REVISTA ESTRADAS N° 23

CAPA

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

1

editorial Prezado leitor,

O

s dicionários definem estrada como uma via mais larga que um caminho, transitada por pessoas, animais e/ou veículos. Por extensão, qualquer caminho para a circulação

de seres ou meios de transporte. Assim, rodovias, ferrovias, hidrovias e aerovias são estradas.

Você tem em mãos uma edição cujo tema técnico central adota este conceito e procura debater e mostrar algumas ideias de integração destes vários caminhos e dos veículos que neles circulam, para que seja possível unir estes diferentes modais em um sistema em que eles se integrem, interajam e atuem de forma harmônica e eficaz, contribuindo para o desenvolvimento do estado e do país. Por isso o título Integração Intermodal, redundante, mas que reforça a ideia de que é preciso ir além da multimodalidade.

Temos uma matéria sobre o Plano Estadual de Logística e Transportes do RS, trazemos as experiências da integração hidro ferroviária no Arco Norte e sobre o dimensionamento do canal de navegação na Lagoa Mirim no RS. Na sequencia do artigo sobre o Novo Método de Dimensionamento de Pavimentos publicado no n° 22, trazemos os primeiros trabalhos com foco no novo método: Comparação entre Avaliação de Campo e o Método de Dimensionamento Nacional em Relação à Deformação Permanente; Levantamento Visual Contínuo Informatizado (LVCI) pelo Método da Varredura – Comparação com outros métodos e Avaliação das Soluções de Reabilitação de uma Rodovia do RS a partir da Análise Mecanicista.

Outros ótimos artigos sobre pavimentos, segurança e fiscalização completam esta edição.

Esperamos que mais uma vez, a REVISTA ESTRADAS, contribua para o seu crescimento profissional, compartilhando o conhecimento produzido na Academia e na experiência de profissionais do setor rodoviário.

Boa leitura!

www.sudaer.com.br 2 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

REVISTA ESTRADAS ISSN 1807-426X Ano 17- N° 23- Novembro 2018

sumário

SUDAER

Palavra do Presidente 4

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

Associados da SUDAER participam do 32° Congresso da Associação Nacional de Ensino e Pesquisa em Transportes 5

Ponto de Vista

Sistemas de Transportes e Distribuição Modal 6

Tema Central

SUDAER

Plano Estadual de Logística em Transportes 8

PRESIDENTE Eng. Paulo Ricardo Aquino de Campos Velho VICE-PRESIDENTE Eng. Janete Colombo SECRETÁRIO RP Sabrina dos Santos Monteiro TESOUREIRO Eng. Bibiana Cardoso Fogaça

Impacto do planejamento na gestão da infraestrutura de transportes 9 A premente integração dos modais hidroviário e ferroviário na matriz de transportes brasileira: O caso do arco norte 11 Aplicação da metodologia desenvolvida pelo corpo de engenheiros do exército americano ao dimensionamento do canal de navegação da rede hidroviária da Lagoa Mirim/RS 17

Artigos A importância da fiscalização para a conservação de pavimentos flexíveis em rodovias e redução de custos com restauração 23

IDEALIZADORA Eng. Sayene Paranhos Dias

Comparação entre avaliação de campo e o método de dimensionamento nacional em relação à deformação permanente 29

COMISSÃO EDITORIAL Eng. Carlos Alexandre Pinto Toniolo Eng. José Octávio Guimarães Rodrigues Eng. Luana Rossini Augusti Eng. Márcio Tassinari Stumpf Eng. Marlova Grazziotin Johnston Eng. Sonia Maria Bortoluzzi

Utilização de material fresado na dosagem de micro revestimento asfáltico a frio 37 Avaliação das soluções de reabilitação de uma rodovia no RS a partir da análise mecanicista 43 O uso de boas práticas em jazidas de argila: da operação à recuperação 50

JORNALISTA RESPONSÁVEL Francisco Canabarro Mtb 8569

Comparação dos resultados dos ensaios de flow number e módulo dinâmico na avaliação da deformação permanente em misturas asfálticas com distintas porcentagens de areia 57

