h. A pesagem na velocidade operacional da via permite um constante monitoramento do tráfego, viabilizando futuramente uma completa investigação dos eixos de cargas dos veículos que trafegam na rodovia (100% dos veículos) além de proporcionar economia do custo de transportes (evitando longas filas para pesagem – balanças fixas). No Brasil, assim como nos principais países desenvolvidos, os sistemas de pesagem WIM são um enorme potencial, pois permitem a fiscalização dos veículos diretamente no fluxo normal do tráfego da rodovia com as velocidades praticadas e sem necessitar de manobras de frenagem e aceleração, além do custo de implantação de um sistema ser relativamente baixo, quando comparado com os postos de pesagem existentes. A constante mudança nos veículos no país, associado à crescente demanda de transporte de cargas, apresenta-se como um novo cenário bastante diferente daquele há alguns anos atrás. Neste contexto surge a importância do conhecimento do espectro de cargas rodantes em nossas rodovias e sua conformidade com a legislação em relação às cargas reais transportadas (controle de sobrepeso).
A não conformidade acarreta em consequências
chamados para uma pesagem estática ou de baixa velocidade
negativas bastante relevantes no que tange a vida útil dos
com o propósito de verificar a potencial infração. Constatada
pavimentos (degradação prematura), ao número e severidade
a não conformidade, é aplicada a penalidade prevista em
dos acidentes envolvendo veículos comercias de transporte e
Lei, e, nos casos previstos, o veículo é retido até que seja
à lealdade da concorrência.
descarregado e removido o excesso de carga pelo operador.
A pesagem em movimento de veículos em alta velocidade
Os sistemas de pesagem em movimento (WIM) se
(velocidade operacional da via) está sendo pesquisada por
propõem justamente a funcionar como selecionadores dos
diversos órgãos internacionais para se tornar uma ferramenta
potenciais infratores no segundo tipo descrito anteriormente.
automatizada do controle do transporte de cargas, além
Ocorre que a pesagem de toda uma frota de caminhões é
de proporcionar aos projetistas de pavimentos rodoviários
onerosa tanto em aspectos de tempo - que hoje custam cada
importantes dados como volume de tráfego, horários de
vez mais ao custo agregado de transporte - mas também para
ocorrência, velocidade, classificação do veículo baseada
os órgãos responsáveis pela fiscalização.
no número e no espaçamento de eixos. Esse conjunto de informações futuramente podem ser considerados/incluídos em métodos de dimensionamento mais realistas/precisos, proporcionando pavimentos menos suscetíveis à degradação prematura.
objetivos O objetivo geral desta pesquisa é estudar o espectro de
Contrariamente aos sistemas de Pesagem em Movimento que podem de uma maneira automática de pesar os veículos e assim acusar os veículos com valores de carga por eixo ou total acima do limite, os postos de pesagem móvel por serem amostrais não conseguem muitas vezes coibir adequadamente esta prática abusiva de pesos no Brasil, já que se conhece uma série de artifícios utilizados pelo público transportador para evitar a fiscalização.
carga que atualmente circula na rodovia BR-290/RS – Free
Os sistemas de pesagem em movimento, ou sistemas
Way, analisando as cargas de eixos dos veículos comerciais
WIM, são capazes de estimar o peso total de um veículo e
através da implantação de um sistema de pesagem em
que parte desse peso é suportada (e, consequentemente,
movimento de alta velocidade (weigh-in-motion WIM).
transmitida ao pavimento) por cada eixo ou grupo de eixos do
Para atingir o objetivo geral, traçaram-se os seguintes
veículo. Os sistemas de pesagem em movimento podem ser
objetivos específicos: Coletar em fontes nacionais e
utilizados para pesagem em movimento a baixa velocidade
internacionais dados disponíveis sobre os tipos de
ou a velocidade diretriz da via e para tanto utilizam diversas
equipamentos WIM disponíveis, fazendo considerações sobre
tecnologias compatíveis com suas funções.
a melhor tecnologia para implantação de um sistema piloto
Do ponto de vista dos sistemas de controle para pesagem
na rodovia, ou seja, um equipamento cujas características
com a utilização de equipamentos para pesagem em
permitam a determinação do espectro de cargas rodantes na
movimento, identificam-se como característica comum, os
rodovia; adquirir um equipamento WIM e instalar em uma
sensores, dos mais variados tipos, que devem ser instalados
Pista Experimental para validação do funcionamento do
sobre a superfície da rodovia, abaixo da superfície da rodovia,
sistema e calibração do mesmo; escolha de um segmento
inclui-se aqui também as obras de arte, ou ainda embutidos
teste na Free Way e instalação do equipamento piloto em
no pavimento.
duas faixas de tráfego para coleta contínua pelo período mínimo de quatro semanas do espectro de cargas daquela rodovia; finalmente, realizar a classificação do espectro de cargas dos veículos comerciais proveniente da coleta piloto realizada no segmento teste.
sistemas de pesagem em movimento De uma forma geral, qualquer sistema de pesagem
As tecnologias de sensores mais utilizadas por sistemas WIM são: sensor de fibra ótica, tubo pneumático, “laços” indutivos (ILD), cabos piezelétricos, sensores magnéticos e sensores WIM (tais como piezelétrico, “bending plate”, célula de carga - load cell – e tapete capacitivo – “capacitance mat”), abordados a seguir mais detalhadamente. Os sistemas de pesagem em movimento estão em funcionamento desde a década de 1980 e são hoje
para fiscalização de veículos comerciais rodoviários podem
amplamente utilizados em todo o mundo. A pesquisa relativa
ocorrer de duas formas: na primeira, todos os veículos
aos sistemas WIM tem tido foco no desenvolvimento de
são fiscalizados através de postos de pesagem fixa ou
melhores métodos de calibração, novos procedimentos, para
móvel; na segunda, apenas os veículos potencialmente em
aumento da velocidade de pesagem e novas tecnologias, em
desconformidade com os pesos máximos admissíveis são
especial no que diz respeito aos sensores. Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
23
WIM) são constituídos de uma série de
mais fiel possível a situação vivida em
importância para o entendimento das
sensores, instalados em uma ou mais
campo.
tecnologias aplicadas na presente
faixas de tráfego, adquirem valores
pesquisa fazer uma distinção entre os
como volume de tráfego e horários de
tal intuito sempre reforçam que a
sistemas de pesagem em movimento
ocorrência, velocidade, classificação
utilização das abordagens empíricas
de baixa velocidade (LS-WIM) e de
do veículo baseada no número e no
datadas dos anos 60 na consideração
alta velocidade (HS-WIM), sendo este
espaçamento de eixos, cargas por eixo
dos efeitos do tráfego nas estruturas
último o sistema a ser utilizado para
ou total do veículo enquanto estes
de pavimentos vem acompanhada de
atingir os objetivos propostos nesta
estão viajando na velocidade normal
limitações, onde seus resultados são
pesquisa.
no fluxo de tráfego. Sistemas HS-
reproduzíveis somente para as mesmas
trabalhos técnicos
Torna-se necessária e de grande
WIM permitem que todo tráfego que
ou muito similares características da
veículos em alta velocidade vem se
passam pela seção instrumentada seja
região do seu desenvolvimento.
tornando um grande potencial, pois
monitorado, sem perturbação do fluxo
A pesagem em movimento de
permitem a fiscalização dos veículos diretamente no tráfego normal da
de veículos na rodovia. Como o objetivo desta pesquisa
As características do tráfego afetam diretamente a qualidade e a durabilidade dos pavimentos flexíveis.
rodovia com as velocidades praticadas
consiste em identificar e analisar o
Solicitações acima das previstas em
e sem obrigar manobras de frenagem
espectro de carga que atualmente
projeto podem ocasionar degradações
e aceleração. O custo de implantação
circula na rodovia BR-290/RS,
prematuras como deformações
de um sistema é relativamente baixo,
trecho da Free Way, sem perturbação
permanentes, trincas e perda de
quando comparado com os postos
do tráfego com coleta de dados na
material da superfície de rolamento.
de pesagem existentes, além de
velocidade padrão da rodovia, foi este
aumentar a capacidade operacional dos postos de pesagem, os sistemas são frequentemente utilizados quando o tráfego intenso de caminhões não pode ser acomodado de outra maneira a não ser pelo artifício da pesagem em movimento. As tecnologias HS-WIM podem ser
o sistema utilizado: um sistema de HS-WIM (Sistema de Pesagem em
Para um adequado dimensionamento é necessário identificar corretamente as cargas
Movimento de Alta Velocidade).
que solicitarão o pavimento durante o
espectro de cargas
o carregamento ao longo da vida
Espectro de carga pode ser definido como sendo o percentual
período de projeto, ou seja, modelar útil do pavimento. Sabe-se que este carregamento real é de grande complexidade: tráfego bastante
usadas principalmente em: Engenharia
de cada veículo comercial (com
de Pontes e Pavimentos, isto é, para
suas configurações e magnitudes de
relativas aos tipos de veículos e cargas
obter os padrões de tráfego de carga
carga específicas) que irá solicitar o
transportadas - cargas aleatórias, várias
que são utilizados como: (i) dados de
pavimento durante o período de projeto.
configurações de eixo e de rodas,
projeto e para calibração de modelos;
A partir do uso do espectro de carga,
velocidades variáveis, posição de
(ii) monitoramento de infraestrutura
pode-se avaliar como veículos reais
solicitação variável, entre outros.
e avaliação, de fadiga ou de cargas
danificam a estrutura do pavimento em
extremas; (iii) inspeção e estratégias de
sua vida útil.
reforço.
O tráfego de veículos representa
heterogêneo, apresentando variações
Avançando no intuito de minimizar estas dificuldades, têm surgido no decorrer das últimas décadas, muitos
um papel muito importante no
estudos desenvolvidos com o interesse
deste sistema um completo
dimensionamento de estruturas de
de representar de forma mais próxima
monitoramento das tendências de
pavimentos, bem como a representação
à realidade as condições impostas
tráfego; monitoramento de mudanças
do seu comportamento ao longo
pelo carregamento oriundo dos
significativas nos limites admitidos
do tempo. No decorrer das últimas
veículos de carga e os seus reflexos
de veículos pesados em categorias
décadas muitos estudos têm sido
nos pavimentos, para que os projetos
de peso específicas; monitoramento
desenvolvidos com o interesse de
e sua posterior análise possam ser
do aumento do uso de certas rotas e
representar de forma mais próxima à
desenvolvidos da maneira mais fiel à
desenvolvimento de fatores apropriados
realidade as condições impostas pelo
situação vivida em campo.
de pista e distribucionais para
carregamento oriundo dos veículos e
instalações com várias pistas.
os seus reflexos nos pavimentos, para
do conhecimento do espectro de
que os projetos e sua posterior análise
cargas rodantes nas rodovias. A partir
possam ser desenvolvidos da maneira
do uso do espectro de cargas pode-se
Pode-se obter com a utilização
Os sistemas de pesagem em movimento de alta velocidade (HS24
As pesquisas realizadas com
Neste contexto surge a importância
avaliar de que forma os carregamentos reais, sem o uso de
De acordo com a normatização ASTM E1318-02 que
simplificações na consideração da magnitude das cargas
apresenta as classes com as categorias dos sistemas de
e da configuração dos veículos, danificam a estrutura do
pesagem em movimento, o sistema instalado foi o seguinte:
pavimento durante a sua vida útil.
Tipo I - classifica os sistemas instalados em rodovias de
Outro fator importante a ser considerado diz respeito à
um ou mais pistas com finalidade para a contagem e
conformidade com a legislação em relação às cargas reais
classificação de veículos. Armazena as seguintes informações
transportadas (controle de sobrepeso). A não conformidade
com as seguintes tolerâncias: carga por roda (± 25%), carga
acarreta em consequências negativas bastante relevantes no
por eixo (± 20%), carga por grupo de eixo (± 15%), peso
que tange a vida útil dos pavimentos (degradação prematura),
bruto total (± 10%), velocidade (± 2 km/h), espaçamento
ao número e severidade dos acidentes envolvendo veículos
entre eixos(± 0,15 m), classe do veículo, identificação do
comercias de transporte e à lealdade da concorrência entre
posto, pista sentido e direção, data e hora, entre outros. A
operadores.
Figura 1 mostra as características do local de implantação do sistema e o esquema de instalação e calibração do mesmo.
o experimento na br-290/rs - free way
Esta etapa permitiu que o sistema fosse estudado para uma implantação acurada no que se refere à sua instalação
O sistema de WIM que se mostrou de potencial uso foi sem dúvida de acordo com a literatura investigada a
física para melhor funcionamento e também calibração
configuração de equipamento chamado “Piezo+Loop+Piezo”.
do sistema e realização de testes preliminares através do
A instalação de um loop magnético entre os sensores WIM
uso do Simulador de Tráfego DAER/UFRGS, onde foram
utilizados - no caso piezoelétricos - é necessário para que
aplicadas cargas em movimentos para ajuste dos sensores e
seja feito a classificação dos veículos. Apenas com esta
hardware de aquisição. Este período de investigação facilitou
classificação é possível saber o tipo de eixo e sua carga limite
o estabelecimento de um protocolo de coleta de dados
em função da legislação vigente.
que garantiu a usabilidade dos resultados, para posterior instalação na BR-290, conforme segue abaixo.
Em tempo, como o propósito é justamente fazer a classificação dos espectro de veículos, então, sem
- Instalação dos sensores na rodovia
um contador de tráfego associado, não há adequada
Resumidamente, no processo de instalação é necessária
funcionalidade do sistema. Ademais, é justamente o contador
a execução de cortes superficiais no revestimento nas
de tráfego que é utilizado como gatilho para reconhecimento
dimensões compatíveis ao tipo de sensor, de acordo com a
da passagem do veículo e seus eixos no sistema WIM; ou
especificação do produto, conforme demonstrado na Figura 3
seja, são indissociáveis.
e Figura 4.
VIDEO MONITORAMENTO ARMAZENAMENTO DE DADOS VISÃO GERAL - INSTALAÇÃO
INSTALAÇÃO DE SISTEMA WIN
VEÍCULO DE TESTE 3C
VEÍCULO DE TESTE 2S2
Figura 1 - Características do site de implantação na BR 290/RS – Free Way e esquema de instalação.
Figura 2 - Instalação dos sensores na pista experimental LAPAV/UFRGS e Simulador de Tráfego DAER/UFRGS. Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
25
trabalhos técnicos
Figura 3 - Sistema de instalação, centralização, alinhamento e fixação dos sensores dentro do corte de instalação através de ganchos específicos. (Fonte: Fabricante) Figura 4 - Resumo do processo de instalação do sistema WIM na rodovia BR 290/RS – Free Way.
1-MARCAÇÃO
2-CORTE DO PAVIMENTO 3-CONFERÊNCIA DAS MEDIDAS
4-INSTALAÇÃO DOS SENSORES
5-SELAGEM DOS CORTES
26
6-ACABAMENTO
resultados Após a definição do segmento teste na rodovia para instalação do equipamento
Figura 5 - Espectro de cargas em função do número de eixos e distanciamento (DNIT) Nº EIXOS
4º EIXO CLASSIFICAÇÃO
SEMANA
SEMANA
SEMANA
SEMANA
SEMANA
1
2
3
4
5
2C
24,78
25,43
26,43
25,89
25,60
25,63
3C
24,97
25,50
25,11
24,62
25,30
25,10
2S1
2,66
2,71
3,55
2,96
2,57
2,89
4C
0,21
0,20
0,23
0,19
0,30
0,23
2S2
11,62
10,87
11,05
11,41
10,99
11,19
2I2
0,57
0,62
0,65
0,51
0,60
0,59
3S1
0,90
0,14
0,10
0,10
0,11
0,11
2CS
0,93
0,89
0,89
0,87
0,87
0,89
2S3
11,08
11,25
11,03
11,31
11,21
11,18
3S2
1,27
1,16
1,08
1,11
1,31
1,19
0,21
0,15
0,16
0,17
0,25
0,19
0,04
0,05
0,04
0,04
0,05
0,04
1,30
1,27
1,10
1,20
1,32
1,24
3S3
12,57
12,04
11,68
12,08
11,83
12,04
3I3
0,11
0,07
0,05
0,05
0,10
0,08
2R4
0,20
0,14
0,14
0,13
0,14
0,15
2,32
2,44
2,01
2,30
2,56
2,33
5,06
5,08
4,71
5,06
4,91
4,96
em duas faixas de tráfego – km72 da Pista Capital – Litoral - foi realizado a calibração
2
SILHUETA
TOTAL
dos sensores e iniciou-se a coleta e análise dos dados para amostragem do espectro de cargas adquiridos através da implantação
3
onsite na Free Way do sistema de pesagem em movimento (WIM). A escolha do local se deve principalmente à infraestrutura existente no local: energia elétrica prontamente disponível em conjunto com cabeamento de rede preparado e gabinete
4
de instalação em um painel de mensagem variável naquele segmento. Para a análise do espectro de cargas foi realizada a coleta contínua de dados de tráfego por um período de 5 semanas (00:00h do dia 13/03/2013 até as 16:00h 15/04/2013) em duas das três faixas da pista sul da rodovia para definição do estudo do espectro de cargas
2I1
atuantes na rodovia. Os resultados obtidos neste
5
2C3
período são apresentados na Figura 2I3
5. Os percentuais de ocorrência de determinados veículos (classificados
3I2
segundo o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes) são
3C2
apresentados em função da quantidade de eixos, com subdivisões, além de apresentados os percentuais semanais, apresenta-se o percentual final no período de monitoramento do tráfego da rodovia. A partir do espectro de cargas
6
encontrado, foi realizado um agrupamento de veículos com semelhante
3C2
número de eixos. Nos gráficos da Figura 3I1
6 são apresentados os percentuais de veículos rodantes na rodovia. Dentre os dados do espectro de
7/+
-
cargas obtido realizou-se uma verificação
Semana 1 - 13/08 a 19/03 | Semana 2 - 20/03 a 26/03 | Semana 3 - 27/03 a 02/04 | Semana 4 - 03/04 a 09/04 |
do carregamento dos veículos (percentual
Semana 5 - 10/04 a 15/04
carga apresentado pelos veículos em função de sua capacidade máxima). Conforme apresentado na Figura 7 definiu-se o percentual de veículos com alguma sobrecarga em algum de seus eixos (do 1° ao último eixo de ocorrência). Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
27
conclusões A ferramenta de pesagem em movimento – WIM – tem se mostrado com uma importante ferramenta de transferência tecnológica, capaz de trazer para o Brasil tecnologia inovadora neste país. Foi possível cumprir todos os principais objetivos da pesquisa, realizando-se a instalação na rodovia BR-290/RS do equipamento com uso de sensores piezométricos capazes de fazer a determinação da pesagem em movimento e a determinação do espectro de cargas, conforme mostrou-se na Figura 5.
trabalhos técnicos
A instalação prévia do sistema no simulador de tráfego DAER/UFRGS foi âncora fundamental para a instalação adequada em campo, permitindo um treinamento antecipado da equipe e conhecimento das propriedades do sistema. O principal avanço na determinação do espectro de veículos e cargas está na disponibilidade dos dados tanto para efeitos de gerenciamento dos pavimentos da rodovia, que possibilita conhecer o tráfego demandando para evolução do desgaste dos pavimentos, mas também para consideração em projetos novos na região. Por se referir a um monitoramento contínuo com classificação dos veículos tanto em função da sua configuração de eixos e cargas, possibilita a consideração de maneira racional da carga trafegada de fato na rodovia, que é de grande representatividade da região. A determinação do espectro de carga permitiu colateralmente definir um panorama referente ao sobrepeso dos veículos comerciais monitorados. Foi constatado que, durante o período de coleta de dados, do total de veículos monitorados (107387 veículos) 9,63% apresentavam alguma sobrecarga em algum eixo, sendo que o maior percentual de sobrecarga ocorreu no segundo eixo (3,48% dos veículos apresentaram uma sobrecarga média de 14,7% neste eixo).
Nº EIXOS Nº VEÍCULOS
Distribuição normal dos resultados
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
%
2 eixos
27508
25,6%
3 eixos
30052
28,0%
4 eixos
13964
13,0%
5 eixos
14844
13,8%
6 eixos
15682
14,6%
7 eixos
3711
3,4%
8 eixos
127
0,1%
9 eixos
1498
1,4%
10 eixos
1
0,0%
s/ class.
0
0,0%
TOTAL
107387
100%
90.000
Figura 6 - Resultados comparativos para o grupo integral de dados – coleta contínua com veículos agrupados por número de eixos e distribuição normal dos resultados.