DIAGRAMAÇÃO E FINALIZAÇÃO Padda Comunicação

Levantamento visual contínuo informatizado (LVCI) pelo método da varredura – Comparação com outros métodos 64 Estudo da evolução da deformabilidade elástica e da rigidez de um pavimento reciclado com cimento 71 Avaliação das condições de visibilidade em faixas de travessias de pedestres em contorno urbano 76

Comunicação Técnica

Adaptações em usinas de asfalto para reciclagem a quente ou morna de material fresado (RAP) 84

P Resgate Histórico º

ERS 020 91

CAPA Montagem Padda Comunicação

Agenda

93

As informações, os conceitos e as opiniões emitidos nos textos assinados são de inteira responsabilidade de seus autores.

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

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Palavra do Presidente Eng Paulo Ricardo Aquino de Campos Velho

Presidente da Sociedade dos Técnicos Universitários do DAER

SUDAER A Revista Estradas chega a sua vigésima terceira edição consolidando-se como uma das principais,

aumento de custos que esta prática representa.

Países com extensão territorial semelhante à

senão a mais importante publicação do Rio Grande

nossa possuem uma matriz de transporte bastante

do Sul nas áreas de transporte, pavimentação e

diversa da brasileira. Enquanto no Brasil o

manutenção rodoviária.

transporte rodoviário representa 65%, no Canadá,

Nascida do Boletim SUDAER no início da

Estados Unidos e Rússia ele responde por 43%,

década de 80, a Revista Estradas está em constante

32% e 8%, respectivamente. No Rio Grande do Sul o

evolução graças ao trabalho extremamente

modal rodoviário contribui com 88%, segundo dados

qualificado de seus editores e da Comissão Editorial

do Plano de Logística e Transportes do Rio Grande

que colaborem de forma abnegada desde a escolha

do Sul (PELT – RS).

da temática até a sua publicação. Da mesma

Esta realidade precisa ser revista com urgência.

forma, os pesquisadores, apesar das conhecidas

Neste sentido, a SUDAER, entidade que congrega

dificuldades para se fazer ciência neste país,

as mais diversas categorias de profissionais de

persistem incansáveis na busca do aperfeiçoamento

nível superior do DAER, e a Revista Estradas, ao

tecnológico, contribuindo de forma indiscutível para

dar o merecido destaque ao tema, esperam estar

o protagonismo desta publicação.

contribuindo para o aprofundamento do necessário

Sempre em consonância com questões da atualidade, a Revista Estradas aborda nesta edição a temática da integração intermodal no transporte.

Depois de décadas em que o transporte

debate a respeito da matéria.

Felizmente no horizonte que se descortina, a integração de modais de transporte estará cada vez mais presente no planejamento de

rodoviário foi priorizado no Brasil, começam a

ações e discussões relacionadas à melhoria da

surgir grandes questionamentos acerca desta

competitividade dos produtos brasileiros que,

opção. Esta escolha redundou em uma matriz de

sabidamente, tem no preço do transporte um fator

transporte reconhecidamente desequilibrada, com

que contribui decisivamente para condições adversas

preponderância injustificável, em muitos casos, do

enfrentadas pelas empresas nacionais no competitivo

transporte rodoviário. É de notório conhecimento o

mercado internacional.

4 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Associados da SUDAER participam do 32° Congresso da Associação Nacional de Ensino e Pesquisa em Transportes Seguindo um dos propósitos da entidade e um dos princípios de suas diretorias, o apoio ao aperfeiçoamento profissional e a aquisição de conhecimento aos seus associados, a Sudaer proporcionou a dois de seus sócios a participação no 32° ANPET. No jantar anual da entidade, realizado em outubro, foram sorteadas duas inscrições para o ANPET. Os ganhadores foram os engenheiros Ricardo von Mühlen e Hugo Paulo D. Macedo.