Figura 7 - Percentual de veículos com alguma sobrecarga em algum de seus eixos e percentual de sobrecarga no eixo correspondente. 1º EIXO
2º EIXO
3º EIXO
4º EIXO
5º EIXO
6º EIXO
7º EIXO
8º EIXO
9º EIXO
10º EIXO
A
447
745
224
221
237
173
12
2
5
0
B
2,08%
3,48%
1,05%
1,03%
1,10%
0,80%
0,06%
0,01%
0,02%
0,00%
C
12,93%
14,71%
12,37%
9,39%
9,94%
8,43%
10,85%
7,30%
7,23%
0,00%
Resumo 107387
28
A: Total de veículos comerciais monitorados
9,63%
B: Percentual de veículos com alguma sobrecarga em algum eixo
9,31%
C: Percentual médio de sobrecarga na amostra total
AGRADECIMENTOS Os autores agradecem a todos os envolvimentos diretamente e indiretamente neste projeto que foi de grande multidisciplinaridade e envolvimento de um número considerável de pessoas na fase de instalação e operação dos equipamentos, em especial à equipe de TI e Engenharia da Concepa que foi incansável nos ajustes necessários. Agradecem também à disponibilidade concedida pela Agência Nacional de Transportes Terrestres de apoiar a pesquisa com recursos RDT através da Concessionária da Rodovia Osório-Porto Alegre. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Brito, L. A. T., Bock, A. (2013). Relatório Final de Pesquisa Concepa - ANTT. Estudo do Espectro de Cargas dos Veículos Comerciais rodantes na BR-290/ RS, Freeway, através do uso da técnica do Weigh-inMotion (WIM). Porto Alegre/RS. 147p. Valente, Amir. (2007). Avaliação das metodologias de Pesagem em Movimento Existentes. Convênio DNIT/ UFSC. Núcleo de Estudos de Pesagem. Fases 1 a 8. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM E1318-02 (2002). Standard Specification for Highway Weigh-in-Motion (WIM) Systems with User Requirements and Test Methods. 16p
CENTRO TECNOLÓGICO DE INFRAESTRUTURA VIÁRIA O Centro Tecnológico de Infraestrutura Viária (CTVias) é uma empresa privada de engenharia voltada para o atendimento das demandas técnicas do setor de infraestrutura de transportes.
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Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
29
trabalhos técnicos
Metodologias de avaliação e diagnóstico da rede pavimentada do DAER-RS O Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem do Rio Grande do Sul – DAER/RS – realizou levantamentos de campo envolvendo ensaios não destrutivos nas rodovias estaduais pavimentadas, sendo avaliados 7.370 km de pista. Neste artigo são apresentadas as metodologias de avaliação e os equipamentos utilizados com vista ao estabelecimento do diagnóstico acerca das condições funcionais e estruturais das rodovias pavimentadas sob responsabilidade do DAER. Após esta etapa, serão identificadas as necessidades atuais de manutenção e definidas as intervenções de conserva e restauração periódicas da rede.
Paulo C. Pinto¹, Elemar J. Taffe Jr.¹, Felipe T. Garcia¹, Francieli Bitencourt¹, Maria C. Passos², Mara R. Bianchini² ¹ Pavesys Engenharia de Pavimentos, paulopinto@pavesys.com.br, taffe@pavesys.com.br, felipe@pavesys.com.br, francielifb@pavesys.com.br. ² Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem, Centro de Pesquisas Rodoviárias, Superintendência de Pesquisas Rodoviárias, mcristina@daer.rs.gov.br, marab@daer.rs.gov.br.
INTRODUÇÃO O pavimento é o componente de maior custo dentro da infraestrutura de transportes de uma rede rodoviária ou urbana, representando um patrimônio cujo gerenciamento adequado é vital para a minimização do custo total envolvido no transporte. A avaliação de um pavimento destina-se ao levantamento de informações e parâmetros que permitam a tomada de decisões relativas ao que fazer com o pavimento avaliado. Dentro de um Sistema de Gerência de Pavimentos – SGP – as características e as finalidades específicas da campanha de avaliação depende do enfoque (nível de rede ou nível de projeto). Em nível de rede, onde interessa o planejamento orçamentário ao longo do tempo e a alocação de recursos, a avaliação visará a determinação dos parâmetros que importam para: Determinar as necessidades atuais e futuras de manutenção dos pavimentos ao longo da rede viária; Estimar a vida restante dos pavimentos; Calcular o custo operacional dos veículos; Determinar índices de condição ou de aptidão dos pavimentos, que possam ser úteis para efeito de priorização de obras de restauração. Em nível de projeto, quando se busca dar a melhor utilização possível aos recursos que serão alocados a um determinado segmento, a avaliação tem por finalidade levantar elementos que permitam diagnosticar os problemas apresentados pelo pavimento, a ponto de se esclarecer os mecanismos que levaram à sua degradação; bem como, caracterizar a estrutura existente de forma suficientemente completa para que se possa dimensionar o pavimento restaurado dentro de um nível de confiabilidade aceitável, levando a que as medidas de restauração aplicadas sejam não somente efetivas para a correção das deficiências funcionais detectadas, mas que sejam também eficazes do ponto de vista econômico, o que equivale a dizer que o processo de se restaurar o pavimento deve atuar contra os mecanismos com que a degradação do pavimento original se processou (RODRIGUES, 2007a). 30
A Engenharia de Pavimentos tem
destrutivos. A forma mais difundida
por objetivo o projeto, a construção,
deste tipo de avaliação é aquela não-
a manutenção e o gerenciamento dos
destrutiva utilizando carregamento por
pavimentos, de modo a que as suas
impacto (equipamento falling weight
funções sejam desempenhadas ao menor
deflectometer – FWD).
estão envolvidos conceitos e técnicas das Engenharias: Geotécnica, de Estruturas, de Materiais, de Transportes e de Sistemas, além das mais recentes tecnologias de ensaios não destrutivos para avaliação estrutural e funcional, em
avaliação visual da condição do acos-
monitoramento das rodovias estaduais
tamento e o DEGRAU entre o mesmo
pavimentadas no Rio Grande do Sul em
e a pista de rolamento;
termos dos seguintes levantamentos em
Evitado a realização do levantamento
campo:
em dias chuvosos, com neblina ou
existentes. A avaliação da condição funcional indica até que ponto o pavimento está cumprindo suas funções básicas (conforto ao rolamento e segurança
estado de superfície do pavimento é o mais importante, pois os defeitos ou irregularidades nesta superfície são percebidos uma vez que afetam o conforto e o custo do transporte
PRO-008 (DNIT, 2003a), incluindo
as metodologias utilizadas para
se efetuar a manutenção de pavimentos
Do ponto de vista do usuário, o
Metodologia conforme norma técnica
Apresentam-se, à seguir,
vista da necessidade de se avaliar e de
na velocidade operacional da via).
registro dos defeitos de superfície do seguinte forma:
METODOLOGIA
uma atividade multidisciplinar, onde
Os procedimentos adotados para pavimento foram desenvolvidos da
custo para a sociedade (RODRIGUES, 2007b). Trata-se, essencialmente, de
INVENTÁRIO DE DEFEITOS DE SUPERFÍCIE
Levantamento Visual Contínuo
pouca luz natural (início e final do dia);
(LVC-DNIT);
Equipe composta por motorista e
Videorregistro (VÍDEO);
engenheiro/técnico avaliador com
Irregularidade Longitudinal (IRI);
experiência na identificação de pato-
Afundamento em Trilha de Roda
logias em redes pavimentas;
(ATR);
Deslocamento do veículo pela
Deflexão por FWD.
faixa de rolamento com utilização
Os equipamentos utilizados nestas
de sinalização intermitente de
avaliações passaram por três etapas
advertência, conforme Figura 2;
de aferição em bases de calibração
O veículo utilizado no LVC-Video
indicadas pelo DAER: (1) antes do início
possui odômetro veícular de precisão
dos levantamentos em campo, (2) em
acoplado no câmbio para fins de
aproximadamente 50 % da extensão
localização e posicionamento nos
avaliada e (3) ao final dos levantamentos.
trechos avaliados. Por meio deste
Mostram-se, por meio do Quadro
sistema que foi realizada a verifica-
custo do tempo de viagem e custo de
1, as Superintendências Regionais –
ção das extensões em campo e dos
acidentes). Atualmente, para medição
SR – do DAER que tiveram rodovias
marcos quilométricos;
da irregularidade longitudinal (QI/IRI)
pavimentadas avaliadas em termos de
O cadastro dos defeitos foi feito
e transversal (ATR) do pavimento, são
condições funcionais e estruturais.
de modo eletrônico através de um
(custos operacionais dos veículos,
utilizados equipamentos dinâmicos com sensores ultrassom e/ou laser. O inventário de defeitos de superfície é
Figura 7 - extensões de rodovias avaliadas por superintendência regional do DAER em 2013 NO SR EXTENSÃO (km)
microcomputador onde o avaliador, ao identificar determinado tipo de defeito no pavimento, registra sua
1
Esteio
448.34
2
Bento Gongalves
674.87
3
Santa Cruz do Sul
489.87
georreferenciada da rodovia, onde é
4
Santa Maria
340.06
aqueles preconizados pela norma
possível detalhar segmentos da rodovia
5
Cruz Alta
456.28
TER-005 (DNIT, 2003b);
e adicionar informações em escritório.
6
Passo Fundo
708.04
Ainda, de modo adicional ao procedi-
7
Pelotas
324.85
mento PRO-008 (DNIT, 2003a), é
8
Bagé
23.41
9
Alegrete
207.19
10
Cachoeira do Sul
251.53
auxiliado por cadastro computadorizado e por sistema de filmagem
A avaliação da condição estrutural indica como a condição funcional do pavimento evoluirá ao longo do tempo, se nenhuma intervenção for executada;
ocorrência por meio de teclas de atalho. Os defeitos considerados são
avaliado visualmente o degrau entre pista-acostamento e classificado o acostamento por meio da clas-
bem como, permite que se avaliem as
11
Lajeado
658.94
12
Santiago
243.78
consequências, para o desempenho
13
Erechim
523.46
Serviço-111/12 (DAER, 2012);
futuro, da implementação de diversas
14
Santa Rosa
574.39
A compilação de dados se deu á
alternativas de restauração. Esta
15
São Francisco de Paula
364.50
cada 200m.
avaliação pode ser feita por métodos
16
Osório
554.31
destrutivos, semidestrutivos ou não-
17
Palmeira das Missões
sificação expedita da Instrução de
526.07 Total (km) 7369.89
Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
31
VIDEORREGISTRO O equipamento de videorregistro utilizado, junto ao cadastro de defeitos de superfície, é mostrado por meio
Figura 2 - Veículo utilizado no cadastro de defeitos (esq.) e detalhe do odômetro digital (dir.).
da Figura 3, sendo composto pelos seguintes elementos:
trabalhos técnicos
2 câmeras de alta resolução (12 MP) para geração sequencial de imagens à cada 5 metros da rodovia; Software de aquisição de dados (imagens, cadastro de defeitos, posicionamento quilométrico e GPS). Apresentam-se, pelas Figuras 4 e 5, as tela de aquisição de dados do equipamento de LVC – Videorregistro em campo para as cameras 1 e 2, respectivamente. Figura 3 - Equipamento de vídeorregistro.
AVALIAÇÃO DE IRREGULARIDADE E MEDIDAS DE TRILHA DE RODA COM BARRA LASER O perfilômetro barra-laser trata-se de um sistema de medição do perfil longitudinal de um pavimento rodoviário realizado com o auxílio de medidores de distância sem contato (à laser), medidores de aceleração vertical do veículo (acelerômetros), de um sistema preciso de medição de deslocamento/velocidade, tudo gerenciado por um sistema microprocessado, que coordena a aquisição dos dados e os Figura 4 - Tela de aquisição de imagens do equipamento de LVCVideorregistro (camera 1).
envia a um computador portátil, em tempo real, através de uma porta do tipo USB. O sistema é capaz de realizar as medições no período diurno e noturno à frequência de aproximadamente 4.000 medidas por segundo (em cada um dos sensores). A velocidade de deslocamento do veículo pode variar durante as medições e não tem um limite superior, o que permite – de acordo com as condições de segurança – que o levantamento seja realizado à 120 km/h, por exemplo. Recomendase, entretanto, que os levantamentos sejam realizados a velocidades superiores a 40 km/h.
Figura 5 - Tela de aquisição de imagens do equipamento de LVCVideorregistro (camera 2).
Os medidores de distância à laser funcionam por triangulação, ou seja, um feixe laser de média potência que é apontado perpendicularmente ao pavimento, tem sua posição registrada por um sensor especial, para o qual o reflexo do laser no pavimento é direcionado. Na Figura 6 é possível entender o funcionamento deste tipo de medidor. Os pontos 1, 2 e 3 representam distâncias possíveis do veículo até o pavimento e sua representação no sensor especial. Cada um dos medidores de distância laser tem
Figura 6 - Triangulação (medidores de distância). 32
internamente um sistema eletrônico microcontrolado,
Mostra-se, por meio da Figura 7, o equipamento perfilômetro barra-laser utilizado na avaliação de irregularidade longitudinal (IRI) e transversal (ATR) das rodovias pavimentadas do DAER em 2013.
LEVANTAMENTO DEFLECTOMÉTRICO COM FWD Os equipamentos Falling Weight Deflectometers – FWD – são classificados como dispositivos de deflexão de impacto (ensaios não destrutivos). Os pesos são levantados a uma altura pré-determinada e deixado cair sobre uma placa especial, transmitindo uma força de impacto para o pavimento. A forma do pulso de carga obtida é semelhante à obtida a partir de uma carga de roda em movimento e, portanto, este tipo de dispositivo reproduz com maior precisão as deformações reais produzidos pela movimentação de cargas de um caminhão ou avião sobre os pavimentos. Figura 7 - Perfilômetro barra laser.
A deformação da estrutura carregada é medida durante o tempo de carregamento e o valor de deformação de pico é registrado. Quando os desvios são comparados com os desvios
que gerencia a execução e a transmissão dos dados de cada medida, de acordo com as solicitações do sistema gerenciador. O curso útil de cada sensor é de 200 mm e a sensibilidade das medidas é de 0,2 mm. Os sensores de aceleração vertical ficam instalados dentro de dois dos sensores laser e são responsáveis pelo registro, realizado na mesma freqüência com que se realizam as medições de distância, da aceleração vertical do veículo. Essa informação, depois de processada permitirá conhecer a posição relativa do veículo ao longo de todo o levantamento, o que permite a correção das medidas de todos os sensores, que é o perfil entregue pelo equipamento. O sistema de medição do deslocamento do veículo
de outras seções, a capacidade do pavimento testado para suportar a sua carga de trabalho pode ser estimada. Com o impacto da carga aplicada, a forma da bacia de deflexão é medida e registrada. A forma da bacia de deflexão é então utilizada juntamente com programas de computador para análise de estruturas multi-camadas para determinar a resistência da estrutura de pavimento total, bem como cada uma das camadas existentes. Um pulso de carga é a força gerada pelo peso caindo e aplicado ao pavimento causando uma deformação na superfície do pavimento. Um impulso de carga é gerado da seguinte forma: O conjunto do prato e o peso são baixados até a superfície do pavimento. A armação suporta a montagem da placa e do peso perpendicular à
é composto de um sensor que é acoplado à roda do
superfície do pavimento.
veículo e que gera 1200 pulsos por rotação, permitindo
O peso é elevado a uma altura predeterminada,
o acompanhamento preciso do deslocamento e
dependendo da magnitude da força necessária; no caso,
consequentemente da velocidade. Durante o levantamento
4,1 tf.
o operador técnico pode registrar no sistema observações
A queda do peso é liberada e cai sobre o amortecedor
que julgar pertinentes, tais como a passagem por obras de
de borracha situado no topo do peso médio. O pulso
arte, lombadas, sonorizadores e outros elementos que podem
de carga resultante é transmitido através do buffer
apresentar valores de irregularidade destoantes daqueles
superior, peso médio, amortecedores mais baixos,
calculados para trechos anteriores e posteriores.
placa de carga, placas de borracha e finalmente para o
Finalizada a coleta de dados de campo (pulsos eletrônicos), os arquivos com os registros devem ser
pavimento. Uma variedade de parâmetros, incluindo os desvios de
processados por algoritmos específicos para que, levando-
superfície, carga aplicada, temperatura do ar, temperatura
se em conta os dados da aceleração, possam ser obtidos os
da superfície do pavimento, GPS e distância são medidos em
perfis levantados por cada um dos sensores. Determinados
cada ponto de ensaio.
os perfis, tais dados são novamente processados para que se
A função mais importante do sistema de medição é
determine o QI/IRI e os afundamentos plásticos em uma ou
registrar as deflexões. A resposta da deflexão do pavimento
nas duas trilhas de roda - ATR, conforme o caso.
é medida utilizando sismógrafos que utilizam uma massa Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
33
O registro da lei de variação dos assentamentos reversíveis experimentados por pontos situados no centro e a diferentes distâncias do centro de aplicação de carga durante o tempo de solicitação; no caso presente, para um intervalo de tempo finito variando de 0 a 0,01s; A definição precisa do instante do carregamento
trabalhos técnicos
dinâmico em que ocorre o valor máximo do assentamento reversível no centro e a distintas distâncias do centro de aplicação da carga; O delineamento longitudinal dos valores máximos dos assentamentos reversíveis captados no centro e a distintas distâncias do centro da aplicação da carga, de forma a permitir o estabelecimento da configuração grafo-analítica de toda a linha de influência (bacia de deformação) e o valor específico da deflexão reversível máxima – Dmáx (Figuras 9 e 10). Para determinação dos parâmetros tradutores da resposta do sistema estratificado elástico às solicitações Figura 8 - Representação esquemática da linha de influência do equipamento FWD.
de natureza dinâmica, proveu-se o FWD de uma série de 7
inerte como ponto de referência. Sismógrafos são comumente
medição da temperatura na superfície do pavimento, dotou-
chamados de sensores de desvios. Um transdutor de pressão
se o equipamento de um termômetro ultrassensível do tipo
que mede a pressão do óleo da carga hidráulica a distribuição
emissor-captador de luz infravermelha. Para a determinação
de placa mede a carga aplicada. Um sensor instalado no
da temperatura do ar ambiente, foi acoplado um sistema
exterior mede a temperatura do ar. Um termômetro mede a
termoelétrico vinculado através de interface ao sistema
temperatura da superfície do pavimento com infravermelho.
computacional de bordo. Para avaliação da magnitude da
A Figura 8 apresenta uma representação esquemática da linha de influência gerada pelo equipamento. Relativo ao sistema de resposta ao carregamento
carga dinâmica aplicada, compõe ainda o FWD uma célula de carga de alta precisão. Por outro lado, merece ainda destaque a existência
dinâmico imposto ao conjunto pavimento - solo de fundação
de um distanciômetro (odômetro de precisão) que integra
julga-se de fundamental importância obter:
o deflectômetro FWD. Trata-se de um equipamento
Figura 9 - Registro da lei de variação dos assentamentos reversíveis e definição do instante de carregamento dinâmico.
34
sensores sísmicos, ajustáveis às distâncias desejadas. Para
Figura 10 - Delineamento longitudinal dos valores máximos dos assentamentos reversíveis.
eletromecânico que apresenta uma precisão de 5/1000, ou seja, admite um erro máximo de 5 m a cada quilômetro, que permite definir o local exato dos ensaios a serem efetuados, independentemente de levantamentos topográficos. Importante ressaltar o fato de que todos os equipamentos e aparelhagem componentes do FWD estão diretamente conectados ao um sistema computacional de bordo e são automaticamente acionados quando da realização de cada ensaio. Desta forma, pode-se afirmar que não existe, em nenhuma leitura ou medição, qualquer possibilidade de falha ou de interferência humana. No intuito de obter as deflexões do pavimento com rapidez e elevado nível de confiabilidade, foi utilizado no monitoramento das rodovias estaduais do Rio Grande do Sul três modelos de deflectômetros de impacto (2 modelos KUAB e 1 Dynatest), sendo estes mostrados na Figura 11; os quais preenchem todos os requisitos constantes na especificação ASTM D-4694. Este sistema permite a determinação da bacia de deflexão a partir da leitura das deformações recuperáveis em sete pontos. As distâncias dos sensores ao centro da placa de carga são fixadas visando maximizar a acurácia em função da estrutura do pavimento ensaiado, procurando-se posicioná-los de forma que as deflexões neles registradas reflitam a contribuição das diversas camadas na deformabilidade total do pavimento e definam completamente a geometria da bacia. Foram empregados os seguintes espaçamentos: Pavimento asfáltico: 0; 20; 30; 45; 60; 90; 120 (em centímetros). O ponto 0 está sob o prato de carga do sensor D1.