O Congresso realizado pela ANPET em parceria com a UFRGS, através do Laboratório de Sistemas de Transportes (Lastran) da Escola de Engenharia, aconteceu em Gramado, no Centro de Eventos da FAURGS, os dias 4 a 7 de novembro. O evento contou com a participação e apoio de diversos órgãos responsáveis pela infraestrutura

rodoviária no Brasil, entre eles o DAER, que participou com um estande e apresentou um Seminário, com palestras de Técnicos do Departamento.

A Sudaer esteve presente no evento através dos sócios contemplados, de membros da atual gestão e associados que participaram como palestrantes no Seminário do DAER e como congressistas. Além disso, a Associação divulgou suas atividades e distribuiu exemplares da Revista Estradas no estande do DAER. Os associados agraciados com a inscrição no Congresso saudaram a iniciativa da Sudaer, reconhecendo o trabalho da entidade para valorizar seus sócios e proporcionar oportunidades de crescimento profissional.

“Agradeço a todos os sócios da SUDAER por me oportunizarem a participação no 32º ANPET, que ocorreu em Gramado nos dias 5 a 7 de novembro, através do sorteio da inscrição, realizado no jantar da Sociedade. Foi de muita valia para o meu aperfeiçoamento profissional e atualização de conhecimentos na área de transportes. Podemos perceber que a academia vem trabalhando muito em pesquisas na área, todavia ainda um pouco afastada das instituições públicas gestoras de transportes e fomentadoras dos investimentos no setor rodoviário, o que dificulta nossa percepção dos resultados, ficando evidente que os órgãos rodoviários devem promover essa aproximação e investir mais em pesquisas, buscando o aperfeiçoamento da técnica e consequente melhora da qualidade dos serviços prestados à sociedade.”

Eng. Ricardo von Mühlen Eng. Paulo Ricardo Campos Velho Presidente da SUDAER (esq) e Eng. Ricardo von Mühlen (dir)

RP Sabrina Monteiro, Secretária SUDAER, Eng. Ricardo von Mühle, Eng. Hugo Paulo D. Macedo e Eng. Janete Colombo, Vice Presidente SUDAER

“Grata foi a minha satisfação de ter sido contemplado, no sorteio da SUDAER entre seus associados, com a inscrição para participar do 32º ANPET – Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes – Gramado - RS. Considero relevante a participação do DAER em eventos que tratem de pesquisas, atualização e troca de experiências na área de transportes. Neste, em especial, com a participação de Universidades de diversas regiões do país, sendo apresentados trabalhos de graduação, pós-graduação dos seus formandos e de profissionais de Órgãos Públicos e Empresas do setor de transportes, em diversos temas tais como: segurança viária, políticas públicas de transportes, planos de mobilidade urbana, infraestrutura de transportes com a participação privada, entre outros, que foram significativos para atualização do público presente”.

Eng. Hugo Paulo D. Macedo

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ponto de vista

O Rio Grande do Sul não pode Sistemas e prescindirdedoTransportes DAER Distribuição Modal Cylon Rosa Neto

Diretor da Bourscheid Engenharia, Presidente do Fórum de Infraestrutura e Vice-Presidente do SICEPOT.

Sonia Maria Bortoluzzi Engenheira DAER - SPQ

O transporte é uma atividade meio que visa atender às necessidades de deslocamentos de bens e pessoas. Os

responsável por 2 a 4% dos empregos.

Colavite e Konishi (2015) ressaltam que a matriz de

sistemas de transportes estão diretamente vinculados ao

transporte de um país está diretamente atrelada ao seu

desenvolvimento das nações. Representam uma grande

crescimento econômico e à competitividade, já que afeta

parte da vida econômica dos países industrializados

a qualidade dos produtos e serviços disponibilizados. A

ou em desenvolvimento. A produção e manutenção dos

seleção de um modal de transporte pode ser usada para

veículos, da infraestrutura, assim como seu uso, têm um

criar uma vantagem competitiva do serviço, desde que

peso significativo na economia dos países. O Instituto de

sejam consideradas no processo as variáveis estratégicas e

Pesquisa Econômica Aplicada (IPEA), em seu relatório

operacionais.

de 2014 sobre infraestrutura do Brasil, afirma que a

O Art. 2º, da Lei Federal nº 9.611, de 19 de fevereiro

oferta eficiente de serviços públicos de infraestrutura

de 1998, estabelece que “Transporte Multimodal de Cargas

de transportes é um dos aspectos mais importantes das

é aquele que, regido por um único contrato, utiliza duas

políticas de desenvolvimento econômico e social. Divulga

ou mais modalidades de transporte, desde a origem até o

ainda que, em 2015 o Brasil investiu R$ 26,6 bilhões

destino, e é executado sob a responsabilidade única de um

em Infraestrutura de Transportes, o que representa 0,6

Operador de Transporte Multimodal”.

% do produto interno bruto nacional (PIB). Países em

Segundo a Agência Nacional de Transportes Terrestres

desenvolvimento que concorrem com o Brasil, como Rússia,

(ANTT), além do transporte em si, o transporte multimodal

Índia, Coreia do Sul, Chile e Vietnã, estão investindo uma

pode compreender outras atividades como coleta,

média de 3,7% do PIB em transportes. A produção e o

unitização, desunitização, movimentação, armazenagem e

uso de infraestrutura e de equipamentos de transporte

entrega da carga ao destinatário.

nos países integrantes da Organisation For Economic Co-

O termo “Intermodalidade” também envolve mais de

Operation and Development (OECD), integrada por 36 países

uma modalidade de transporte. Entretanto, os documentos

membros desenvolvidos, representa de 4 a 8% do PIB e é

de transporte são emitidos individualmente para cada

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operação, além da responsabilidade entre os transportadores

custos. O transporte ferroviário é o segundo modal mais

ser claramente dividida.

utilizado, contribuindo com 21,0%, sendo o sistema

Os diferentes modais de transportes, rodoviário,

hidroviário transportou 12,6% da carga, sendo que os

ferroviário, hidroviário, compreendendo, cabotagem,

demais 3,6%

navegação marítima e de interior, aéreo e dutoviário

aeroviário.

possuem características específicas. Todos apresentam

utilizaram o transporte dutoviário e

Segundo O Plano Nacional de Logística e Transportes

vantagens e desvantagens, exigindo que sejam utilizados,

(PNLT) de 2006, estima-se que em torno de US$ 2,5

alocando-se as cargas que melhor aproveitem suas

bilhões anuais seria o valor da redução dos custos logísticos

capacidades e atributos, caso o objetivo seja otimizar os

que resultaria com a implantação de uma matriz de

recursos disponíveis, fazendo uso das vantagens de cada

transportes mais balanceada. Ao se considerar a redução

modal, de forma a minimizar e, se possível, eliminar os

dos custos de transporte para certas cargas, poderia reduzir-

gargalos do fluxo contínuo de cargas desde sua origem até

se o valor de fretes em até 62% para o modal aquaviário e,

seu destino, Magalhães (2013).

para o ferroviário, 37%, se comparado ao modal rodoviário,

Farias (2015) apresenta o uso ideal para os modais, apontando o rodoviário para mercadorias de alto valor

conforme Colavite (2015).

O Plano de Logística e Transportes do Rio Grande do Sul

agregado ou perecíveis, destinando-se principalmente ao

(PELT – RS), concluído neste ano de 2018, apresenta em

transporte de curtas distâncias de produtos acabados e

seu Relatório Final que, em 2017 o transporte rodoviário foi

semiacabados. Ribeiro (2002) salienta que, via de regra,

responsável por 88% da movimentação das cargas no Estado,

este modal apresenta preços de frete mais elevados do

seguido pelo transporte ferroviário, com somente 6% de

que os modais ferroviário e hidroviário. Refere que o

contribuição na matriz modal. Hidrovias, dutovias e sistema

modal ferroviário é indicado para mercadorias de baixo

aéreo transportaram 3% cada um. Tais dados revelam uma

valor agregado, devendo ser utilizado principalmente

matriz de transportes bem mais desbalanceada do que os

no deslocamento de grandes tonelagens de produtos

índices da matriz nacional.

homogêneos, ao longo de distâncias relativamente longas, como minérios e produtos agrícolas.