Figura 11 - Equipamentos FWD. Tabela 1 - Resultados do LVC-DNIT. MAXIMILIANO DE ALMEIDA - BARRAGEM DE MACHADINHO FREQUÊNCIA DE DEFEITOS (A, M, B) TRINCAS
INÍCIO
FIM
ICPF
IGGE
0,00
0,200
4,7
0
0,200
0,400
2,2
59
0,400
0,600
2,3
38
0,600
0,800
2,3
43
0,800
1,000
3,3
13
1,000
1,200
3,8
5
1,200
1,400
5,0
0
1,400
1,600
2,4
38
A
1,600
1,800
2,2
39
A
1,800
2,000
3,0
14
M
2,000
2,200
3,4
5
A
2,200
2,400
3,2
5
A
2,400
2,600
4,7
0
2,600
2,800
4,0
0
2,800
3,000
3,1
20
P
TR
J
JE
TB
R
DEFORM. AF
O
DEGRAU
OUTROS D
EX
E
(cm)
IES
CÓDIGO
CONCEITO Ótimo
CONCEITO
B
-
-
0
A
A
B
-
-
5
D
Ruim
A
A
M
-
-
3
C
Regular
A
A
-
-
5
D
Ruim
A
B
A
-
-
1
B
Bom
A
-
-
0
A
Ótimo
-
-
0
A
Ótimo
M
-
-
3
C
Regular
B
-
-
3
C
Regular
M
-
-
1
B
Bom
A
-
-
1
B
Bom
-
-
1
B
Bom
-
-
0
A
Ótimo
A
B
A
A
OBS.
M
-
-
0
A
Ótimo
M
-
-
1
B
Bom
Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
35
Tabela 2 - Resultados de IRI (exemplo).
Tabela 3 - Resultados de ATR (exemplo).
trabalhos técnicos
LEVANTAMENTO COM PERFILÔMETRO LASER
LEVANTAMENTO COM PERFILÔMETRO LASER
Realização: Pavesys Engenharia
Realização: Pavesys Engenharia
Data: 23/03/2013
Data: 23/03/2013
Contratante: DAER (SR-13)
Contratante: DAER (SR-13)
Equipamento: Perfilômetro Barra Laser
Equipamento: Perfilômetro Barra Laser
Operador: José Antônio
Operador: José Antônio
COD_TRE: 478ERS0010
COD_TRE: 478ERS0010
Sentido: Norte
Sentido: Norte
Trecho: km 0.00 até km 12.80
Trecho: km 0.00 até km 12.80 Distância entre sensores (cm): 55 - 80 - 160 - 215
Distância entre sensores (cm): 55 - 80 - 160 - 215
INÍCIO
FIM
(km)
(km)
0,00
0,20
0,20
0,40
0,40
0,60
0,60 0,80
IRI
IRI
IRI
ESQ
DIR
MÉDIO
3,72
3,10
2,57 3,29
0,80 1,00
1,00
INÍCIO
FIM
IRI
IRI
(km)
(km)
ESQ
DIR
0,00
0,02
3,0
0,02
0,04
2,6
LAT
LONG
ALT
OBS
8,9
-27,62520673
-51,80104504
631
km0
6,1
-27,62515233
-51,80100776
631
LAT
LONG
ALT
OBS
3,41
-27,62520673
-51,80104504
631
km0
3,38
2,97
-27,62353387
-51,80021162
648
0,04
0,06
2,8
5,3
-27,62493249
-51,80088286
633
3,39
3,34
-27,62191813
-51,79921656
650
0,06
0,08
7,1
10,0
-27,62473787
-51,80078472
635
3,41
4,33
3,87
-27,62078734
-51,79755191
653
0,08
0,10
3,7
9,2
-27,62453321
-51,80067347
638
3,24
3,74
3,49
-27,61961384
-51,79600642
658
0,10
0,12
6,7
8,6
-27,62436345
-51,80058561
639
1,20
2,87
2,93
2,90
-27,61803371
-51,79495086
654
0,12
0,14
2,9
8,1
-27,62420188
-51,80050887
642
1,20
1,40
2,79
3,38
3,08
-27,61629413
-51,79423804
653
0,14
0,16
2,4
10,0
-27,62403731
-51,80042915
644
1,40
1,60
2,98
3,81
3,39
-27,61471468
-51,79327826
649
0,16
0,18
2,7
12,3
-27,62386205
-51,80035011
646
1,60
1,80
2,67
2,84
2,75
-27,61363700
-51,79156133
657
0,18
0,20
2,2
10,9
-27,62367289
-51,80026977
647
1,80
2,00
2,93
3,00
2,97
-27,61208473
-51,79052479
661
0,20
0,22
0,9
7,2
-27,62353387
-51,80021162
648
2,00
2,20
2,74
3,38
3,06
-27,61039673
-51,78974389
654
0,22
0,24
1,7
6,8
-27,62332830
-51,80012368
648
2,20
2,40
2,90
2,81
2,85
-27,60868703
-51,78886339
655
0,24
0,26
1,1
4,9
-27,62315763
-51,80005014
649
2,40
2,60
3,19
3,39
3,29
-27,60686202
-51,78862388
656
0,26
0,28
2,6
9,3
-27,62300060
-51,79997920
649
2,60
2,80
3,11
3,58
3,35
-27,60509314
-51,78790617
658
0,28
0,30
4,1
12,8
-27,62283903
-51,79989549
649
2,80
3,00
3,27
3,68
3,47
-27,60330528
-51,78756539
662
0,30
0,32
4,7
14,1
-27,62266555
-51,79978933
648
Tabela 4 - Resultados de deflexão (exemplo). RS - 487 SEGMENTO: 478ERS0010
TRECHO: 0.000 AO 12.800
LOCALIZAÇÃO km
FAIXA: LD
DEFLEXÃO (1 X 10 - 2 MM) CARGA
TEMPERATURA
FWD D0
FWD D1
FWD D2
FWD D3
FWD D4
FWD D5
FWD D6
(0 cm)
(20 cm)
(30 cm)
(45 cm)
(60 cm)
(90 cm)
(120 cm)
AR
PAV.
0 + 000
HORA
LAT
LONG
OBS
16/02/13
19:17
-27,632277
-51,805958
Início canteiro central
0 + 000
4238
66,4
37,0
22,6
11,1
7,1
5,0
3,9
35
38
16/02/13
19:17
-27,632277
-51,805958
0 + 200
4183
50,1
39,0
28,1
19,2
11,8
7,5
5,0
35
36
16/02/13
19:20
-27,630490
-51,806187
0 + 400
4267
53,9
29,3
19,7
12,3
7,4
4,3
2,6
34
42
16/02/13
19:21
-27,629613
-51,804412
0 + 530
4302
57,8
36,6
27,3
17,2
10,5
6,3
3,9
34
40
16/02/13
19:22
-27,629048
-51,803257
0 + 600
4256
76,3
41,7
27,5
15,7
8,9
5,9
4,4
34
38
16/02/13
19:23
-27,628480
-51,802995
0 + 800
4262
61,2
37,8
25,2
16,5
9,9
6,3
4,1
34
39
16/02/13
19:24
-27,626905
-51,802030
16/02/13
19:25
-27,625578
-51,801252
0 + 966
36
DATA
1 + 000
4183
79,1
51,4
36,3
21,0
11,3
6,4
3,6
34
39
16/02/13
19:25
-27,625307
-51,801100
1 + 200
4252
43,8
34,0
22,8
14,1
9,2
6,2
4,1
34
40
16/02/13
19:26
-27,623683
-51,800242
1 + 400
4118
60,8
38,0
23,7
13,0
6,2
3,4
1,8
34
38
16/02/13
19:27
-27,622083
-51,799313
1 + 600
4238
50,3
26,0
16,5
10,4
7,5
6,0
4,6
34
39
16/02/13
19:28
-27,620955
-51,797745
1 + 800
4216
41,1
31,0
22,8
16,4
12,6
9,4
6,9
34
39
16/02/13
19:28
-27,619807
-51,796188
2 + 000
4284
52,7
32,0
21,8
13,8
9,4
6,7
5,6
35
38
16/02/13
19:29
-27,618342
-51,795060
2 + 200
4204
59,5
44,0
34,2
25,5
19,0
14,3
10,8
35
38
16/02/13
19:30
-27,616655
-51,794360
2 + 400
4211
48,2
29,9
22,4
15,7
11,5
8,4
6,7
35
33
16/02/13
19:30
-27,615022
-51,793517
2 + 600
4195
55,8
36,7
26,3
18,2
13,3
10,6
8,0
34
38
16/02/13
19:31
-27,613937
-51,791915
2 + 800
4211
61,9
41,5
25,0
15,4
10,4
7,6
5,1
34
39
16/02/13
19:32
-27,612542
-51,790713
3 + 000
4248
51,6
39,5
25,1
15,8
11,4
9,2
7,6
34
38
16/02/13
19:32
-27,610867
-51,789935
Fim canteiro central
RESULTADOS OBTIDOS Mostram-se, por meio das Tabelas 1 a 4, exemplo de dados obtidos no monitoramento das condições funcionais e estruturais das rodovias pavimentadas no Rio Grande do Sul em termos de cadastro de defeitos de superfície, irregularidade longitudinal, afundamento em trilha de roda e bacia de deflexão (respectivamente). O inventário de defeitos de superfície do pavimento (Tabela 1) mostra a frequência (Baixa, Média ou Alta) de
poder detectar as suas necessidades atuais e futuras de manutenção e se prever as consequências da implementação de estratégias de manutenção e restauração. Ainda, visam auxiliar o poder público no processo de tomada de decisões, a fim de determinar quais medidas de manutenção são necessárias para corrigir deficiências atuais da malha viária. Para isto, podem-se utilizar árvores de decisões baseadas nos resultados das avaliações realizadas, bem como, priorizar segmentos devido à restrições orçamentárias. Ou seja, procura-se responder à seguinte questão: “Sob
patologias à cada 200 m da rodovia; bem como, apresenta os
certas restrições orçamentárias, quais as medidas de
quesitos de avaliação abaixo. Este cadastro objetiva avaliar o
conservação e de restauração que deveriam ser executadas,
estado de conservação dos pavimentos asfálticos e embasar
bem como, quando e onde, de modo a se preservar o
o diagnóstico da situação funcional subsidiando a definição
patrimônio representado pela infraestrutura existente e se
de uma solução tecnicamente adequada e, em caso de
obter o máximo retorno possível dos investimentos a serem
necessidade, indicando a melhor alternativa de restauração
realizados? Além disso, qual parcela dos recursos disponíveis
do pavimento.
deveria ser alocada para novas pavimentações?”.
Índice de Condição dos Pavimentos Flexíveis e
Na avaliação e diagnóstico das rodovias pavimentadas
Semirrígidos (ICPF);
do DAER foi constituído o seguinte banco de dados o
Índice de Gravidade Global Expedito (IGGE);
qual deverá servir como base do Sistema de Gerencia de
Índice do Estado da Superfície do Pavimento (IES);
Pavimentos do órgão para apoio a tomada de decisões
Desnível Pista/Acostamento: altura do degrau e condição
relativas a investimentos na manutenção das rodovias:
de trafegabilidade.
Medidas de irregularidade longitudinal (IRI) e
Os resultados da avaliação de irregularidade longitudinal
afundamentos em trilhas de roda (ATR);
(IRI) são obtidos à cada 200 m; bem como, para a
Medidas de deflexões com FWD a cada 200 metros;
irregularidade transversal (ATR) à cada 20 m – Tabelas 2
Levantamento Visual Contínuo e Vídeo Registro.
e 3. Em ambos os casos os dados são georreferenciados (longitude, latitude e altitude). Por meio destes dois parâmetros verifica-se a qualidade ao rolamento do pavimento, recalques entre obras de arte especiais e a estrutura do pavimento e possíveis locais onde há deformações na via que afetam o conforto do usuário. Os resultados da avaliação deflectométrica – carga aplicada e deslocamento nos 7 sensores (sismômetro ou geofone) – são apresentados à cada 200 m; sendo estes, georreferenciados. Ainda, no momento do levantamento em campo são registradas as temperaturas do ar e do pavimento, data e hora de cada ponto de ensaio. Com base neste tipo de levantamento é dimensionada a espessura necessária de reforço de um pavimento; bem como, o mapeamento de reparos profundos e correções na drenagem profunda.
conclusões Campanhas de monitoramento das condições funcional
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS – ASTM – Designation D4694/09: Standard Test Method for Deflection with a Falling-Weight-Type Impulse Load Device, 3 pg, 2009. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT – Levantamento Visual Contínuo para Avaliação da Superfície de Pavimentos Flexíveis e Semirrigidos, Procedimento PRO-008, Instituto de Pesquisas Rodoviárias, Rio de Janeiro, 2003, 11 pg. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT – Defeitos nos Pavimentos Flexíveis e Semirrigidos, Terminologia TER-005, Instituto de Pesquisas Rodoviárias, Rio de Janeiro, 2003, 12 pg. DEPARTAMENTO AUTÔNOMO DE ESTRADAS DE RODAGEM – DAER – Instrução de Serviço DAER-IS-111/12, Centro de Pesquisas Rodoviárias, Porto Alegre, 2012. RODRIGUES, R. M. – Engenharia de Pavimentos: Parte I – Projeto de Pavimentos, Apostila de Aula, Instituto Tecnológico de Aeronáutica, ITA, Divisão de Engenharia de Infraestrutura Aeronáutica, São José dos Campos/SP, abril de 2007, 218 pg. RODRIGUES, R. M. – Engenharia de Pavimentos: Parte II – Gerência de Pavimentos, Apostila de Aula, Instituto Tecnológico de Aeronáutica, ITA, Divisão de Engenharia de Infraestrutura Aeronáutica, São José dos Campos/SP, abril de 2007, 209 pg.
e estrutural dos pavimentos compreendem atividades destinadas à obtenção de dados, informações e parâmetros que permitam diagnosticar os problemas e interpretar o desempenho apresentado pelo pavimento, de modo a se Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
37
trabalhos técnicos
As intervenções que compõem o projeto de restauração rodoviária
D’Orleãs Fernando Barcellos de Freitas Diretor e Coordenador de Projetos INCORP Consultoria e Assessoria LTDA Camila Pelisser Nicolao Engenheira Civil INCORP Consultoria e Assessoria LTDA Marcela Zucchetti Engenheira Civil INCORP Consultoria e Assessoria LTDA incorpconsultoria@terra.com.br
E ste trabalho elenca os principais fatores que envolveram um projeto de restauração rodoviária, explanando toda sua abrangência ao se descrever os principais itens elaborados para solucionar problemas que vão desde os estudos e diagnósticos até a concepção do projeto executivo. Nele conseguimos identificar e solucionar um conjunto de intervenções que compõem uma rodovia, elaborando o que podemos chamar de um projeto ideal de restauração rodoviária. A partir de um contrato firmado entre o Departamento Nacional de Infraestrutura e Transportes – DNIT e o Consórcio INCORP Consultoria e Assessoria – EPT Engenharia e Pesquisas Tecnológicas, elaborou-se o Projeto Básico e Executivo de Engenharia para as Obras de Restauração Rodoviária – C.R.E.M.A. 2ª Etapa - Lote 2. No Lote 2 do C.R.E.M.A 2ª etapa se situam os municípios de Bagé – Aceguá – Santana do Livramento – Quaraí, rodovias federais BR-293, BR-473 e BR-153 da região Sudoeste do Estado do Rio Grande do Sul conforme mapa de localização apresentado na Figura 1. Seguindo uma tendência mundial, o C.R.E.M.A (Contrato de Restauração e Manutenção) concentra em um único contrato, todas as necessidades para restauração completa de rodovias por envolver uma análise total da situação atual da rodovia, com estudos de comportamento do pavimento, tráfego, interseções e acessos, sinalização, estudo dos componentes hidráulicos, meio ambiente envolvido, custos de execução e manutenção por cinco anos, entre outros. A partir destes itens, foi desenvolvido um projeto completo, com atributos muito maiores que apenas uma operação “tapa buracos” de manutenção de rodovias. Buscando um novo conceito de durabilidade dos serviços executados, com estudos e projetos que reestruturam as condições a nível máximo de eficiência. O desenvolvimento dos estudos e projetos compilados em capítulos formaram etapas as quais constituíram o denominado Projeto Executivo. Neste caso, a Fase Preliminar iniciou no ano de 2009, mesma época em que os trechos passavam por interveções do C.R.E.M.A 1ª Etapa. A etapa do Projeto Executivo foi concluída em novembro de 2012, devido a diversas paralisações, dificultando o desenvolvimento das etapas do Projeto Básico. O fluxograma a seguir (Figura 2) demonstra as fases do Projeto Básico e Executivo de Engenharia para as 38
FIM km 441,2
FIM km 305,2 INÍCIO km 335,0 NOTAS: NOTAS: BR-473 -- ACESSO ACESSO SUL - ENTR. BR-153 (A) (A) BR-473 SULBAGÉ BAGÉ - ENTR. BR-153 BR-153 - ACESSO ACESSO LESTE BAGÉ - ENTR. BR-473 (B) (ACEGUÁ) BR-153 LESTEA A BAGÉ - ENTR. BR-473 (B) (ACEGUÁ) BR-293 BR-153 - ENTR. BR-158 (A) RAUL (P/ RAUL PIALO) BR-293 -- ENTR. ENTR. BR-153 - ENTR. BR-158 (A) (P/ PIALO) BR-293 - ENTR. BR-158 (B) (SANTA DO LIVRAMENTO) - ENTR. BR-337/ BR-293 (QUARAÍ) - ENTR. BR-158 (B) (SANTANA DO LIVRAMENTO) - ENTR. BR-377/RS-060 RS-060 (QUARAÍ)
fase preliminar
projeto básico
ESTUDO DE TRÁFEGO
PROJETO DE RESTAURAÇÃO
ESTUDOS TOPOGRÁFICOS
PROJETO DE O.A.C. RELATÓRIOS PERIÓDICOS
PROJETO DE INTERSEÇÕES
RECUPERAÇÃO E O.A.C.
PROJETO DE SINALIZAÇÃO
CADASTROS
RELATÓRIOS PRELIMINAR
ORÇAMENTO PLANO DE EXECUÇÃO
INÍCIO km 605,2
FIM km 668,9
projeto EXECUTIVO
RELATÓRIO DE PROJETO E DOCUMENTOS PARA LICITAÇÃO PROJETO DE EXECUÇÃO
PROJETO DE O.A.E.
DRENAGEM E O.A.C.
COMPONENTE AMBIENTAL
FIM km 145+114,40 INÍCIO km 139,800
Figura 1 - Mapa de situação e localização das rodovias federais BR-293, BR-473 e BR-153 do Lote 2, C.R.E.M.A.
PAVIMENTAÇÃO - ESTUDOS
INÍCIO km 172,5
MEMÓRIA JUSTIFICATIVA MINUTA DE PROJETO
RELATÓRIO AMBIENTAL ESTUDOS GEOTÉCNICOS NOTAS DE SERVIÇO E CÁLCULO DE VOLUMES PROJETO DE DESAPROPRIAÇÃO CONTAGEM DE TRÁFEGO CADASTRO E RECUPERAÇÃO DAS O.A.E. LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO CADASTRO DE SINALIZAÇÃO ORÇAMENTO E PLANO DE EXECUÇÃO DA OBRA
Figura 2 - Fluxograma com as fases do Projeto Básico e Executivo.
Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
39
Obras de Restauração das Rodovias BR-153-293-473/RS – C.R.E.M.A 2ª ETAPA – Lote 2. O objetivo principal deste trabalho tende a explanação dos métodos aplicados na elaboração de um projeto executivo de restauração rodoviária, entre eles diferentes inter-
trabalhos técnicos
venções abordadas ao longo do texto a partir dos seguintes tópicos: Projeto de Restauração da Pista de Rolamento e dos Acostamentos; Interseções; Estudo da Drenagem; Estudo e Avaliação das Obras de Arte Especiais; Sinalização Horizontal e Vertical; Cálculo das DMTs associado à definição de locais para canteiro de obras; Elaboração do Orçamento (SICRO-DNIT); Considerações Finais.