O modal hidroviário apresenta como vantagem a

Em países como Austrália, EUA e Rússia, a contribuição do transporte rodoviário na matriz modal desses países é de 53%, 32% e 8% respectivamente. Com relação aos

capacidade de transportar mercadorias volumosas e

demais modais, a Austrália transporta 43% da carga por

pesadas, com custos de perdas e danos baixos comparados

ferrovia, hidrovia e outros contribuem com os demais 4%. A

com outros modais. É o modal que apresenta o mais baixo

Rússia utiliza preponderantemente o modal ferroviário para

custo. Em média é mais lento que a ferrovia e pode ser

o transporte de carga, atingindo 81% do total. Hidrovias e

prejudicado por condições meteorológicas adversas e

outros transportam 11%.

gargalos portuários.

O transporte aeroviário é utilizado principalmente

É de se esperar que um país como o Brasil, de dimensões continentais, busque um modelo mais equilibrado

nos transportes de cargas de alto valor unitário (artigos

para utilização de seus modais de transportes, de forma

eletrônicos, relógios, alta moda, etc.) e perecíveis (flores,

que resulte numa matriz modal mais balanceada, com

frutas nobres, medicamentos, etc.). É o de maior custo em

consequente redução de custos logísticos.

relação aos demais.

A utilização do transporte dutoviário destina-se

REFERÊNCIAS

principalmente ao transporte de líquidos e gases em grandes volumes e materiais que podem ficar suspensos (petróleo bruto e derivados, minérios). É o segundo modal com mais baixo custo para fluidos, ficando atrás apenas do modo de transporte hidroviário, Ribeiro (2002).

Conforme apresentado no Forum Internacional de Supply Chain de 2018, verifica-se na matriz modal brasileira grande dependência do modal rodoviário, representando 62,8% de toda carga transporta no território nacional, o que causa impacto direto na composição dos

COLAVITE, Alessandro Serrano; KONISHI, Fábio. A Matriz de Transporte no Brasil: Uma análise comparativa para a competitividade. 2015. Disponível em: http://www.aedb.br/seget/arquivos/artigos15/802267.pdf Acesso em: 18 de set. de 2018.

MAGALHÃES, Eduardo (et al.). Gestão da Cadeia de Suprimentos. Rio de Janeiro. Editora FGV, 2013.

FARIAS, Cláudio. Matriz de Transporte no Brasil e a Multimodalidade. 2015.

Disponível em: http://claudiovsfarias.blogspot.com.br/2015/01/matriz-detransportes-no-brasil-e.html Acesso em: 05 de out. de 2018.

RIBEIRO, P. C. C., Ferreira, K. A.; Logística e Transportes: uma discussão sobre os modais de Transporte e o Panorama Brasileiro. XXII Encontro Nacional de Engenharia de Produção, Curitiba, 2002. Disponível em: http://www.tecspace. com.br/paginas/aula/mdt/artigo01-MDL.pdf Acesso em: 02 de out. de 2018.

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Plano Estadual de Logística em Transportes Tema central

O Plano Estadual de Logística em Transportes surgiu a partir

por servidores que serão o suporte técnico qualificado para

do Plano Nacional de Logística de Transportes, que orientou

acompanhamento da elaboração do planejamento (NUPELT)

as ações do governo federal para todos os modais de transporte

e um conselho com representação dos setores da sociedade

do país. A revisão do PNLT em 2011 retificou algumas metas

envolvidos com a área de transportes (CAEPELT). Há uma

e mostrou que adotar um processo permanente e dinâmico de

consultora individual, contratada com recursos do Banco Mundial

planejamento do setor de transportes, traria benefícios ao sistema

- BIRD, que está auxiliando a equipe da SPGG a elaborar

nacional de logística e, consequentemente, ao desenvolvimento

manual de rotinas que perenizarão o PELT como ferramenta de

econômico.