PROJETO DE RESTAURAÇÃO DA PISTA DE ROLAMENTO O Projeto de Restauração propôs apresentar os elementos técnicos necessários à identificação e análise dos defeitos existentes na superfície pavimentada, bem como uma apreciação da situação atual, no tocante à realidade da estrutura a ser projetada, através de ensaios e coleta das informações sobre os materiais constituintes da estrutura do pavimento. Os resultados desses ensaios compilados com as informações coletadas constituiram a base para a elaboração do projeto, onde se calculou, de acordo com os métodos de dimensionamento, a espessura necessária para restabelecer a rodovia ao tráfego atual e futuro. Os levantamentos de dados contemplam a Avaliação Funcional e a Avaliação Estrutural do Pavimento. Na Avaliação Funcional foi realizada inspeção visual da superfície do pavimento, avaliação objetiva e cálculo de IGG (Índice de Gravidade Global), inventário da área da superfície de rolamento, medidas de irregularidade longitudinal e medidas de degraus entre a pista e o acostamento. Para a Avaliação Estrutural foram executadas medidas de deflexões recuperáveis e sondagens na junção entre a pista e o acostamento. A seguir na Figura 3, exemplo do quadro de parâmetros mostrando todos os levantamentos de campo de forma linear com relação ao trecho. Por meio da Avaliação Funcional do Pavimento foi possível constatar que o pavimento apresenta um maior percentual de extensão em condição Ótimo e Bom na escala de conceitos para limites de IGG (Índice de Gravidade Global) e um maior percentual de extensão em condição BOM no con40
Figura 3 - Quadro de Parâmetros e Soluções.
ceito quanto à Irregularidade Longitudinal (IRI) de rodovias pavimentadas; conforme gráficos da Figura 4. Em contrapartida, verificou-se que na avaliação estrutural do pavimento as deflexões características na maioria dos segmentos homogêneos são maiores que a deflexão admissível para cada trecho, conforme apresentado na Figura 5. Com esta análise diagnosticou-se que a superfície do pavimento estava em boas condições pelo fato de que segmentos mais deteriorados foram objeto de restauração recente por conta do programa C.R.E.M.A 1ª etapa (Figura 4); mas por outro lado os dados deflectométricos (Figura 5) indicam que a condição estrutural do pavimento dos trechos em questão, para a maioria dos segmentos, requer a necessidade de aporte estrutural. As soluções propostas para a restauração do pavimento foram definidas de acordo com a magnitude dos parâmetros de projeto que qualificaram funcional e estruturalmente a rodovia. Para o dimensionamento foi utilizada a metodologia PRO-11 do DNIT. Apresentamos a seguir os diferentes tipos de soluções indicadas para os segmentos homogêneos de
Figura 4 - Gráficos dos resultados da Avaliação Funcional do Pavimento.
cada trecho. A Figura 6 apresenta exemplos de segmentos do trecho da BR-293 Santana do Livramento Quaraí com a solução adotada.
Figura 5 - Gráficos dos resultados da Avaliação Estrutural do Pavimento. Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
41
F+CBUQ (Fresagem + Concreto Betuminoso Usinado a Quente); CBUQ (Concreto Betuminoso Usinado a Quente), MICRO (Microrevestimento),
sura de recapeamento asfáltico recomendada para a pista de rolamento e diminuída da espessura do revestimento. Para estabelecer as espessuras de material necessárias
F+MICRO (Fresagem + Microrevestimento);
para permitir um degrau máximo de 5,00cm entre a pista
F+REP+MICRO (Fresagem + Reperfilagem + Microreves-
e o acostamento, foram calculados os valores para o degrau
timento). F+REP+CBUQ (Fresagem + Reperfilagem +Concreto
trabalhos técnicos
medido e cadastrado pelo Consórcio é aumentada pela espes-
Betuminoso Usinado a Quente); O material mais utilizado para a restauração dos trechos foi o Concreto Betuminoso Usinado a Quente, conforme a Figura 7 que mostra o material utilizado em percentual de extensão de cada trecho.
PROJETO DE RESTAURAÇÃO DO ACOSTAMENTO A determinação das intervenções para os acostamentos foi definida pelo catálogo de soluções seguindo os mesmos parâmetros, estruturais e funcionais utilizados para a determinação das soluções para o pavimento da pista de rolamen-
após a execução da solução de pavimentação para a pista de rolamento e acostamento. Sendo assim, as soluções recomendadas após a solução de pavimento para a pista de rolamento e acostamento são as seguintes: Degrau até 5,00 cm – TSD (Tratamento Superficial Duplo) Execução de um novo revestimento em TSD, considerado com espessura de 2,5 cm, deixa a seção do pavimento com degrau aceitável de 5,00 cm respectivamente. Degrau > 5,00 cm – RB+TSD (Reestabilização da base + Tratamento Superficial Duplo). É sugerida a reestabilização da base com espessura > 10
to. Porém, nestas soluções não é levado em consideração o
cm, e adição de brita em quantidade suficiente para, após
desnível formado entre a pista de rolamento e o acostamento,
executado o novo revestimento em TSD, manter o degrau com
também conhecido como degrau. A magnitude do degrau,
5,00cm.
Figura 6 - Segmentos Homogêneos do trecho da BR-293 Santana – Quaraí com as soluções definidas.
42
Figura 7 - Segmentos Homogêneos do trecho da BR-293 Santana – Quaraí com as soluções definidas.
Figura 8 - Seções transversais entre a pista e o acostamento.
Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
43
INTERSEÇÕES Foram adequadas cinco interseções a partir de estudos de tráfego e da quantidade de acidentes nos últimos
trabalhos técnicos
anos, visando o redimensionamento adequado para cada situação. Na Figura 9 podemos ver exemplo da interseção do km 614+100 da BR153.
curvas próximas, procurando adaptar
avaliação da carga hidráulica, no caso
relacionadas. Além de nova geometria
de verificação.
com pavimento novo, foram projetados
no subtrecho da BR-473 - Acesso Sul
ização, garantindo que as intervenções
Bagé - Entr. BR-153(A) foi indicado à
atendam o máximo de segurança viária.
substituição de 36% das obras hidráulicas existentes, porém, sem neces-
ESTUDO DA DRENAGEM O projeto de drenagem e obras
das adequações da interseção existente
de arte correntes (O.A.C.) envolveu
nas normas atuais, implantação de
as principais soluções previstas para
faixas de aceleração, desaceleração,
interceptar, captar e conduzir as águas,
tapers e correção de superelevação de
garantindo a estabilidade da rodovia
curva.
existente. Todas as obras de arte correntes foram cadastradas para a aval-
necessariamente, considerou-se os fluxo-
iação e, quando necessário, foi feita a
gramas de tráfego, sendo o maior VDM o
reparação das mesmas.
sentido Aceguá – Bagé com 197 veículos.
A partir dos parâmetros topomé-
Por conseguinte prevemos a adequação
tricos e hidráulicos fornecidos pelos
desta interseção com rótula alongada,
Estudos Hidrológicos, realizou-se a
ilhas de aproximação e implantação de
verificação da capacidade das obras
faixas de aceleração, desaceleração e
indicadas e o dimensionamento das
tapers. Os canteiros das ilhas e rótulas
novas obras.
serão delineados com meio fio e seu interior será revestido de grama. Em todas as interseções, foi
Para o dimensionamento considerou-se: 1) Operando como canal, no caso
previsto o dimensionamento destas,
de dimensionamento de novos bueiros,
sempre analisando a topografia local
bueiros substituídos e os bueiros pro-
e seus limitantes, como pontes ou
longados;
Figura 9 - Interseção no km 614+100 da BR-153-Situação atual x Proposta. 44
Na Tabela 1 a seguir, nota-se que
novos dispositivos de drenagem e sinal-
Os melhoramentos previstos tratam
Para a concepção desta interseção,
2) Operando como orifício, com a
as opções de acordo com as normativas
sidade de implantação de bueiros em outros locais; diferente do que acontece nos outros três subtrechos, onde foi indicado a substituição de alguns bueiros e também a execução de novos dispositivos. No subtrecho da BR-473: Acesso Sul Bagé - Entr. BR-153(A) foram encontrados 6 pontos onde existem Bueiros Simples Tubulares de Metal (BSTM) implantados. A vida útil dos bueiros metálicos é estimada, a partir da sua implantação, em torno de 25 anos, e estes foram avaliados quanto ao estado de conservação. Este tipo de estrutura apresenta também oxidação na porção inferior do tubo, decorrente da passagem de água continuamente. Nestas situações especiais de projeto a estrutura metálica é submetida a esforços de impacto constantes devido à velocidade e à presença de sólidos no fluxo.
Nos locais onde não foi prevista a substituição do bueiro metálico, por ser suficientemente hidráulico e estar em boas condições, foi indicado para prevenção de desgastes e estender a vida útil destas estruturas existentes, a aplicação de pavimento interno cobrindo a parte inferior do perímetro molhado. Este pavimento pode ser de massa asfáltica ou de concreto armado, como acontece na Figura 10 em uma situação existente. A prática tem demonstrado que o pavimento interno de concreto é mais simples de aplicar e fornece uma proteção extra de forma econômica, preservando todas as vantagens da utilização dos tubos corrugados, conforme é demonstrado na Figura 11.
Figura 10 - Pavimento de Massa Asfáltica em BSTM.
Figura 11 - Detalhe para execução de concreto ou massa asfáltica em BSTM.
Tabela 1 - Seções transversais entre a pista e o acostamento. SUBTRECHO BR-473: Acesso Sul Bagé Entr. BR-153(A) BR-153: Acesso Leste a Bagé Entr. BR-473(B)(Aceguá)
BUEIROS
DESOBSTRUÇÃO /
BUEIROS
BUEIROS
EXISTENTES
LIMPEZA
SUBSTITUÍDOS
NOVOS
6,4 km
14
8
5
36%
0
63,7 km
111
56
3
3%
3
106,2 km
89
36
2
2%
4
132,7 km
203
116
16
8%
6
EXTENSÃO
BR-293: Entr. BR-158(B) (Santana do Livramento) Entr. BR-377/RS-060(Quaraí) BR-293: Entr. BR-153 - Entr. BR-158 (A)(p/ Raul Pialo)
Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
45
ESTUDO E AVALIAÇÃO DAS OBRAS DE ARTE ESPECIAIS Este item é baseado no Cadastro das Obras de Arte Especiais existentes e de estudos de recuperação das patologias de OAE nos trechos. Foi registrada uma grande quantidade de dados de caráter geométrico e patológico que formaram uma base consistente para o conhecimento dos procedi-
trabalhos técnicos
mentos de recuperação/manutenção necessários para cada obra de modo que as mesmas venham atender de forma adequada as demandas de uso a que estão submetidas. Foram elaboradas Fichas Cadastrais de Inspeção Individual para cada uma das 37 Obras de Arte Especiais componentes do Lote 2. Nelas estão registradas uma grande quantidade de dados, levantamentos e informações coletadas durante as vistorias e, posteriormente processadas e analisadas de forma a constituir uma base consistente de conhecimento para a avaliação das anomalias observadas e fornecer as diretrizes de intervenções necessárias para a recuperação de cada obra. O resultado final desse processo foi à atribuição de uma Nota Técnica de Avaliação a cada OAE, em função de critérios que abrangem tanto os aspectos estruturais quanto funcionais de cada elemento analisado, recomendados pela Norma DNIT 010/2004 – “Inspeção em pontes e viadutos de concreto armado e pretendido – Procedimento”, as quais tem intervalo de 1 a 5. Outra forma de analisar a incidência de anomalias nas estruturas é obtida pelo confronto entre o número de patologias por OAE, que de forma indireta inferem a qualidade e adequação do projeto e/ou os cuidados executivos da obra, que será útil no estabelecimento da hierarquização de prioridades. No gráfico apresentado na Figura 12 encontramos esta comparação entre as 37 obras, do Lote 2, através das cores (em azul) e, acompanhadas da respectiva nota técnica (em vermelho). Para cada uma das patologias indicadas são apresentados os procedimentos necessários conforme Tabela 2 a seguir: Com as soluções definidas, foi possível quantificar e especificar a execução destes serviços a partir das informações das Fichas Cadastrais elaboradas em campo.
SINALIZAÇÃO HORIZONTAL E VERTICAL O Projeto Executivo do Lote 2, do C.R.E.M.A consta de Sinalização Horizontal e Sinalização Vertical ao longo do trecho. Baseados nos sentidos do fluxo e classificação da rodovia foram estudadas as sinalizações necessárias para complementação ou reformulação das situações existentes. Na Sinalização Horizontal, fundamentada nas condições geométricas e topográficas, objetivando dotar a rodovia de sinais convencionais e mensagens simples, adotou-se a seguinte sistematização: Diagnóstico da situação existente; Implementação de estudos para melhoria; Orientar e informar a operacionalidade do sistema. De acordo às futuras obras de Restauração, a Sinalização Horizontal foi constituída de um procedimento executivo inteiramente novo visando a eficiente comunicação entre o usuário e a pista, proporcionando uma melhor visibilidade diurna e noturna, atendendo aspectos econômicos e de segurança. Na sinalização vertical, em termos das condições funcionais e de operacionalidade do sistema existente, observa-se à inexistência e a necessidade de manutenção de algumas placas. Desta forma, faz-se necessário à introdução de placas novas, para que o sistema se ajuste às circunstâncias locais. A Sinalização Vertical é basicamente constituída por placas, tendo por finalidade aumentar a segurança, ajudar a manter o fluxo de tráfego em ordem e fornecer informações aos usuários da via. O projeto foi apresentado conforme Figura 13, que ilustra parte da BR-473, em formato linear, indicando as curvas através de demarcações hachuradas.
46
Figura 12 - Gráfico comparativo entre OAE e patologias. Tabela 2 - Patologias e Procedimentos das Obras de Arte Especiais. Nº
PATOLÓGICAS
PROCEDIMENTOS Nos pilares e encontro: colocar veda juntas
1
Manchas de umidade nos pilares
2
Fissuração do concreto nos pilares, encontros, vigas e lajes
Tratar com produtos cristalizantes do concreto
3
Trincas no concreto nos pilares e encontros
Tratar com produtos cristalizantes do concreto
4
Desagregação no concreto nos pilares e encontros de lajes e vigas
Tratar a superfície e aplicar argamassa
5
Armadura exposta nos pilares, encontros, vigas e lajes
Tratar a armadura e a superfície e aplicar argamassa
6
Falta de recobrimento das armaduras nos pilares, encontros, vigas e lajes
Lavar a superfície e aplicar argamassa protetora
7
Obstrução das juntas de dilatação
Limpar as juntas de dilatação nos topos dos pilares e nos encontros dos aparelhos de apoio
Nas janelas em balanço: colocar pingadeiras
8
Infiltração nas juntas de dilatação
Colocar veda juntas
9
Deficiência do sistema de proteção dos taludes
Tratar os taludes conforme projeto específico
10
Erosão do solo dos taludes
Tratar os taludes conforme projeto específico
11
Desgastes superficiais do pavimento
Corrigir mediante retirada e reposição de pavimento
12
Irregularidades do pavimento
Retirar sobre laje de concreto e aplicar revestimento em CBUQ
13
Deterioração da sobrelaje do pavimento
Retirar trechos comprometidos e aplicar concreto incorpado
14
Deficiência na fixação dos guarda-corpos
Substituir elementos mal fixados
15
Guarda-corpos danificados
Substituir elementos danificados
16
Deficiência na fixação das defensas
Corrigir as fixações
17
Falta de defensa
Colocar nova defensas
Figura 13 - Projeto de sinalização desenvolvido (BR-473). Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
47
fontes de materiais
Pedreira | areal | solo | materiais betuminosos
dmts
origem - destino | fornecedor - usina - canteiro | usina - canteiro - pista
$
localização do canteiro
extremidades do trecho | próximo a pedreira | próximo a centros urbanos
trabalhos técnicos
de obras e estocagem Figura 14 - Esquema de custos de transportes.
pavimentação
terraplanagem
cbuq
drenagem e oae cimento
pmq
areia
brita
solo
brita
areia
aço
materiais betuminosos
madeira
Figura 15 - Itens com indicação de DMTs.
CÁLCULO DAS DMTS ASSOCIADO À DEFINIÇÃO DE LOCAIS PARA CANTEIRO DE OBRAS Uma obra rodoviária sofre com as distâncias entre o trecho em obra e a origem dos materiais necessários para implantação, pois geralmente estes não estão disponíveis próximos ao local de aplicação. Portanto, as distâncias entre as jazidas, canteiro de obras e estocagem e os locais de aplicação, foram calculados para ser estimado o custo de transporte necessário para transportar estes materiais, conforme esquema abaixo
real por tonelada x quilômetro de cada serviço, custo este com grande influência no orçamento da obra. Foram estudadas distâncias de transportes considerando cada subtrecho como uma obra independente. A escolha da localização do canteiro de obras foi determinada através de uma análise técnica e econômica que envolveu as localizações das fontes
Implantação do mesmo canteiro de obras para dois subtrechos Ainda seguindo a mesma metodologia, e conforme já apresentado, no Lote 2 do C.R.E.M.A há um subtrecho relativamente pequeno se comparado aos outros três subtrechos, representando 2% em extensão dos 309 km contratados. Portanto, para este, nomeado de Acesso Sul Bagé - Entr. BR-153(A)
de materiais com volume e capacidade
estudou-se a viabilidade de aproveita-
geotécnica que atendiam ao projeto e o
mento do canteiro de obras projetado
trecho em estudo.
para o subtrecho Acesso Leste a Bagé
Só foi possível determinar o local
- Entr. BR-473(B) (Aceguá), visando o
mais econômico para o canteiro de obras,
menor custo no orçamento das obras,
após analisar opções de posicionamento,
pois a instalação de um canteiro de
taram de indicação de DMTs, principal-
como por exemplo, nas extremidades do
obras e alojamento tem proporção
mente para o cálculo do orçamento, os
trecho, próximo à pedreira e a centros
significativa no custo total de implanta-
seguintes materiais:
urbanos.
ção. Esta situação foi analisada técnica
apresentado (Figura 14). Para o projeto do Lote 2, necessi-
Estas definições são necessárias
48
dos centros de massa, definir um custo
Na Figura 16, exemplo do croqui das
e economicamente também e, portanto,
nos grupos de maior volume de material
situações analisadas para a BR-293/RS
foi possível determinar a instalação do
a ser transportado, ou seja, os que têm
no trecho correspondente ao Entr. BR-
canteiro de obras próximo à interseção
parcela significativa e possam, a partir
153 – Entr. BR-158 (A) (P/ Raul Pialo).
do km 614+100 da BR-153, conforme
Figura 16 - Croqui das situações analisadas no subtrecho Entr. BR-153 – Entr. BR-158 (A) (P/ Raul Pialo).
Figura 17 - Localização do canteiro de obras para os subtrechos da BR-153 e BR-473. Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
49
mostrado na Figura 17, local este que
itens mais significativos os relacio-
em conjunto com os fatores já citados
nados a pavimentação (Transportes e
necessidade de contratos para proje-
foi o de menor custo.
aquisições de materiais betuminosos
tos/obras e serviços de conservação
e execução de massa asfáltica) e os
e restauração de rodovias, adotando
custos de manutenção e conservação
procedimentos atuais e em sintonia
durante os cinco anos de contrato que
com modernas normas técnicas e com
a empreiteira contratada para execução
sistema de gerência de pavimentos, o
da obra deve cumprir.
qual, devidamente estruturado, deve
trabalhos técnicos
elaboração do orçamento (sicro-dnit) Os custos envolvidos nas obras rodoviárias devem ser elaborados de maneira que se alcance o mais próximo possível o valor real da obra. Em projetos de conservação e manutenção de rodovias, um dos itens contratados, o qual serve para que seja possível a futura licitação da obra, é o orçamento e o plano de execução da obra. A partir da base de preços elaborada pelo DNIT, o Sistema de Custos Referenciais de Obras, o SICRO 2, em operação com
do órgão com vistas à manutenção da
R$400.000,00 e R$600.000,00/
malha rodoviária.
km. As diferenças entre os trechos vão deste a quantidade de restauração indicada até a quantidade de readequação de obras de arte existentes.