planejamento do Estado. O primeiro fruto desta consultoria foi o

Nesse cenário, o Rio Grande do Sul licitou o PELT, para

suporte técnico para elaboração de um plano de ação executivo

também sistematizar o planejamento logístico, permitindo que o

que orientará a política de transportes a curto e médio prazos,

Estado possa antecipar gargalos e reequilibrar sua matriz modal,

baseado no relatório final do PELT”- diz Josué Barbosa.

historicamente com predomínio do setor rodoviário. Assim, o

As próximas etapas do PELT, que incluem a efetiva

PELT foi pensado como um plano estratégico de longo prazo,

execução do Plano de Ação são atribuição da Secretaria dos

como ação de Estado, não dependendo da vontade política dos

Transportes, envolvendo diretamente os órgãos e empresas

governos. O plano pretende orientar o desenvolvimento logístico

vinculadas a essa Secretaria e também as obras sob a jurisdição

do RS nos próximos 25 anos, diagnosticando as deficiências

do governo federal, que deverão ser apropriadamente negociadas.

do sistema logístico, definindo cenários futuros e estratégias de

Alguns projetos para as rodovias estaduais já estão em

intervenção para organização das cadeias logísticas, priorizando o

andamento, como as modelagens de concessões rodoviárias.

equilíbrio multimodal.

Para o Secretário de Planejamento, Governança e Gestão,

Na institucionalização do PELT a Secretaria de Planejamento, Governança e Gestão fica responsável pela

Josué de Souza Barbosa, a institucionalização do PELT permitirá

governança interna, que é a atualização e monitoramento dos

ao Estado “definir uma política pública de transportes de médio

resultados do PELT, da qual participarão os técnicos do Estado.

e longo prazo embasada em estudo técnico consistente, com o

Já a governança externa, que é a implementação e execução da

objetivo de alterar a matriz modal, hoje muito centrada no modal

política de transportes fica sob a responsabilidade da Secretaria

rodoviário. A multimodalidade deve ser incentivada e perseguida

dos Transportes, bem como todas as relações fora do ambiente

para reduzir os custos logísticos, tornando o RS mais competitivo

do Governo do Estado, incluindo a designação e a gestão do

na atração de investimentos”.

CAEPELT.

Humberto Brandão Canuso, Secretário dos Transportes,

O Plano Estadual de Logística em Transportes é o primeiro

entende que o PELT permitirá a adequação das políticas públicas

passo para o Rio Grande do Sul para reequilibrar a matriz

a partir de dados coletados em cada modal e embasados em

de transportes e enfrentar as dificuldades logísticas. Para

argumentações técnicas. “A obtenção e processamento de dados

o secretário Canuso estes problemas logísticos são grande

permitirá ao Estado readequar constantemente suas políticas em

obstáculo para o desenvolvimento do RS. “A expectativa é que

logística de transportes, com o fim de melhorar a infraestrutura

com o PELT possamos ter não só um equilíbrio multimodal,

estadual e diminuir os custos logísticos, tornando permanente o

mas implementarmos a intermodalidade, termos um sistema

planejamento e eficiente a aplicação dos recursos públicos”.

onde todos os modais se integrem, interajam e atuem de forma

O PELT já passou pelas fases de licitação e projeto e agora está em fase de institucionalização: “Estamos trabalhando em uma minuta de decreto que

harmônica”. O Secretário do Planejamento, Josué Barbosa, entende que a grande importâncido PELT “é a implementação de uma política na área de infraestrutura de transportes que

institucionalizará a consolidação do PELT nos instrumentos

permitirá aos sucessivos governos avanços na gestão desta

legais de planejamento. Este decreto também preverá a formação

infraestrutura, reduzindo os prazos e fornecendo embasamento

de dois grupos de apoio ao PELT, um grupo interno formado

técnico para as tomadas de decisões”.

8 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Impacto do planejamento na gestão da infraestrutura de transportes O Plano Estadual de Logística de Transporte (PELT) concluído no início de 2018 pela Secretaria dos Transportes, com consultoria financiada pelo Banco Mundial (BIRD), tem por objetivo implementar o planejamento estratégico de logística e transportes, visando ao desenvolvimento econômico e social do Estado e ao combate das desigualdades regionais.

Este planejamento considera as especificidades e características do sistema estadual de transportes e indica as necessidades para desenvolvimento da rede viária do Rio Grande do Sul, contemplando projetos de jurisdição federal e estadual, constituindo-se de um planejamento de Estado e não de um plano de governo.

O planejamento pode sempre ser visto como elemento indispensável para que as políticas públicas implementadas atinjam objetivos específicos. Investimentos aleatórios sem considerações de oferta e demanda e descontextualizados do sentido de rede de transportes podem beneficiar comunidades específicas, mas dificilmente se constituirão na melhor opção para impulsionar o desenvolvimento do Estado.

Um bom planejamento não se constitui apenas em uma relação de obras a serem realizadas, mas passa pelas etapas de definição de metas e objetivos, de diagnóstico, de avaliação de soluções, verificação de efetividade destas soluções na busca dos objetivos em diversos cenários futuros e, por fim, na proposição de políticas que serão refletidas nos instrumentos de planejamento, definidos por legislação própria.

Estas políticas públicas são monitoradas e avaliadas por indicadores de desempenho, que fornecerão ao gestor as medidas da economicidade, eficiência, eficácia e efetividade das mesmas.

Da mesma forma, o planejamento da infraestrutura de transportes deve ser pensado como um estudo complexo que resultará em uma política a ser implementada para obtenção dos resultados mensuráveis (qualitativa ou quantitativamente) e esperados. Como um plano de médio e longo prazo, o PELT, pensado como política estadual de transportes, deve estar espelhado no Plano Plurianual (PPA) e seu detalhamento nos demais instrumentos legais de planejamento, a Lei de Diretrizes Orçamentárias (LDO) e a Lei do Orçamento Anual (LOA).

Assim como o PELT, planos diretores setoriais dos modais de transporte e planos de obras adicionais, como a gerência de pavimentos e a gerência de rodovias não pavimentadas, também deverão ser contemplados nos instrumentos de planejamento, criando uma cultura técnica que muito beneficiará o setor de transportes e a população em geral.

Para além da previsão de recursos orçamentários, o planejamento de transporte impacta em vários outros fatores fundamentais como o a otimização dos recursos através da maximização do retorno econômico dos investimentos, que gerarão mais recursos para serem reinvestidos pelo Estado.

O primeiro grande impacto do planejamento na gestão da infraestrutura a ser percebido pode ser traduzido pela continuidade das obras públicas e execução das mesmas dentro dos prazos programados, sem as infindáveis paralisações e reinícios, uma vez que os sucessivos governos trabalharão no sentido de avançar na implementação de uma política estadual de gestão da infraestrutura, sendo reconhecidos pelos avanços que obterão nesta direção.

O planejamento tem repercussões profundas em toda a cadeia de produção e consumo de infraestrutura rodoviária, considerando o encadeamento de ações necessárias até que determinada obra seja iniciada. Durante a execução da obra o órgão gestor tem ainda que ter agilidade e capacidade de lidar com imprevistos inerentes à execução de obras, que podem sofrer variações não detectadas na escala do projeto.

Há, ainda, a necessidade de avaliar as condições de recebimento das obras para verificar se atende aos requisitos de qualidade previstos. Tratase de processo complexo que pode tornar-se caótico se executado sem as bases firmes de um planejamento consistente.

No processo entre a decisão e a execução de uma obra, pode-se perder muito tempo que pode ser quantificado como um valor de não

fazer, ou seja, quanto custa não fazer ou demorar muito a terminar uma obra de infraestrutura, pensando no tempo que a população ficará sem este serviço.