Considerações finais Os grandes investimentos feitos
atualizações bimestrais, é possível estimar os custos de implantação e ex-
atualmente nos mostra a importância
ecução da obra dos quatro subtrechos.
que este tipo de serviço tem sob a vida útil das rodovias. A partir do apresen-
Sistema de Custos, o SICRO 3, que é
tado neste artigo, conclui-se que um
mais abrangente e está em consulta
contrato de recuperação de rodovias
pública que substituirá o SICRO 2
se encaixa como um grande trabalho
e pretenderá otimizar processos do
minucioso e duradouro, obtido quando
existente. Atualmente, há um limitante
da eficiência de todos os elementos
no SICRO 2, pois suas composições
nela associados.
unitárias de serviços não são atual-
Ressalta-se que a importante
izadas em dados e, sim, apenas em
vantagem do contrato C.R.E.M.A diz re-
preços, levando a empresa projetista a
speito ao conjunto de instrumentos de
homologar através da CGCIT (Coorde-
levantamento e acompanhamento das
nação Geral de Custos de Infraestrutura
condições da malha viária, bem como
de Transportes) os serviços previstos e
do planejamento, com base técnica
não constantes no SICRO 2, quando do
e econômica das intervenções objeti-
andamento do contrato. Neste Consór-
vando sua manutenção, restauração,
cio, 15 itens quantificados, sendo 13
melhoria e ampliação.
relacionados à recuperação das Obras
O C.R.E.M.A 2ª etapa assim
de Arte Especiais necessitaram de
projetado quando executado produz
elaboração de composições unitárias de
grandes intervenções nos locais onde
preços, a partir de cotações no mercado
é aplicado e tende cada vez mais a ser
e definições de consumos para poste-
decisivo para garantir a qualidade das
rior aprovação no CGCIT.
rodovias brasileiras, acompanhando os
Segundo o DNIT, através do
ser o principal norteador das ações
tos seguem este padrão, estando entre
na restauração de rodovias no país
Há também uma nova versão do
50
Nos subtrechos do Lote 2, os cus-
De qualquer forma, restou clara a
acréscimos de tráfego e garantindo a
arquivo de Custos Médios Gerenciais
segurança da população ao trafegar em
(Jan/2011), obras como o C.R.E.M.A 2ª
obras de infraestrutura com padrões
ETAPA devem ter orçamento estimado
condizentes de um país em busca de
em R$500.000,00/km, tendo em seus
desenvolvimento pleno.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Projeto Básico e Executivo de Engenharia para as Obras de Restauração Rodoviária – C.R.E.M.A. 2ª Etapa - Lote 2. INCORP Consultoria e Assessoria Ltda. E EPT Engenharia e Pesquisas Tecnológicas, 2012. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT) - Termo de Referência para Elaboração de Projetos Básico e Executivo de Engenharia para Restauração de Rodovias – C.R.E.M.A 2ª Etapa. – 2008. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT) – Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos – procedimento, Rio de Janeiro/RJ, IPR 720, 2006, 310 pg. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT) – Custos Médios Gerenciais – publicação, Brasilia/DF, 2012, 2 pg. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT) – Manual de Custos Rodoviários – Volume 5 – procedimento, Rio de Janeiro/RJ, IPR 720, 2003, 207 pg. Balbo, J. T. (2007). Pavimentação Asfáltica – materiais, projeto e restauração. São Paulo: Oficina de Textos. ISBN: 978-85-86238-56-7. DNER-PRO 011/79 - Departamento Nacional de Estradas de Rodagem. Avaliação Estrutural dos Pavimentos Flexíveis. Procedimento. Rio de Janeiro.
Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
51
artigos
Novo método de dimensionamento de pavimentos rodoviários da AASHTO Adelino Ferreira
Engenheiro Civil, Professor Auxiliar, Departamento de Engenharia Civil, Universidade de Coimbra, Portugal adelino@dec.uc.pt
Fábio Simões
Engenheiro Civil, Bolsista de Pesquisa, Departamento de Engenharia Civil, Universidade de Coimbra, Portugal fsimoes@dec.uc.pt
Mantivemos expressões e termos mais específicos na grafia do português de Portugal, para evitar erros ou alterações de sentido ou significado.
Introdução A American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) desenvolveu um novo método de dimensionamento de pavimentos Este artigo descreve as principais caraterísticas do novo método de dimensionamento de pavimentos rodoviários da AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials). São ainda apresentados os resultados da sua aplicação aos pavimentos rodoviários flexíveis que constam do Manual de Conceção de Pavimentos para a Rede Rodoviária Nacional (MACOPAV). Os resultados obtidos pela aplicação deste novo método de dimensionamento de pavimentos rodoviários às estruturas de pavimentos rodoviários flexíveis que constam do MACOPAV indicam claramente que é uma ferramenta bastante útil para os engenheiros rodoviários não só para o dimensionamento de novos pavimentos, mas também para a análise das necessidades da sua conservação e reabilitação ao longo da sua vida útil.
rodoviários designado por Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide MEPDG (AASTHO, 2008) em substituição do antigo método de dimensionamento de 1993 (AASTHO, 1993). É um método de dimensionamento empíricomecanicista, onde a performance de um pavimento é avaliada pela sua resposta em termos de vários parâmetros de estado (irregularidade longitudinal, rodeiras com a contribuição apenas das camadas betuminosas e com a contribuição de todas as camadas, fendilhamento longitudinal, fendilhamento transversal e pele de crocodilo). Para além de um manual de dimensionamento, foi também disponibilizado um software que permite aplicar o novo método de dimensionamento considerando dados de tráfego, do clima, das propriedades dos materiais e da estrutura do pavimento, dados estes que são introduzidos inicialmente no software. Posteriormente, o software permite efetuar a previsão do comportamento e uma análise posterior em função dos valores máximos que estes parâmetros podem assumir, valores estes que constam, por exemplo, dos contratos de concessão rodoviária. Existem três níveis que definem a quantidade e a qualidade dos dados a inserir inicialmente no software: nível 1; nível 2; e nível 3. O nível 1 é o mais exigente, requerendo ensaios efetuados em laboratório sobre os materiais a usar na estrutura do pavimento. Para dados de tráfego é necessário uma pesquisa e recolha de todos os dados solicitados pelo software. O nível 2 enquadra-se numa precisão intermédia, assumindo dados de ensaios de
52
laboratório e alguns dados assumidos por defeito pelo software. Neste nível, a caraterização dos materiais pode ser efetuada com base nos resultados já conhecidos de ensaios sobre
METODOLOGIA DE DIMENSIONAMENTO Na Figura 1 é apresentada a metodologia de dimensionamento de pavimentos rodoviários considerada no novo método de dimensionamento
outros materiais com características
de pavimentos da AASHTO (2008). Seguidamente, são referidos os dados
semelhantes. O nível 3 é o menos
necessários para a utilização do software MEPDG.
preciso, onde são assumidos valores por defeito correspondendo a valores médios
1. avaliação
para a região onde se localizará a obra rodoviária. Já foram realizados alguns estudos promovidos por administrações
pavimento novo dimensionamento e análise
REABILITAÇÃO
dados de dimensionamento
DIMENSIONAMENTO E ANÁLISE
rodoviárias no sentido de avaliar a aplicação deste novo método de dimensionamento de pavimentos (Saha
INVESTIGAÇÃO IN SITU
ANÁLISE DO CLIMA E AMBIENTE
AVALIAÇÃO DO PAVIMENTO
et al., 2012; El-Badawy et al.; 2012, Li et al., 2010). Por exemplo, Saha et
MATERIAIS DE PAVIMENTAÇÃO
ANÁLISE DE NOVOS MATERIAIS
AVALIAÇÃO / REPARAÇÃO MATERIAIS
al. (2012) avaliaram a possibilidade de aplicação do MEPDG em Alberta,
CRITÉRIO DE DIMENSIONAMENTO
ANÁLISE DE TRÁFEGO
CRITÉRIO DE DIMENSIONAMENTO
Canadá. Foi feita a comparação entre os resultados obtidos pela aplicação do MEPDG e pelo método tradicional de dimensionamento utilizado em Alberta que é semelhante ao método da AASHTO de 1993. Verificou-se que, para projetos com elevados níveis
MODIFICAR AS CARACTERÍSTICAS DE DIMENSIONAMENTO OU DE MATERIAIS
N
dos que as estruturas obtidas pelo novo
RESPOSTA DO PAVIMENTO
método tendo em consideração os limites máximos definidos para os parâmetros de estado. Este artigo descreve as principais
ANÁLISE DA REABILITAÇÃO
CÁLCULO DE TENSÕES E DEFLEXÕES CRITÉRIOS DE PROJETO CUMPRIDOS?
caraterísticas do novo método de
IRI
CÁLCULO INCREMENTAL DO DANO MODELOS DE PATOLOGIAS DO PAVIMENTO DISTORÇÃO
dimensionamento de pavimentos rodoviários da AASHTO. São ainda
2. ANÁLISE
DE DIMENSIONAMENTO
de tráfego, as estruturas obtidas pelo método tradicional têm menor espessura
SELEÇÃO DO PAVIMENTO ESTRATÉGIAS
RODEIRAS S
apresentados os resultados da sua
FALHAS
FENDILHAMENTO CARGA
TÉRMICO
aplicação aos pavimentos rodoviários flexíveis que constam do Manual de Conceção de Pavimentos para a Rede Rodoviária Nacional - MACOPAV (JAE, 1995). Os resultados obtidos pela aplicação deste novo método
3. SELEÇÃO DA ESTRATÉGIA
DIMENSIONAMENTO ALTERNATIVO VIÁVEL
ANÁLISE DE CUSTOS DE MANUTENÇÃO
de dimensionamento de pavimentos rodoviários às estruturas de pavimentos rodoviários flexíveis que constam do MACOPAV indicam claramente que é
ANÁLISE DA ENGENHARIA E DA
QUESTÕES POLÍTICAS E DECISÕES
CONSTRUTIBILIDADE
SELECIONAR ESTRATÉGIA
uma ferramenta bastante útil para os engenheiros rodoviários não só para o dimensionamento de novos pavimentos,
Figura 1 - Metodologia de dimensionamento de pavimentos rodoviários. Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
53
METODOLOGIA DE DIMENSIONAMENTO Na Figura 1 é apresentada a metodologia de
fatores de distribuição mensal e os fatores de distribuição
dimensionamento de pavimentos rodoviários considerada no
horária. São também solicitados alguns dados técnicos
novo método de dimensionamento de pavimentos da AASHTO
relativos aos veículos pesados, nomeadamente a largura
(2008). Seguidamente, são referidos os dados necessários
dos veículos pesados, a distância entre eixos, a distância
para a utilização do software MEPDG.
entre o rodado duplo e a pressão dos pneus. Em Portugal as classes dos veículos são diferentes. Existem 11 classes, de
Tráfego
A a K. Das classes identificadas, as classes A e B referem-
O software MEPDG requer a introdução do Tráfego Médio Diário Anual (TMDA) nos dois sentidos, do número de vias, da
artigos
percentagem de pesados em cada sentido e da percentagem de pesados na via de dimensionamento. São consideradas 13 classes de veículos, sendo as 3 primeiras referentes a veículos ligeiros e as restantes 10 aos veículos pesados (Figura 2). Para além dos dados já referidos, é solicitado para cada classe de veículos pesados, ou seja, classes 4 a 13, a percentagem do total de pesados, a taxa de crescimento, os 02
01
restantes classes F, G, H, I, J e K representam os veículos pesados. Para que a conversão seja o mais ajustada possível, as classes devem agrupar-se da seguinte forma: a classe F correspondente a veículos pesados sem reboque distribui-se pelas classes 5, 6 e 7; a classe G relativa a camiões com um ou mais reboques distribui-se pelas classes 11, 12 e 13; a classe H representando tratores com semirreboques distribui-se pelas classes 8, 9 e 10; a classe I relativa a autocarros passa diretamente para a classe 4; as classes J e 03
07
06
se a velocípedes, as classes C, D e E a veículos ligeiros e as
11
04
08
05
09
12
10
13
Figura 2 - Classes de tráfego.
K correspondentes a tratores agrícolas e veículos especiais
Em Portugal não existem ficheiros de dados climáticos
não têm uma relação direta com as classes do software, algo
no formato requerido pelo software MEPDG. Deste modo,
que não será significativo uma vez que o tráfego deste tipo de
foi necessário proceder a uma recolha exaustiva de todos
veículos é praticamente inexistente. O TMDA foi convertido
os dados disponíveis no Instituto Português do Mar e da
nas classes de tráfego consideradas no software MEPDG
Atmosfera (IPMA) e formatá-los de forma a permitir a sua
adotando distribuições existentes para Portugal resultantes de
leitura e análise pelo software MEPDG. Foram recolhidos
contagens de tráfego.
dados da temperatura, da precipitação e da velocidade do vento em todas as horas de um ano. Posteriormente
Condições climáticas Os dados climáticos são os mais difíceis de obter e formatar do modo requerido pelo MEPDG. Dados como os da temperatura, precipitação e outros fatores climatéricos são muito importantes para saber em que condições as várias camadas do pavimento ficam sujeitas ao longo do tempo. Nos Estados Unidos existem centenas de estações meteorológicas que têm todos os dados necessários no formato utilizado pelo software MEPDG (Li et al., 2010). Esses dados são agregados e analisados no MEPDG através de um modelo designado Enhaced Integrated Climatic Model (EICM). 54
estes dados, incluindo outros, foram formatados tendo em consideração um ficheiro existente do tipo Integrated Climatic Model (ICM). O ficheiro do tipo ICM é composto por uma linha para cada dia. Nessa linha é apresentado pela seguinte ordem, o mês, o dia, o ano, a hora de nascer do sol, a hora de pôr-do-sol e a radiação solar. No seguimento dessa linha diária surgem 24 linhas correspondentes a cada hora desse mesmo dia. Em cada linha é indicada pela seguinte ordem, a hora, a temperatura em graus Fahrenheit, a precipitação em polegadas, a velocidade do vento em milhas por hora, nível de céu limpo ou nível de nebulosidade e a
Tabela 1 - Ficheiro de dados climáticos MÊS
DIA
ANO
NASCER DO SOL
PÔR DO SOL
5
6
2011
6.56667
20.5500
RADIAÇÃO SOLAR 3706.16
Hora
Temperatura (ºF)
Precipitação (polegadas)
Velocidade do vento (mph)
Céu Limpo (%)
Profundidade do nível freático (pés)
0
60.6
0.00
5.6
100
50
1
59.9
0.00
4.0
100
50
MÊS
DIA
ANO
NASCER DO SOL
PÔR DO SOL
RADIAÇÃO SOLAR
5
7
2011
6.55000
20.5500
3709.14
Hora
Temperatura (ºF)
Precipitação (polegadas)
Velocidade do vento (mph)
Céu Limpo (%)
Profundidade do nível freático (pés)
0
57.0
0.00
7.5
100
50
1
56.8
0.00
6.5
100
50
profundidade do nível freático em pés. O nível de céu limpo é indicado em percentagem, sendo que 100% representa
(Brutton, 1987) e do método do Asphalt Institute (2001). Na Tabela 2 são apresentados os dados dos pavimentos
o céu totalmente limpo e 0% representa o nível máximo de
definidos no MACOPAV e ordenados segundo o seu número
nebulosidade. Foi criado um ficheiro com os dados climáticos
estrutural. O valor do módulo de deformabilidade varia em
nacionais de um ano para a zona de Coimbra. Na Tabela 1 é
função da classe de fundação, assumido 60 MPa para classe
apresentado o seu formato final.
F2, 100 MPa para classe F3 e 150 MPa para a classe F4. A classe de fundação F1 não foi considerada uma vez que
Estrutura do pavimento e propriedades dos materiais O último grupo de dados a introduzir no software MEPDG é a estrutura do pavimento e as propriedades dos seus materiais. Também aqui existem 3 níveis que definem a quantidade e a qualidade dos dados solicitados. Em primeiro lugar é necessário introduzir os dados gerais da estrutura do pavimento, indicando as camadas, a sua espessura e o tipo de material. Em cada camada é necessário introduzir alguns dados que caracterizam os materiais, sendo que, os dados solicitados são diferentes entre as camadas betuminosas e granulares. Nas camadas betuminosas é necessário indicar a distribuição granulométrica dos agregados na mistura betuminosa, as propriedades do betume, a temperatura de referência, o coeficiente de Poisson, a percentagem de betume, a percentagem de vazios e o peso volumétrico. Nas camadas granulares é solicitada a distribuição granulométrica, o módulo de deformabilidade ou o valor de CBR (California Bearing Ratio) do material e o coeficiente de Poisson.
APLICAÇÃO ÀS ESTRUTURAS DA MACOPAV O software MEPDG foi aplicado aos pavimentos definidos
o MACOPAV considera esta fundação inadequada para pavimentos flexíveis com camada de base betuminosa. Os valores da percentagem de betume (Vbe) e da percentagem de vazios (Va) são definidos no MACOPAV consoante o tipo de camada. Existe também um intervalo de valores para o teor em betume e porosidade em função do tipo de camada e do tipo de materiais. Relativamente às características volumétricas das misturas betuminosas a quente são definidos os seus valores também na Tabela 2. Para além destes dados, ainda existem mais dados a inserir no software MEPDG, nomeadamente o coeficiente de Poisson que assume o valor 0,35 em todas as camadas (JAE, 1995). Foram atribuídos valores para a distribuição horária dos veículos pesados apresentados na Tabela 3 (Branco et al., 2006). A distribuição para cada classe de pesados foi ajustado através de dados de tráfego da empresa Estradas de Portugal, S.A. Outros valores foram assumidos, nomeadamente a velocidade base de 30 km/h. Apesar de ser possível determinar a temperatura média através do modelo EICM, um dos dados das misturas betuminosas solicitados pelo software MEPDG é a temperatura de referência. Para este campo foi indicada a
no Manual de Conceção de Pavimentos para a Rede Rodoviária
temperatura de serviço das camadas betuminosas definidas
Nacional, usualmente designado por MACOPAV (JAE, 1995).
no MACOPAV que depende da zona geográfica. Apenas foram
Estes pavimentos foram definidos em função da classe de
definidas temperaturas de serviço para as classes de fundação
tráfego, que varia entre T1 e T6, e a classe de fundação, que
F2 e F3. Para a classe de fundação F4 foram assumidos os
varia entre F1 e F4. O MACOPAV definiu 16 estruturas de
valores da classe F3. Para o efeito, foi escolhida a zona de
pavimentos flexíveis diferentes, resultantes da combinação
Coimbra para a qual foram definidos os valores apresentados
entre cada classe de tráfego e cada classe de fundação. Estas
na Tabela 4. Para cada parâmetro de estado foram definidos
estruturas de pavimento foram definidas pela utilização do
limites máximos que asseguram bons níveis de serviço (Tabela
método da Shell (1978) com a verificação pelo método de
5). Estes valores foram definidos em função de valores padrão
dimensionamento de pavimentos da Universidade de Nottingham
definidos em cadernos de encargos de administrações Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
55
Tabela 2 - Estruturas dos pavimentos do MACOPAV CAMADA DE PAVIMENTO
artigos
CAMADA DE BASE BETUMINOSA
DESGASTE tCD
Vbe
Va
tCB
Vbe
(cm)
(%)
(%)
(cm)
(%)
P1
4
12
4
6
9
P2
4
12
4
8
P3
4
12
4
12
P4
4
12
4
P5
5
12
P6
5
P7
4
P8
CAMADA SUB-BASE GRANULAR
SOLO DE FUNDAÇÃO
SOLO NATURAL
tCSB
E
tCSF
E
tSN
E
(cm)
(MPa)
(cm)
(MPa)
(cm)
(MPa)
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
9
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
9
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
14
9
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
4
14
9
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
12
4
16
9
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
12
4
18
9
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
5
12
4
17
9
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
P9
5
12
4
19
9
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
P10
6
12
4
18
9
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
P11
5
12
4
20
9
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
P12
6
12
4
20
9
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
P13
5
12
4
23
9
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
P14
6
12
4
22
9
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
P15
6
12
4
24
9
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
P16
6
12
4
26
9
7
20
200
100
60 – 150
∞
1000
Va (%)
Notas: tCD – espessura da camada de desgaste; tCB – espessura da camada de base; tCSB – espessura da camada de sub-base; tCSF – espessura da camada de solo de fundação; tSN – espessura de solo natural; Vbe – percentagem de betume; Va – percentagem de vazios; E – módulo de deformabilidade.
Tabela 3 - Percentagem horária do Tráfego Médio Diário Anual de veículos pesados para a zona Coimbra HORA
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
TMDAp (%)
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
2,9
4,4
5,9
5,9
5,9
5,9
5,9
Hora
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
TMDAp (%)
5,9
5,9
5,9
5,9
5,9
5,9
5,9
5,0
3,8
2,6
1,5
1,5
Nota: TMDAp – Tráfego Médio Diário Anual de veículos pesados.
Tabela 4 - Temperaturas de serviço para a zona Coimbra (°C) CLASSE DE TRÁFEGO
CLASSE DE
Tabela 5 - Valores limite dos parâmetros de estado FENDILHAMENTO
FUNDAÇÃO
T6
T5
T4
T3
T2
T1
LONGITUDINAL (m/km)
F2
27,5
28,2
27,7
27,3
27,4
27,1
200
F3
27,0
27,1
27,9
27,6
27,3
27,0
PELE DE CROCODILO (m/km) 20
Rodeiras (mm) CB
Total
15
20
IRI (mm/km) 3500
Nota: CB – camadas betuminosas.
Tabela 6 - Valores dos parâmetros de estado ao fim de 20 anos CLASSES
P
TMDAp
t (%)
NAVP
FENDILHAMENTO LONGITUDINAL
(20 anos)
(m/km)
PELE DE
Rodeiras (mm)
F F2
P3
150
3
1,47×106
14,1
0,81
5,1
12,1
1578
T6
F3
P2
150
3
1,47×106
23,9
2,11
5,8
11,9
1591
T5
T4
T3
T2
T1
CROCODILO (%)
CB
F4
P1
150
3
1,47×106
16,0
2,91
5,8
11,4
1589
F2
P7
300
3
2,94×106
4,6
0,40
7,1
13,5
1605
F3
P4
300
3
2,94×106
23,1
0,82
7,6
12,7
1594
F4
P3
300
3
2,94×106
29,4
1,16
7,6
12,2
1583
F2
P11
500
4
5,44×106
3,0
0,41
9,1
15,2
1651
F3
P6
500
4
5,44×106
24,4
0,78
10,9
15,7
1670
F4
P5
500
4
5,44×106
40,7
1,05
11,2
15,5
1665
F2
P13
800
4
8,70×106
1,8
0,38
10,7
16,8
1687
F3
P9
800
4
8,70×106
16,8
0,64
12,4
17,3
1705
F4
P8
800
4
8,70×106
36,4
0,82
13,2
17,3
1706
F2
P15
1200
5
1,45×107
1,0
0,43
9,9
15,7
1665
F3
P12
1200
5
1,45×107
11,2
0,65
12,1
16,7
1690
F4
P10
1200
5
1,45×107
33,9
0,83
13,9
17,8
1719
F2
P16
2000
5
2,42×107
1,1
0,52
11,2
17,0
1697
F3
P14
2000
5
2,42×107
11,9
0,76
14,5
19,1
1750
F4
P12
2000
5
2,42×107
35,4
0,90
15,7
19,6
1765
Notas: T – tráfego; F – fundação; P – pavimento; NAVP – número acumulado de veículos pesados; CB – cam. betuminosas.
56
Total
IRI (mm/km)
T
rodoviárias. A aplicação do software MEPDG tem como
Em termos de pele de crocodilo (Figura 4),
resultado final a criação de um ficheiro com todos
os valores variam entre 0,38 e 2,91%. Na sua
os dados e resultados, apresentando, além de outros
globalidade, os valores não variam muito e são
valores, os dados introduzidos inicialmente no software
sempre valores reduzidos, ficando muito longe do
e os valores de comportamento do pavimento em termos
limite máximo (20 m/km). Verifica-se, ainda, tal
de parâmetros de estado ao longo do período de vida
como acontece com o fendilhamento longitudinal,
útil. Na Tabela 6 são apresentados os valores finais dos
que o valor da pele de crocodilo cresce bastante
parâmetros de estado bem como os dados de tráfego ao
de ano para ano, não tendo uma variação linear.
fim de 20 anos.
Relativamente às rodeiras, a variação do seu
As estruturas de pavimento do MACOPAV,
valor devido apenas à contribuição das camadas
resultantes da combinação entre a classe de tráfego
betuminosas (Tabela 6 e Figura 5) é maior do que a
e a classe de fundação, foram definidas com limites
variação do seu valor devido à contribuição de todas
iguais para o dano acumulado (80% a 100%), pelo
as camadas do pavimento (Tabela 6 e Figura 6). O
que utilizando este novo método de dimensionamento
valor das rodeiras devido apenas à contribuição das
também deveriam apresentar valores semelhantes para
camadas betuminosas varia entre 5,1 e 15,7 mm,
os diferentes parâmetros de estado. Além dos valores
ultrapassando o valor máximo de 15,0 mm apenas
apresentados na Tabela 6, também são apresentados
num dos casos (P12 correspondente à combinação
as Figuras 3 a 7 para cada parâmetro de estado.
T1 e F4). Considerando todas as camadas do
Os valores do fendilhamento transversal não são
pavimento, o valor das rodeiras varia entre 11,4 e
apresentados porque são valores muito baixos em todas
19,6 mm, sendo este o parâmetro de qualidade que
as situações.
se aproxima mais do limite máximo (20 mm). Tanto
Analisando os valores apresentados na Tabela 6
para as rodeiras devido apenas à contribuição das
juntamente com a Figura 3, verifica-se que existe uma
camadas betuminosas como para as rodeiras totais, o
grande variação do valor do fendilhamento longitudinal,
seu valor não varia muito dentro da mesma classe de
variando entre 1,0 e 40,7 m/km. Esta variação verifica-
tráfego. Relativamente a este parâmetro (rodeiras) já
se sobretudo com a alteração da classe de fundação
se verifica uma menor variabilidade dos valores, tal
dentro da mesma classe de tráfego. A única exceção
como era esperado.
a esta grande variação encontra-se nos pavimentos
Em relação ao IRI (Tabela 6 e Figura 7), o seu
da classe de tráfego T6, variando apenas entre 14,1
valor varia entre 1578 e 1765 mm/km, sendo o
e 23,9 m/km. Verifica-se ainda que, para a vida útil
parâmetro com valores mais homogéneos. Verifica-se
de 20 anos, os valores estão bastante longe do limite
ainda que, para a vida útil de 20 anos, os valores
máximo (200 m/km).
estão bastante longe do limite máximo considerado
Figura 3 - Evolução do valor do fendilhamento longitudinal durante o período de vida útil. Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
57
Figura 4
artigos
Evolução do valor da pele de crocodilo durante o período de vida útil.
Figura 5 Evolução do valor das rodeiras das camadas betuminosas durante o período de vida útil.
Figura 6 Evolução do valor das rodeiras totais durante o período de vida útil.
Figura 7 Evolução do valor do IRI durante o período de vida útil. 58
(3500 mm/km). Estes resultados permitem concluir que,
recolher e organizar em ficheiros no formato próprio. Não será
considerando o novo método de dimensionamento de
necessário um grande investimento a nível financeiro, apenas
pavimentos da AASHTO, o parâmetro mais condicionante
uma melhor otimização dos recursos disponíveis, sendo
na região de Coimbra corresponde às rodeiras, já que
muito importante a colaboração entre o Instituto Português
apresentam valores elevados, muito próximos do limite
do Mar e da Atmosfera e a Estradas de Portugal, incluindo as
máximo admissível de 20,0 mm.
restantes administrações rodoviárias. Também é importante
CONSIDERAÇÕES FINAIS Em Portugal, no dimensionamento de pavimentos rodoviários tem-se utilizado preferencialmente o método da Shell. O Manual de Conceção de Pavimentos para a Rede Rodoviária Nacional (MACOPAV) tem-se utilizado essencialmente no pré-dimensionamento de pavimentos
fazer um esforço adicional na recolha de dados de tráfego, principalmente na distribuição de cada classe de pesados. Uma distribuição afastada da realidade implicará uma previsão muito diferente da que ocorrerá ao longo da vida útil do projeto. O novo método da AASHTO foi desenvolvido com o objetivo de se tornar o método de referência mundial.
rodoviários considerando dados de tráfego, dados sobre
Espera-se que em Portugal, assim como no Brasil e
a fundação dos pavimentos, dados sobre os materiais de
em outros países, além das Universidades, também as
pavimentação e dados climáticos muito gerais. Em termos
administrações rodoviárias e os projetistas de pavimentos
de gestão da conservação e reabilitação dos pavimentos
iniciem a sua utilização no dimensionamento de novos
ou de previsão da evolução do valor de cada parâmetro de
pavimentos e na reabilitação de pavimentos degradados.
estado dos pavimentos (fendilhamento longitudinal, pele de
Vários tipos de análises podem e devem ser efetuadas. Por
crocodilo, rodeiras, irregularidade longitudinal, etc.) tanto o
exemplo, variando os níveis de tráfego, as caraterísticas dos
método da Shell como o MACOPAV pouca ajuda podem dar
materiais e a aplicação a várias zonas do país com diferentes
às administrações rodoviárias.
condições climáticas. Deverá, ainda, ser efetuada uma
O novo método de dimensionamento de pavimentos da
análise económica das estruturas de pavimento entrando
AASHTO pode ser bastante útil para que as administrações
com os custos de construção, os custos de conservação, os
rodoviárias possam acompanhar a evolução dos valores dos
custos para os utentes e o valor residual dos pavimentos
parâmetros de estado dos pavimentos com o objetivo de
(Santos e Ferreira, 2011; Santos e Ferreira, 2012; Ferreira e
planearem as intervenções de conservação ou reabilitação
Santos, 2012). Deste modo, será possível verificar quais os
de modo a cumprirem o que está definido nos contratos
parâmetros de estado dos pavimentos mais condicionantes
de concessão e nos Planos de Controlo de Qualidade. No
para cada região do país e otimizar as estruturas de
entanto, a sua aplicação exige uma enorme quantidade de
pavimentos novos e otimizar as espessuras de camadas de
dados, principalmente dados climáticos, que é necessário
reforço de pavimentos degradados.
AGRADECIMENTOS Os autores agradecem à Fundação para a Ciência e Tecnologia o apoio financeiro a este trabalho através do Projeto PTDC/ECM/112775/2009 – MODAT – Multi-Objective Decision-Aid Tool for Highway Asset Management, comparticipando pelo Fundo Comunitário Europeu FEDER. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AASTHO (2008). Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide, Interium Edition: A Manual of Practice, 1-204, Washington, DC. AASTHO (1993). Guide for design of pavement structures. American Association of State highways and Transportation Officials, 1-640, Washington, DC. Asphalt Institute (2001). Thickness design: asphalt pavements for highways and streets. Lexington, KY: Asphalt Institute, 1-98. Branco, F., Pereira, P. e Picado-Santos, L. (2006). Pavimentos Rodoviários, Almedina, Coimbra. Brunton, J., Brown, S. and Pell, P. (1987). Developments to the Nottingham analytical design method for asphalt pavements. Proceedings of the 6th International conference on structural design of asphalt pavements. Ann Arbor, MI: University of Michigan, Vol. 1, 366-377. El-Badawy, S., Bayomy, F. and Fugit, S. (2012). Traffic characteristics and their impact on pavement performance for the implementation of the Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide in Idaho, International Journal of Pavement Research and Technology, 5(6), 386-394. Ferreira, A. and Santos, J. (2012). Life-cycle cost analysis system for pavement management at project level: sensitivity analysis to the discount rate, International Journal of Pavement Engineering, 1-19, Published online: 03 September 2012, DOI: 10.1080/10298436.2012.719618. JAE (1995). Manual de concepção de pavimentos para a rede rodoviária nacional, Junta Autónoma de Estradas, Lisboa, Portugal, 1-54. Li, Q., Wang, K. and Hall, K. (2010). Verification of virtual climatic data in MEPDG using the LTPP Database, International Journal of Pavement Research and Technology, 3(1), 10-15. Shell (1978). Shell pavement design manual – asphalt pavements and overlays for road traffic, Shell International Petroleum Company Ltd., London, UK. Saha, J., Nassiri, S., Soleymani, H. e Bayat, A. (2012). A comparative study between the Alberta Transportation Flexible Pavement Design and the MEPDG, International Journal of Pavement Research and Technology, 5(6), 379-385. Santos, J. and Ferreira, A. (2012). Pavement design optimisation considering costs and preventive interventions, Journal of Transportation Engineering, American Society of Civil Engineers, 138(7), 911-923. Santos, J. and Ferreira, A. (2013). Life-cycle cost analysis for pavement management at project level, International Journal of Pavement Engineering, 14(1), 71-84. Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
59
Alexsander Maschio Engenheiro Civil
Pavimento de concreto: estágio atual no Brasil
Associação Brasileira de Cimento Portland alexsander.maschio@.abcp.org.br
Fernando Papisch Druck Engenheiro Civil Associação Brasileira de Cimento Portland fernando.druck@abcp.org.br
Carlos Roberto Giublin
artigos
Engenheiro Civil
Mestre em Construção Civil, CRG Engenharia crgengenhaia@onda.com.br
Em virtude das sucessivas acomodações da economia brasileira, decorrentes das crises vividas pelo país nos últimos anos, a rodovia, na condição de modalidade de transporte mais utilizada no Brasil, foi um dos segmentos mais afetados. Deteriorouse a infraestrutura como efeito da precariedade e/ou ausência da conservação ou ainda pelo uso de soluções tradicionais, às vezes de baixo custo inicial, mas quase sempre de elevado custo de manutenção. Neste quadro de baixos investimentos na área rodoviária, por muitos anos as pesquisas de novas tecnologias não tiveram espaço ou recursos aplicados. Neste período, o Brasil basicamente utilizou a tecnologia de pavimentação com produtos à base de asfalto. No final da década de 90, com promissora retomada de investimentos na área rodoviária, a indústria de cimento reintroduz a iniciativa de desenvolvimento da tecnologia de pavimentação de concreto, investindo em equipamentos, qualificando mão de obra, desenvolvendo cursos para universidades, entre outros, procurando ganhar espaço com um produto de alta qualidade e durabilidade. Resgatando um histórico de grandes obras no passado, demonstrando as suas vantagens, e, principalmente, criando uma nova cultura, pode-se vislumbrar o potencial de mercado existente no Brasil de hoje, para novas opções de materiais de pavimentação.
HISTÓRICO Até o início da década de 50 era intensa em nosso país a utilização do concreto de cimento portland na pavimentação,
de desenvolvimento que favorecia a política de construção
tanto de vias urbanas, pistas de aeroportos, bem como de
das rodovias ditas de penetração, nas quais o custo inicial
rodovias. A partir do término da Segunda Guerra Mundial, a
tem peso preponderante, posto que, quanto menor seu valor,
produção nacional de cimento foi destinada prioritariamente
maior a extensão pavimentada, o que atende à principal
ao suprimento de necessidades fundamentais da florescente
função desse tipo de estrada que é a de levar rapidamente o
indústria da Construção Civil, o que conduziu os setores
transporte ao maior número de regiões de um país.
de pavimentação a lançar-se em empreendimentos que
Nos últimos anos, porém, o pavimento de concreto
não dependessem maciçamente desse produto; na mesma
ressurgiu em países de características tão diversas como
época desenvolveu-se nos EUA, e rapidamente absorvida
México, Bolívia, Argentina, Equador, África do Sul, Portugal,
pelos órgãos brasileiros ligados ao ramo rodoviário, extensa
Espanha, Índia e Brasil. Isto porque, principalmente, seu
tecnologia de pavimentos flexíveis à base de produtos
custo inicial tornou-se atraente diante das alterações da
betuminosos, em detrimento dos cimentados. Os preços dos
estrutura de preços dos derivados de petróleo, e também do
derivados de petróleo, por seu turno, eram muito baixos e, por
crescimento da conscientização de governos e contribuintes
isso, muito convidativos.
da necessidade vital de aproveitar ao máximo a aplicação
Essa situação estimulou o meio técnico de pavimentação
60
equipamentos. Além disso, o país encontrava-se num estágio
dos recursos públicos, buscando o maior benefício e o menor
a aparelhar-se para emprego de pavimentos asfálticos,
custo. E este novo momento de uso desta tecnologia no
dirigindo a formação de pessoal e montagem do parque de
mundo também chegou ao Brasil, no final da década de 90.
Quadro 1 - Comparativo: 1998 x 2013
ESTÁGIO DE DESENVOLVIMENTO COMPARATIVO 1998 X 2013 Extrapolado o estágio inicial da adoção da tecnologia do pavimento de concreto no Brasil, que se estendeu até meados do século XX, tem-se como marcante a retomada da utilização desta técnica no final da década de
1998
2013
Perda do referencial histórico pela nova geração de
Conceito de custos longo prazo;
engenheiros rodoviários;
Melhora no conforto de rolamento;
Conhecimento nas mãos de poucos;
Execução ficou simplificada;
Inexistência de estrutura de custos;
Disponibilidade de equipamentos de formas deslizantes;
Conforto de rolamento ruim;
Existência de muitos e bons exemplos;
Dificuldade de execução;
Recuperado histórico no Brasil;
Indisponibilidade de equipamentos de formas deslizantes;
Competitividade no custo de construção (inicial);
Carência de bons exemplos;
Adoção de procedimentos e custos pelos órgãos de
Inexistência de projetistas especializados;
transportes;
Pouca manutenção nos pavimentos existentes;
Projetistas no Brasil com experiência;
ABCP - estrutura centralizada;
ABCP – estrutura descentralizada em regionais;
Brasileira de Cimento Portland (ABCP),
Pouca influência regional;
Engajamento de Entidades, Empresas e Construtoras na
influenciada pela retomada de obras em
ASFALTAR = PAVIMENTAR
cadeia produtiva de pavimentos de concreto.
1990, quando a indústria cimenteira nacional, através da Associação
concreto em outros países e antevendo a retomada dos investimentos em infraestrutura no Brasil, passou a investir
Cursos sobre pavimentos de concreto para meio universitário;
no desenvolvimento da tecnologia de
Cursos de formação em execução de pavimentos de concreto para gestores/
pavimentação em concreto.
fiscais de obras;
O panorama apresentado neste
Cursos de formação de multiplicadores de palestras técnicas;
momento era de total desinformação
Curso de formação de projetistas;
pelos projetistas e gestores de obras
Acompanhamento da qualidade nas obras executadas e monitoramento
rodoviárias que tinham a pavimentação
posterior à execução das obras e relatórios técnicos das mesmas;
de concreto como algo de execução
Acompanhamento nas revisões de diversas normas brasileiras sobre pavimentos
difícil, com má qualidade e de custo
de concreto;
elevado.
Revisão da bibliografia;
Hoje, a modificação do panorama permitiu uma evolução considerável no
Apoio a projetos de dimensionamento e projetos de manutenção e reparos de pavimentos de concreto.
processo de adoção desta tecnologia no país e, incontestavelmente, com a importação de equipamentos de formas deslizantes, uma melhoria no processo executivo que possibilitou a existência de muitos e bons exemplos de aplicação dos pavimentos de concreto e que está demonstrada pelo quadro 1. Contribuindo para esta mudança, foram realizadas diversas ações divulgando e promovendo a tecnologia junto aos órgãos gestores de pavimentos nos níveis públicos (rodoviário e urbano), das concessionárias de rodovias, projetistas, universidades e escolas de engenharia, bem como para toda a cadeia produtiva do setor. As principais ações desenvolvidas neste período foram as seguintes:
APLICAÇÕES TÍPICAS As principais qualidades dos pavimentos de concreto são a sua grande rigidez, assegurando uma boa distribuição das cargas sobre as camadas inferiores e sua resistência à fadiga. Estas qualidades, muitas vezes tornam o custo de construção competitivo, principalmente no caso de solos com baixa capacidade de suporte. Quando, além dos aspectos citados anteriormente, agregam-se estudos de custo-benefício de longo prazo, somados à garantia de maior durabilidade, reduzida manutenção, não possibilidade de formação de trilhos de roda e nem buracos, execução simplificada com os equipamentos de formas deslizantes, bem como segurança do usuário, verificam-se diversas possibilidades de utilização desta tecnologia, dentre as quais: Vias de tráfego intenso, pesado e canalizado: Rodovias federais, estaduais e concessões, corredores exclusivos de ônibus e vias arteriais e perimetrais de grandes cidades; Áreas sujeitas a derramamento de combustíveis: Postos de combustíveis, praças de pedágio e estacionamentos de ônibus e caminhões; Áreas de tráfego pesado: Pátios de cargas em portos, terminais de containeres e terminais de ônibus; Pisos Industriais;
Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
61
Aeroportos: Pátios de estacionamento de aeronaves, cabeceiras de pista e pistas, principais ou de taxiamento; Recuperação de Pavimentos asfálticos (whitetopping): rodovias e vias urbanas; Túneis, viadutos, pontes e alças de acesso de rodovias.
CUSTO TOTAL DE UMA RODOVIA Ao se fazer a análise de viabilidade sobre o uso de pavimentos de concreto, muitas vezes é analisado parcialmente o esquema de distribuição do custo total de uma rodovia, conforme apresentado na Figura 01. Muitos são os aspectos que interferem na composição final do custo de um pavimento, pois além dos custos iniciais de implantação devem ser considerados os custos indiretos, externos (tempo de viagem, acidentes, consumo de combustível, etc.) e os custos de
artigos
manutenção e operação da via. Como o estágio atual do Brasil é de projetos de rodovias que melhoram a capacidade de tráfego, é de fundamental importância à execução de rodovias que agregam melhor custo-benefício ao usuário. custo da rodovia custo total
construção operação | manutenção
tempo de viagem poluição
custos externos propriedade
custo do veículo
acidentes
operação | manutenção Figura 1 - Custo total de uma Rodovia.
EQUIPAMENTOS PARA EXECUÇÃO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO Existem três tipos de equipamentos para execução de pavimentos de concreto: equipamento de pequeno porte (réguas vibratórias, rolos vibratórios e treliças vibratórias), equipamento sobre forma-trilho e equipamento de formas deslizantes. Cada qual possui características diferenciadas e, para que as obras sejam executadas com maior qualidade é necessário que o setor rodoviário conheça os detalhes de cada sistema. Atualmente há uma grande utilização das pavimentadoras de formas deslizantes, equipamentos que reúnem em uma só unidade a recepção, distribuição, regularização, adensamento e acabamento superficial do concreto (Figura 02). Na execução de um pavimento com os equipamentos de formas deslizantes tornam-se evidentes as vantagens de seu uso, dentre as quais podemos destacar:
62
Rapidez de recebimento do concreto que é transportado por caminhões basculantes; Distribuição uniforme do concreto antes do processo de vibração; Adequado adensamento do concreto pelos vibradores de alta freqüência; Acabamento superficial do concreto, proporcionado pelo sistema de formas deslizantes; Trabalho com larguras e espessuras variadas das formas deslizantes; Controle de nivelamento e alinhamento do pavimento através de sensores laterais; Redução de mão de obra de operação e acabamentos; Dispensam o emprego de formas fixas laterais; Redução do custo final dos serviços de pavimentação. Figura 2 - Pavimentadora de formas deslizantes.
A produtividade destes equipamentos está diretamente ligada à disponibilidade de concreto na frente de serviço, podendo atingir velocidades de até 2,0m/min, independentemente da largura da pista. Estes equipamentos trabalham com concreto de baixo slump (ensaio de abatimento de tronco de cone), proporcionando uma redução do consumo de cimento por m³ comparativamente aos outros equipamentos. Hoje, no Brasil, existe a disponibilidade de equipamentos de formas deslizantes, das marcas TEREX CMI, WIRTGEN e GOMACO. Hoje, para os serviços de pavimentação em concreto, é necessária a utilização de modernas centrais dosadoras e
Figura 3 - Whitetopping BR 290.
misturadoras em função de duas características principais: a) o transporte do concreto deverá ser realizado em caminhões basculantes para ser lançado na frente da pavimentadora; b) possuem sistema informatizado de controle das atividades de pesagem dos diversos materiais e da mistura do concreto garantindo dosagens constantes e de alta qualidade. A produção nominal pode variar de 50 a 150m³/h.
MERCADO No Brasil, apesar do incremento observado nos últimos
Figura 4 - Duplicação RS 118.
anos, os números estão bem aquém da realidade mundial. Enquanto nos países desenvolvidos, o percentual de utilização dessa tecnologia está entre 15 e 25% das rodovias, no Brasil são aproximadamente 3.000 km em concreto num total pavimentado de cerca de 200.000 km, correspondendo a algo próximo de 1,5%. A extensão total pavimentada não tem variado significativamente nos últimos 10 anos, em função da necessidade de restauração da malha existente, fato este que tem absorvido os poucos investimentos do setor. Porém, vale ressaltar que a extensão total estimada para a malha viária nacional é de 1,751 milhões de quilômetros, sendo que apenas 11,2% dessas vias encontram-se pavimentadas, abrindo no
Figura 5 - Túnel Morro Alto BR 101.
horizonte um mercado promissor para o desenvolvimento do setor rodoviário.
PAVIMENTO DE CONCRETO NO RIO GRANDE DO SUL O estado do Rio Grande do Sul foi um dos pioneiros na utilização urbana e rodoviária do pavimento de concreto. Os primeiros registros relatam o uso da tecnologia em pavimentação de rua em 1925 em Pelotas e em 1931 em Porto Alegre. Ainda nos anos 30 duas importantes rodovias estaduais, as antigas BR-2 ligando Porto Alegre à São Leopoldo com 22 km de extensão e a RS-17 ligando Porto Alegre à Gravataí, com 14 km de extensão foram pavimentadas com o uso de concreto de cimento portland e saudadas como as mais modernas da
Figura 6 - Whitetopping BR 290.
Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
63
Figura 7 - Duplicação BR 392.
época.Nos anos 50, o DAER construiu a antiga rodovia federal BR-92, atual BR 392, ligando Pelotas à Rio Grande utilizando o pavimento de concreto em 22 km de sua extensão total de 44 km. Em 1975, a RS 118 (antiga RS-17) também se utilizou dessa tecnologia. O uso do pavimento de concreto como pavimentação rodoviária no Rio Grande do Sul foi retomado em 2000 com o uso do processo de
artigos
“Whitetopping” na recuperação de 17 km de trechos da BR 290 (Porto Alegre – Osório). Essa tecnologia utilizou o pavimento asfáltico existente como sub-base para a aplicação direta do pavimento de concreto (Figura 03). Esta obra foi uma das primeiras no Brasil a se utilizar dos equipamentos de pavimentação de formas deslizantes e hoje, esta rodovia é considerada uma
Figura 8 - Fresagem Pavimento de Concreto BR 392.
das melhores do país. Em 2008, o concreto foi utilizado como pavimento em 1,5 km no Túnel da Reversão da rodovia RS 453 – Rota do Sul (Figura 04) e nos 22 km de duplicação da rodovia RS 118 (Figura 05) e em 2009, no Túnel de Morro Alto nas obras de duplicação da BR 101 nos 2,0 km de sua extensão (Figura 06). A obra rodoviária mais recente com o uso do pavimento de concreto foi em 2011 com a duplicação de 27,0 km da rodovia BR 392 entre Pelotas e Rio Grande (Figura 07). Além do uso das pavimentadoras de formas deslizantes, essa obra foi pioneira no uso de fresagem de concreto no reperfilamento de alguns de seus trechos (Figura 08). Esse processo permite o corte superficial do pavimento de concreto com o uso de equipamentos já disponíveis no Brasil de maneira a melhorar o conforto de rolamento dos veículos. Essa tecnologia é indicada para a recuperação de pavimentos de concreto, aumentando sua vida útil e melhorando as condições de uso e segurança para os usuários.
64
CONCLUSÃO O Brasil tem histórico do uso de pavimento de concreto e o atual desenvolvimento da tecnologia a partir de 1998 até agora foi determinado pelo envolvimento da indústria de cimento no setor. As ações realizadas obtiveram êxito proporcionando uma mudança no panorama encontrado inicialmente.
como a diminuição significativa dos custos de construção ampliaram o uso de pavimentos de concreto no país, resultando em obras modernas e grande valia para seus usuários. Contudo, o incremento ainda é baixo se considerada a utilização deste sistema em países desenvolvidos. Tem-se aproximadamente 1,5% da
No que se refere à execução, com a
malha nacional em pavimentos de
chegada dos equipamentos de formas
concreto contra 15 a 25% nos países
deslizantes no país, a tecnologia,
desenvolvidos. Hoje há disponibilidade
antes baseada em equipamentos
de diversos equipamentos de formas
de pequeno porte, iniciou um novo
deslizantes no Brasil. A malha rodoviária
período de desenvolvimento com a
pavimentada é de 11,2%, demonstrando
execução de diversas e importantes
um promissor mercado para as diversas
obras. O conforto de rolamento, bem
tecnologias de pavimentação.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7583: Execução de pavimentos de concreto simples por meio mecânico, Rio de Janeiro, 1986. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. DNIT 049/2004 – ES: Pavimento Rígido – Execução de pavimento rígido com equipamento de forma deslizante. Brasília, 2004. GIUBLIN, C.R.; et al. Pavimento de concreto nas vias de acesso ao Porto de Paranaguá. In: INSTITUTO BRASILEIRO DO CONCRETO, 47º. Congresso Brasileiro, 2005. Olinda. Anais. Olinda: IBRACON, 2005. GIUBLIN, C.R. Diretrizes para o planejamento de canteiros de obra de pavimentação de concreto. Dissertação de mestrado. Curso de Pós-Graduação em Construção Civil da UFPR, Curitiba, 2002. GIUBLIN, C.R.; et al. Reabilitação Estrutural da BR 290, utilizando a técnica de Whitetopping. In: 34ª REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO, 2003. Anais. Campinas, SP. TORRES, R.R. e CANABARRO, F. A história das primeiras rodovias pavimentadas. Revista Estradas, 2005, Porto Alegre, RS PITTA, M.R. Pavimento de Concreto: Um Moderno Ovo de Colombo? Revista do IBRACON. 1996. São Paulo, SP
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Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
65
relato de experiência
Experiência de contratos CREMA na rede federal pavimentada Luiz Somacal Neto
Engenheiro Civil - DNIT
Liz Helena Costa Varella
Engenheiro Civil - Ecoplan Engenharia
Introdução Um dos fatores que impulsionou os contratos tipo CREMA no Brasil foi a dificuldade de gerenciamento dos contratos por preço unitário associados à falta de pessoal qualificado para fiscalização dos serviços de manutenção da malha pavimentada. O Programa CREMA é um contrato de Gestão onde a empresa contratada tem a responsabilidade pela execução e manutenção das obras, em níveis de qualidade pré-estabelecidos. Na fiscalização são verificados os indicadores de desempenho dos serviços e realizados controles tecnológicos por amostragem para confirmar a fidelidade dos controles efetuados pela construtora. Caso não atendidos os padrões de desempenhos, o risco da construtora é refazer os serviços. No modelo CREMA da rede pavimentada federal os processos executivos são ajustados no início dos trabalhos com objetivo de reduzir problemas futuros, no 1º km é feito o acompanhamento e controle tecnológico de 100% dos controles previstos pelas especificações. Juntamente com o Programa Piloto do CREMA com 5 anos de duração e aplicado em 5.200 quilômetros, nas mesmas diretrizes foram feitos sucessivos programas de menor duração, privilegiando a recuperação funcional dos pavimentos de forma a restabelecer a trafegabilidade das rodovias. Os resultados do CREMA mostraram sua eficácia e consolidaram um modelo de manutenção, cujos resultados obtidos ao longo dos últimos 10 anos com consecutivas intervenções em mais de 30.000 km de extensão, correspondendo mais de 50% da malha, mostram uma significativa melhoria nas condições dos pavimentos do total da rede pavimentada federal atual. 66
As dificuldades de gerenciamento dos contratos por preço unitário, com planilhas de serviços que atingiam 200 a 300 itens de apropriação, associados à falta de pessoal qualificado para fiscalização, fez com que os técnicos do DNER, iniciassem, a partir de 1996, o estudo sobre novas formas de contratação para melhorar o sistema de gestão e controle da manutenção da malha rodoviária. Nasceu assim o CREMA (contrato de restauração e manutenção) concebido e desenvolvido a partir do exercício de 1999 dentro do Programa de Restauração e Descentralização de Rodovias Federais, constituindose no marco para a mudança do modelo de gestão para manutenção da malha rodoviária federal, inserido no acordo de empréstimo 4188- BR celebrado entre o governo brasileiro e o Banco Mundial. A obras do projeto piloto tiveram início entre dezembro de 2001 e novembro de 2003 totalizando 5.200 km de contratos com duração de 5 anos com financiamento do Banco Mundial (BIRD) e do Banco Interamericano de Desenvolvimento ( BID).
CONCEITOS sentido, a utilização das supervisoras
do pavimento, mesmo para o caso
tem as seguintes características que
que trabalham na fiscalização das
de soluções funcionais, tornou-
os diferenciam das restaurações
obras do CREMA para o levantamento
se imprescindível, especialmente
tradicionais:
dos dados de campo, juntamente
para evitar que se use a falta deste
com a gerenciadora do programa para
parâmetro para justificar e desviar a
Englobam restauração e
a consolidação do projeto, permitiu
atenção de possíveis falhas executivas,
manutenção;
enorme agilidade ao processo. A
além de ser uma garantia para o próprio
vantagem deste modelo é lidar com
projeto.
Os contratos inseridos no CREMA
São aplicadas em extensões muito maiores, em média de 100 km para o CREMA 1ª ETAPA e de 300 km para o CREMA 2ª ETAPA, contra cerca de 40 km das restaurações convencionais. Essas características exigiram um modelo de gerenciamento diferenciado, em termos de projeto, supervisão e medição dos serviços executados. Quanto aos resultados obtidos no CREMA pretende-se aqui enumerar algumas das vantagens do novo modelo, os problemas enfrentados ao longo dos anos, bem como fazer uma reflexão sobre os rumos atuais do programa.
AGILIDADE DOS PROJETOS A manutenção das rodovias
empresas que tem maior conhecimento
O Projeto Básico específico
das diretrizes do programa, além da
para o Crema tem como objetivo a
maior facilidade administrativa para
indicação das obras e serviços a serem
o DNIT. Um aspecto negativo é de
executadas nas rodovias incluídas no
que, ao invés de ser um programa
Programa. O nível de detalhamento
continuado, quando se fala em CREMA,
definido refere-se às informações
pela carência de projetos de outra
mínimas necessárias para a análise
modalidade, se fala em programas de
técnica do DNIT sobre as soluções
30.000 km de uma só vez, o que acaba
propostas. Para atingir o objetivo
atropelando a qualidade dos projetos.
proposto deverá ser efetuado:
Por outro lado é necessário entender que esta agilidade também é
O levantamento dos parâmetros
proporcionada pela simplificação nos
técnicos
levantamentos, como por exemplo, utilização de parâmetros médios para
O detalhamento das atividades
a largura de pista e acostamentos,
de recuperação e de manutenção,
sem topografia, levantamento visual
de modo a atender aos níveis
continuo do pavimento (LVC), deflexões
preconizados nas premissas do
e cadastro dos elementos da rodovia,
Programa Crema.
efetuados por equipes experientes. A própria indicação nos projetos
Adotou-se no Projeto Básico para
de soluções convencionais como
o CREMA 1º etapa o modelo padrão de
requer uma ação continuada, assim
fresagem e substituição de camadas
Ficha resumo por segmento homogêneo
sendo, não é mais aceitável que se
deterioradas ou de rejuvenescimento
conforme Figura 1.
tenha de aguardar cerca de dois anos
tipo micro revestimento nos serviços de
ou mais para concluir um projeto,
recuperação funcional ou a aplicação
facilitar a análise dos levantamentos
cuja experiência mostrou ser possível
de catálogo de soluções para o caso
adotou-se como modelo padrão o
fazer em seis meses, e no qual, na
da necessidade de reforço estrutural
Quadro 1, enquanto a indicação de
maioria dos casos, resulta numa
são garantia de bons resultados, com
soluções se efetua através da aplicação
solução tipo fresagem e substituição
custos aceitáveis para o programa. A
de catálogo de soluções.
do revestimento ou de uma simples
inclusão do levantamento de deflexões
solução de rejuvenescimento. Neste
para avaliação da condição estrutural
Para o CREMA 2º etapa, para
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67
relato de experiência
Figura 1 - Segmento homogêneo - Ficha resumo para CREMA 1º Etapa
68
Quadro 1 -Quadro de parâmetro e soluções para CREMA 2º Etapa
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69
PREMISSAS DO PROGRAMA E SUAS VANTAGENS Serviços de manutenção
relato de experiência
Outra premissa do programa refere-se ao pagamento dos
simplicidade nos processos de medição dos serviços,
serviços de manutenção por verba mensal fixa, de acordo
permitindo à fiscalização maior dedicação no
com o atendimento a padrões de desempenho estabelecidos,
acompanhamento da qualidade dos serviços executados;
que neste caso, com mais razão simplifica os controles e o processo de medição dos serviços. Neste caso a experiência mostrou que se deve deixar
maior transparência na avaliação das quantidades de serviços efetivamente executadas, compatibilizando
muito claro e bem quantificado o nível de atendimento
avanços físicos e financeiros dos contratos, reduzindo
estabelecido para os padrões de desempenho, de modo a
inclusive as possibilidades de manipulação e mau uso
evitar divergências ao longo dos contratos.
dos recursos;
O critério de medição da manutenção em função do atendimento aos padrões de desempenho, teve que ser
respeito ao usuário da rodovia causando menores
alterado várias vezes ao longo dos 10 anos, tendo em vista
transtornos, visto que obriga a empresa a conduzir
que, enquanto para o Crema a Manutenção é a essência
os serviços de forma planejada, concluindo
do Programa, para diversas empresas o que interessa é
progressivamente os serviços iniciados, sob pena de não
a Restauração, relegando a manutenção para um plano
ter o que receber no final do mês;
secundário. No Programa Piloto o não atendimento de determinado
evita o avanço de serviços parciais que são prejudiciais
padrão de desempenho tinha como consequência o
à qualidade dos serviços, tais como avanço dos serviços
encaminhamento de notificação com a aplicação de multa
de fresagem deixando as camadas inferiores expostas ao
e estabelecimento de prazo para correção do defeito. A
tráfego e as intempéries com demora na recomposição do
aplicação de multa, pela legislação deve ser precedida de
revestimento;
direito de defesa, com o que, via de regra, ao invés de uma discussão técnica transformava-se numa discussão jurídica,
como as taxas dos insumos consideradas no CREMA
e na prática acabou se mostrando um modelo ineficaz de
são médias para o país, é necessária uma atualização
medição.
periódica das composições de preços referenciais do
O segundo modelo de medição constou da aplicação
DNIT de forma a se manter os custos o mais próximo
de um fator de pagamento para cada item da manutenção,
possível da realidade executiva. Como exemplo pode-
avaliando-se o atendimento km a km, com pagamento
se citar o estudo realizado em 2010 com 216 projetos
proporcional, conforme atendido ou não atendido. Este
de mistura de CBUQ de abrangência nacional, em
modelo já produziu melhores resultados, entretanto algumas
contratos de preços globalizados CREMA, permitiu
empresas começaram a se valer do fato de que mesmo pouco
atualizar, entre outros, o teor médio de referência de
atuando acabavam recebendo uma parte significativa da
asfalto de 6,0% para 5,5%, o percentual de areia de
parcela da manutenção, com o que também não se mostrou
24% para 8% e a densidade da mistura de 2,400 t/
muito eficiente.
m3 para 2,425 t/m3, fruto do critério utilizado, de
O modelo atual estabelece que o padrão de desempenho
alterações nas características dos asfaltos, bem como dos
estabelecido é a condição mínima que se exige para o estado
investimentos efetuados pelas empresas para redução
da rodovia. Este modelo também consta da aplicação de
de custos e melhoria da qualidade. Esses novos valores
um fator de pagamento para cada item da manutenção,
de referência para o CBUQ já foram incluídos no Sicro
avaliando-se o atendimento km a km, com pagamento do
de Janeiro de 2011 e estão sendo utilizados nos novos
item somente no caso do atendimento integral do mesmo ao
contratos. Provavelmente estes parâmetros ainda possam
longo de todo o trecho.
ser melhorados, à medida que o construtor tiver mais confiança no modelo aplicado.
Serviços de restauração O pagamento dos serviços de restauração por km de faixa concluído incluindo a sinalização provisória é uma das premissas do programa que trouxe inúmeras vantagens, entre as quais se podem destacar: 70
o pagamento por km de faixa sem alterações de valor em função de variações de densidades ou dos percentuais de insumos das composições de custos unitários referenciais do Sicro, utilizadas para formação do preço unitário do
quilômetro de faixa apresentado na planilha do projeto,
como fato negativo pode-se citar a ocorrência de
permite as empresas fazerem engenharia, podendo-se
medições de serviços por preços unitários convencionais
obter mais qualidade com menor custo. No sistema
ocorridos ao longo do programa, ao invés do km de
tradicional, como exemplo no caso de um CBUQ, se
faixa concluído, abrindo-se com isto uma janela para a
remunera melhor uma empresa que produz uma pedra
descaracterização dos conceitos do CREMA. É necessário
com lamelaridade de 50% e consumo de asfalto tipo
que o DNIT faça um esforço para superar as dificuldades
6,5% do que uma empresa que faz engenharia e produz
com relação ao sistema de medições e volte a implantar
uma pedra com lamelaridade de 20% e consumo de
o CRONOGRAMA DE ATIVIDADES que é o elemento de
asfalto tipo 4,8%. O mesmo exemplo pode ser aplicado
medição e pagamento dos serviços do CREMA definido
em relação à quantidade de pó nos agregados utilizados
nas especificações de serviço e no edital de obras,
na mistura.
conforme foi feito no programa piloto aplicado em 5.200 km.
FISCALIZAÇÃO DAS OBRAS Na sistemática do DNIT a responsabilidade pela verificação da qualidade dos serviços é da construtora, a qual deve implantar o PGQ (Plano de Gestão da Qualidade) na obra, cabendo a Supervisão o monitoramento dos ensaios e a análise do PGQ. Nos contratos iniciais do Programa Piloto do CREMA, com duração de 5 anos e aplicado em 5.200 km, financiados pelo BIRD e BID entre 2001 e 2007, as sistemáticas adotadas foram diferentes. Enquanto nos contratos financiados pelo BIRD não existia a figura da supervisão, mas apenas um representante do BIRD para cada região, o BID não financiava contratos que não tivessem supervisão. Os resultados obtidos não mostraram diferenças significativas na qualidade dos serviços executados entre os contratos, com ou sem supervisão. Seguramente este fato não está associado à presença ou não de supervisoras nas obras e sim função da sistemática de controle adotada. A sistemática tradicional do PGQ elaborado pela construtora, com monitoramento da supervisão, além de ser trabalhoso, em muitas obras não tem se mostrado eficiente. O próprio TCU tem afirmado que quando ocorrem problemas nas obras, geralmente não se encontram registros que forneçam subsídios que ajudem a elucidar os problemas. De qualquer forma a experiência mostrou a necessidade de adoção de um modelo mais simplificado e ao mesmo tempo mais eficiente. O modelo adotado no Crema é um modelo de controle externo, que mantém a responsabilidade da construtora, entretanto, ao invés de monitorar, passa a realizar um controle parcial dos serviços (mínimo de 10%), através de ensaios efetivamente realizados pela supervisão em laboratório próprio. Os resultados dessa sistemática nos contratos do CREMA 1ª ETAPA já mostraram sua eficácia, simplesmente pela quantidade de problemas detectados nas obras, bastante diferente do que era registrado nos PGQs. Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
71
relato de experiência
Citam-se as principais atividades de verificação:
NAS USINAS
LABORATÓRIO CENTRAL
Nas usinas de fluxo contínuo a mistura agregado-ligante
Ensaios de ligantes, agregados e misturas;
deverá ser efetuada em ambiente externo ao tambor de secagem, com misturador externo tipo pug-mill ou
Retorno elástico para ligantes com polímero;
rotativo, sendo vedada a utilização de usinas de fluxo paralelo;
Arquivo reserva com amostras de todas as cargas de ligantes chegadas à obra;
Obrigatória a proteção dos depósitos de agregados contra as intempéries;
Grau de Compactação e espessuras;
Para a produção de concreto asfáltico serão necessários
Marshall – Verificação do projeto de mistura. As
pelo menos três tamanhos de agregados, cal hidratada,
condições de vazios da mistura na fase de dosagem
além da areia quando necessária – silos individuais.
devem ser verificadas a partir da determinação da densidade máxima teórica pelo método Rice (AASHTO T209-99), entre outras.
NA PISTA As vibro-acabadoras deverão, obrigatoriamente, possuir dispositivo eletrônico para correção das irregularidades
KM INICIAL - Com acompanhamento e 100% do controle tecnológico.
com guia fixada topograficamente ou esqui lateral mínimo de 6,0 m;
Executar a totalidade dos ensaios necessários em termos de materiais, verificação do atendimento ao
Caminhão espargidor – limpeza e regulagem da barra;
projeto de mistura, extração de amostras, verificação de espessuras, densidade, temperaturas de trabalho e aplicação,
Coleta de amostra da mistura – após a passagem da
confirmação de teores etc., de modo a que a sistemática de
vibro-acabadora, teor de asfalto e granulometria dos
trabalho fique claramente estabelecida. Somente após esse
agregados;
procedimento, caso o resultado seja positivo a obra poderá ter seu desenvolvimento liberado e iniciado o processo de
Densidade in situ com extratora e densímetro não destrutivo;
fiscalização definido no Edital. Um aspecto negativo observado nos contratos CREMA de curta duração, como nos programas de dois anos, foi o fato
Reparos localizados – forma retangular, na temperatura e
de algumas empresas associarem a durabilidade da solução
com CBUQ;
da obra com a duração do contrato, contribuindo para que nem sempre o resultado das soluções fosse o esperado.
Utilização de caçamba térmica no transporte do CBUQ na manutenção;
A própria inclusão de técnicas de controle, tais como realização mensal de check-list dos equipamentos e processos conforme o Quadro 2 – CHECK LIST MENSAL e
Determinação de IRI e deflexão para medição dos
obrigatoriedade da elaboração de fichas de notificação das
serviços de restauração nos contratos CREMA 2ª Etapa,
não conformidades verificadas com fotos conforme Figura 2,
entre outras.
que constam mensalmente nos relatórios das Supervisoras, vem comprovando o funcionamento do modelo.
72
Quadro 2 - Check List Mensal ITEM
VERIFICAÇÃO DOS SERVIÇOS
1
O Diário de Obra está disponível no canteiro de obra e devidamente preenchido?
2
A fonte de material pétreo que está sendo utilizada é a indicada em projeto?
3
4
5
6
7
NÃO
EVIDÊNCIA (FOTOS)
Foi apresentado Laudo Técnico, por profissional legalmente habilitado, liberando a utilização do agregado pétreo para os serviços de pavimentação? A exploração da pedreira está sendo executada corretamente, sem contaminação? Em caso de pedreira comercial a instalação de britagem é adequada para atender a granulometria, equivalente de areia e índice de forma dos agregados? Está sendo executada a pintura prévia dos locais de preparação de pista? Os depósitos de agregados estão protegidos das intempéries e contaminação, no caso do emprego de usina de fluxo contínuo?
8
A Usina de Asfalto atende o Edital de obras, que proíbe a utilização de usina de fluxo paralelo com misturador interno?
9
Se a usina é gravimétrica foi observada a existência de algum rejeito de agregados?
10
O abastecimento da usina, nos silos frios, está sendo realizado sem contaminação de agregados entre os silos?
11
SIM
A vibro-acabadora está sendo utilizada com controle eletrônico para correção das irregularidades, com esqui de no mínimo 6 metros ou guia nivelada topograficamente?
12
Para a mistura de CBUQ estão sendo empregados pelo menos 3 tamanhos de agregados?
13
Está sendo utilizada cal hidratada na composição do CBUQ no percentual de 2%?
14
Os projetos das misturas asfálticas (CBUQ, TS, MICRO, etc) foram avaliados e liberados expressamente pela Supervisora?
15
Estão sendo realizados os procedimentos de recebimento dos ligantes, inclusive com coleta de amostras para arquivo?
16
No caso de utilização de ligantes com polímero estão sendo realizados os ensaios de retorno elástico na obra?
17
No caso de tratamento superficial está sendo executada a lavagem dos agregados com lavador apropriado?
18
Na execução do TSD está sendo controlado o mosaico no espalhamento dos agregados?
19
O espargidor de ligante está em boas condições e devidamente calibrado?
20
No caso de micro-revestimento a mistura dos agregados está sendo efetuada em usina de solos?
21
Está sendo verificada a espessura das camadas de micro-revestimento executada?
Revista Estradas N°18 | Outubro 2013
73
Parece claro que o DNIT necessita, além das especificações de serviço e o edital de obras, criar uma legislação específica para o CREMA, inclusive para o entendimento dos órgãos
relato de experiência
de controle e manter os rumos do programa sob risco de retornarmos ao sistema do passado.
Dificuldades com os Projetos CREMA 2ª ETAPA O conceito básico do programa CREMA previa a execução do projeto do CREMA 2ª ETAPA no período em que o trecho rodoviário estivesse coberto por um contrato de CREMA 1ª ETAPA, ou seja, haveria um intervalo de tempo de cerca de dois anos para o desenvolvimento do projeto, mais que suficiente uma vez que se trataria apenas de um projeto de reforço estrutural. Também dentro desse conceito previa-se que os ensaios e levantamentos necessários ao desenvolvimento do projeto fossem realizados pela supervisora regional, sendo o projeto de reforço feito pela gerenciadora do programa. Figura 2 - Modelo de Ficha de Notificação de NA.
ALGUNS OBSTÁCULOS
Este trabalho só foi possível nos projetos do CREMA 1ª ETAPA, ficando os projetos do CREMA 2ª ETAPA sob a responsabilidade dos setores de projeto que utilizou a sistemática
Dificuldades no entendimento das premissas do programa Um dos problemas que vem afetando o desenvolvimento do programa CREMA diz respeito à dificuldade que os órgãos de controle, principalmente o TCU, de assimilar a filosofia do pagamento por solução completa, tendo como unidade o km de faixa de solução. Os órgãos de controle se recusam a aceitar que as taxas dos insumos das composições secundárias que compõem a solução, são utilizadas apenas para o cálculo dos valores de referência do DNIT para efeito de licitação, não devendo suas variações ser consideradas para efeito de medição e pagamento, uma vez que a unidade básica é o km de faixa de solução completa. Outra dificuldade deparada ao longo do programa foi a assimilação dos conceitos básicos do programa por parte das fiscalizações e das construtoras, muitas vezes confundindo critérios do programa com eventuais erros de projeto que necessitavam ser corrigidos. 74
convencional, com custos elevados, contratando empresas de consultoria para desenvolver os projetos, analisando e fiscalizando os resultados. Esta sistemática, aliada a pouca experiência e conhecimento dos entes envolvidos com relação às premissas do programa atrasaram os projetos em cerca de três anos, forçando a elaboração de novos projetos CREMA 1ª ETAPA, nos mesmos locais para evitar a deterioração da malha. Os projetos do CREMA 2ª ETAPA desenvolvidos estão atualmente tendo
suas obras contratadas, mostrando os projetos, de uma maneira geral, necessidade de adequações devido a falhas e desatualização. Outro aspecto que afetou os projetos do Crema 2ª ETAPA foi sua contratação em grande extensão (meta de 32.000 km), na maioria dos casos sem sincronizalos com os contratos CREMA 1ª ETAPA que estavam em andamento. Em 2012, com a publicação da Instrução de Serviço/DG Nº 08 DE, 24 DE ABRIL DE 2012, o conceito de CREMA 1ª e 2ª Etapa foi substituído voltando-se a se chamar simplesmente por “Programa CREMA”. Através da Instrução de Serviço, atualmente, os projetos podem contemplar tanto soluções funcionais quanto estruturais dependendo da necessidade da rodovia e os prazos dos contratos são
Figura 3 - Evolução da Qualidade do Pavimento das Rodovias.
definidos no projeto em função das intervenções que estão sendo estabelecidas.
RESULTADOS Dos resultados da Qualidade do Pavimento das Rodovias Federais na magnitude desde a implantação do CREMA nos Planos Estratégicos do DNIT tem-se sucesso no que diz respeito à reabilitação da rede pavimentada federal em sua maior extensão. Salientase que do total de 53.006 km da rede pavimentada federal (CGRMM/DNIT, 2011) a abrangência dos contratos CREMA foi de 27 mil quilômetros de rodovias, distribuídos em 216 contratos, desta forma, os contratos por desempenho alcançaram cerca de
Figura 4 - Pavimento antes da recuperação.
50% das rodovias sob a jurisdição do DNIT. Na evolução do IRI (International Roughness Index), sendo a classificação mediante intervalos adotados pelo Manual de Gerencia de Pavimentos do DNIT de 2011, verifica-se no gráfico que entre os anos de 2001 e 2005 houve acentuada degeneração das condições dos pavimentos das rodovias federais chegando ao ponto de praticamente 50% da malha rodoviária ter condição ruim e péssima e o restante ter somente condição regular. No entanto, a partir do ano de 2005 houve uma inversão significativa da evolução das condições dos pavimentos rodoviários com incremento constante da parcela da malha rodoviária em condição boa mediante a redução das parcelas em condição regular e ruim, chegando ao ano de 2011 com cerca de ¾ da malha rodoviária com pavimento em boas condições.
Figura 5 - Pavimento após a recuperação.
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BR 290 Free Way de estrada
40 anos
O projeto e a obra Inaugurada em 26 de setembro de 1973, a Free Way foi a primeira autoestrada brasileira, construída para ligar a capital, Porto Alegre, à BR 101 e ao litoral gaúcho. Tudo começou com a reunião de um time de engenheiros do então DNER, hoje DNIT, entre eles Celso Guimarães Pantoja, chefe do 10° Distrito Rodoviário do DNER; Rosendo da Costa Prieto (futuro secretário dos Transportes do Estado); Erly Roberto Mendez e Cloraldino Severo, que seria Ministro dos Transportes no governo de João Figueiredo. No primeiro esboço do projeto a rodovia ia apenas até Gravataí. Como a equipe estava envolvida com vários projetos, O DNER decidiu por contratar consultoria para desenvolver o projeto. Foi formado o consórcio Montor, Etel Empreendimentos Técnicos de Estradas e Planisul.O objetivo maior do projeto era acabar com as inacreditáveis quatro horas de viagem entre Porto Alegre e Osório. Em setembro de 1970 iniciaram as obras de construção da estrada. Um marco, já que era a primeira rodovia fechada do país. Havia um único acesso previsto, em Gravataí. Foram contratados três trechos de cerca de 33km cada um, que fcaram a cargo das construtoras Cetenco, de São Paulo, Servienge do Rio Grande do Sul e CR Almeida, do Paraná. As consultoras encarregadas do projeto assumiram a fiscalização dos trechos, com coordenação da Montor.
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A construção foi um grande desafio, já que os temidos “solos moles” estavam presentes nos três trechos. Outro desafio foi o contorno da Lagoa dos Barros, onde a engenharia teve que dar um “empurrãozinho” nas margens da lagoa. A solução foi colocar camadas de areia de 50 a 60cm de espessura para formar os aterros. Foi um trabalho lento e demorado. A areia tinha que ser depositada com caminhões e tratores leves, já que máquinas mais pesadas poderiam afundar na argila orgânica. Em alguns locais os solos moles tinham mais de 20m de espessura. Na região de Santo Antônio da Patrulha a situação era ainda pior. Os solos moles atingiam até 50 metros de espessura. O problema de estaqueamento foi resolvido com a utilização de trilhos de trem. Esta área tinha uma camada de restos vegetais de dois metros, que permitia que os caminhões e tratores leves trabalhassem sobre este terreno. O pedágio de Santo Antônio da Patrulha não constava do projeto original. Sua implantação foi decidida após o início da obra. O local foi escolhido pela direção do DNER e pelo Ministro dos Transportes da época, Mário Andreazza. A construção das obras de arte especiais iniciou na mesma época e foram concluídas ao longo de três anos. Ao todo foram construídos 16 viadutos e 10 pontes. Os viadutos forma construídos para permitir o acesso às fazendas e
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localidades que ficaram de cada lado da rodovia no interior dos municípios de Santo Antônio da Patrulha, Gravataí e Cachoeirinha. O traçado foi todo feito com a utilização de aerofotogrametria. A única diferença para o projeto original é na Lagoa dos Barros. O projeto previa a construção de uma ponte de 4km sobre a Lagoa. Para ligar com a BR 101. Ideia que foi abandonada após a constatação do tio de solo encontrado. A rodovia nasceu na época em que o Governo Federal estava investindo em grandes obras rodoviárias, no chamado “milagre econômico”, período que caracterizou a administração do presidente Emílio Garrastazu Médici. À época, a única ligação direta das regiões central, sul, fronteira oeste e região metropolitana da capital com o litoral norte se dava pela ERS-030. Rodovia de pista simples, bastante sinuosa, já não suportava mais o tráfego cada vez mais intenso e perigoso que mesclava veículos de passeio, ônibus e sobretudo caminhões, já que por ali também entravam e saíam do RS as principais cargas transportadas pelo modal rodoviário. 78
A inauguração O plano era inaugurar a estrada em 7 de setembro de 1972, aniversário da proclamação da independência, mas a natureza não ajudou. Choveu tanto no primeiro ano, o que tornou o terreno ainda mais difícil de se trabalhar, que a obra acabou atrasando um ano. Assim, os primeiros 96,6 quilômetros da BR-290, iniciados em Osório, foram entregues em 26 de setembro de 1973. A rodovia era dotada de duas pistas de sentidos opostos separadas por um largo canteiro central e duas faixas de rolamento em cada sentido, com velocidade máxima na época de 120km/h. A inauguração teve a presença do presidente Médici e do Governador Euclides Triches, além de outras autoridades. Após, em comitiva, percorreram a estrada até Osório. Foi um evento que causou comoção entre os gaúchos. Após sua liberação ao tráfego, virou passeio das famílias. Nos primeiros dias, desavisados sobre a falta de retornos, alguns ficaram sem combustível e tiveram que ser socorridos.
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resgate histórico O pedágio e a concessão Dois meses após a rodovia ser entregue ao público, começou a ser cobrado pedágio, mas em 1975, o asfalto começava a apresentar os primeiros problemas e o dinheiro arrecadado era insuficiente para a manutenção. Em 1989, a cobrança de pedágio foi extinta. Os recursos escassearam justamente no momento em que começava a se firmar o Mercosul, do qual o RS era o principal corredor de escoamento de produtos vindos da Argentina. E a BR 290, a partir de Uruguaiana (seu final) seria naturalmente a rota principal, em combinação, mais adiante, com as BRs 116 e 101, esta, margeando o litoral norte até Santa Catarina. Com a dificuldade do Governo Federal em dispor de recursos para a manutenção da malha rodoviária, foi criado em 1994 o Programa de Concessão Rodoviária, no qual a Free Way foi incluída. Em 04 de julho de 1997, a Concepa, Concessionária da Rodovia Osório-Porto Alegre S/A, passou a administrar a rodovia por um período de 20 anos. 80
Com o reinício da cobrança de pedágio, no final daquele ano, a Free Way teve suas pistas acrescidas de mais uma faixa de rolamento. Eram, então, três vias em cada sentido, que vieram para solucionar o problema de congestionamento dos veículos que iam ao litoral naquela época. Esta iniciativa e uma série de outros melhoramentos e aperfeiçoamentos tornaram a Free Way uma das rodovias mais seguras e com melhores condições de trafegabilidade do país. Recentemente, em agosto de 2013, a Free Way foi considerada a melhor rodovia federal brasileira, pelo ranking do Guia Quatro Rodas, um dos mais relevantes do setor.
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“Recentemente, em agosto de 2013, a Free Way foi considerada a melhor rodovia federal brasileira, pelo ranking do Guia Quatro Rodas, um dos mais relevantes do setor.” Desde o final de 2011, a Free Way já conta com ampliação completa da plataforma, que deixou a pista com 16,25 metros em cada lado, favorecendo o aumento das áreas de cada faixa e a criação de faixa de segurança no lado esquerdo da rodovia. E, atualmente, devido ao aumento da frota de veículos e ao recebimento do tráfego que vem da região metropolitana em direção à capital, a autoestrada volta a se reestruturar para atender uma demanda da sociedade através da criação de uma quarta faixa de tráfego entre o trevo da ERS-118 e a entrada da Avenida Castelo Branco. Parte do projeto (2,6 quilômetros entre Arena do Grêmio e Ponte do Guaíba) está aprovado pela Agência Nacional de Transportes Terrestres, devendo começar com obras ainda este ano. Assim, a rodovia mantém sua trajetória. Nascida como a mais moderna rodovia do país à época, os gestores da Free Way continuam apostando em pesquisa, inovação e tecnologia. Projetos como o Gerenciamento Ativo de Tráfego e da pesagem de veículos em movimento (publicado neste número) fazem jus à sua história. Imagens acervo da Triunfo / Concepa.
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Agenda novembro
2013
11-14 Seminário Internacional “Desenvolvimento da Capacidade de Gestão em Segurança Viária Buenos Aires - Argentina www.piarc.org/es/calendario/ seminarios-aipcr
dezembro 12-14
9-10
42ª RAPv - Reunião Anual de Pavimentação e 16° Enacor – Encontro Nacional dw Conservação Rodoviária – Gramado, RS
I IJPC – International Journal of Pavements Conference São Paulo, SP www.ijpavement.com/
www.42rapv.com.br w.trb.org
janeiro
2014
2014
27-29 III Congresso Brasileiro de Ecologia de Estradas, Road Ecology Brazil 2014 Lavras, MG www.dbi.ufla.br/reb2014
março/abril
abril
31/03-02/04
9-11
14-17
Seminário Internacional Gestão de Infraestruturas de Rodovias: Prática Atual e Desenvolvimento Futuro Cancun – México
BrazilRoadExpo 2014 Transamérica Expo Center São Paulo – SP
European Transport Research Arena, TRA 2014 Paris, França
2014
junho
www.brazilroadexpo.com.br
www.traconference.eu
setembro
11-13
23-26
XVIII Congreso Panamericano de Ingeniería de Tránsito Transporte y Logística, Santander, Cantabria, Espanha www.panam2014.unican.es
12° Simpósio Internacional de Rodovias de Concreto Praga – República Tcheca
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