Este tempo desperdiçado muitas vezes decorre da não existência de um projeto de engenharia, ou seja, é necessário, licitar o projeto e executá-lo já que aquela obra não havia sido pensada antes. Muitas vezes o projeto está concluído, mas em virtude do tempo decorrido até a execução da obra, várias condicionantes são alteradas, resultando em projetos desatualizados e/ou com soluções pouco viáveis, que também resultam em lentidão e paralisações na execução das obras. Sem um planejamento eficiente as licenças necessárias não podem ser obtidas em tempo hábil ou as fontes de materiais podem resultar inviabilizadas, atrasando ou inviabilizando, por alterações orçamentárias, a execução da obra.

Dentro de um cenário de planejamento os órgãos gestores podem trabalhar com uma carteira de projetos racional, com projetos atualizados para os horizontes de execução previstos. Bem como providenciadas as licenças e estruturas necessárias. As obras serão iniciadas com previsão de recursos reais e factíveis dentro das limitações orçamentárias, já sendo licitadas com os prazos adequados aos desembolsos, o que permite que a empreiteira contratada faça a sua programação técnica e financeira, contabilizando os custos e providenciando os recursos humanos e materiais para a execução de uma obra com qualidade e bom desempenho.

Outro impacto do planejamento é sobre a qualidade dos projetos de engenharia e das obras. Os projetos de engenharia se planejados em tempo hábil podem ser executados nas melhores condições técnicas, com mais tempo para estudos, resultando em menos imprevistos nas obras. Já as obras, executadas a partir de projetos de qualidade, e acontecendo no tempo previsto, com as garantias de qualidade que podem ser obtidas dentro de uma programação adequada, poderão ter um salto de qualidade, que resultará em melhor desempenho e maior durabilidade.

Dentro de uma cultura de planejamento também os órgãos gestores da infraestrutura de transporte podem melhor adequar suas estruturas internas de forma a atender as demandas, investindo em qualificação de processos e pessoas, com as necessidades justificadas a curto e médio prazo. A antecipação das necessidades e demandas permite a otimização das rotinas e evita retrabalhos, reduzindo os custos administrativos.

O adequado planejamento da gestão da infraestrutura deve prever também a manutenção e restauração da infraestrutura existente e deve ter presente que a medida que a extensão da malha aumenta, aumentam as necessidades de recursos para manutenção. É sabido que a ação preventiva de manutenção reduz drasticamente os custos da conservação das rodovias e que rodovias com bom estado reduzem os custos operacionais de usuários. Some-se a isto o custo do tempo do usuário que ao invés de dilatado em função da má conservação ou da falta de capacidade operacional das rodovias, pode ser otimizado com a realização do percurso nas velocidades regulamentadas, reduzindo os custos totais de transporte, que é parcela do chamado custo Brasil.

O PELT traz uma diretriz aos futuros governantes que não precisam partir do zero na área da infraestrutura, reduzindo tempo de tomada de decisões, dado o embasamento técnico do planejamento, e permitindo a execução das obras e ações com agilidade, rapidez na obtenção índices desejados e maior qualidade na execução.

O PELT institucionalizado como política pública de transportes, deve ser incorporado na organização administrativa do Estado, sistematicamente atualizado e perenizado como cultura de planejamento para o setor público de transportes, impactando de forma positiva no objetivo final desta política, que é a obtenção de um sistema de infraestrutura de transporte que alavanque o desenvolvimento socioeconômico do Estado.

Maria Cristina Ferreira Passos Engenheira da SPGG-RS

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

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10 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Tema central

A premente integração dos modais hidroviário e ferroviário na matriz de transportes brasileira: O caso do arco norte

Engª Liz Helena Costa Varella, MSc STE -Serviços Técnicos de Engenharia

Engº Paulo Renato de Freitas da Silva, MSc STE -Serviços Técnicos de Engenharia

Engº Erick Luiz de Freitas STE -Serviços Técnicos de Engenharia

Geofíco Arthur Nogales Domenici Pinheiro STE -Serviços Técnicos de Engenharia

1. INTRODUÇÃO Apesar dos grandes investimentos

Portos e Aviação Civil – MTPA, em

economia no território nacional, além do

em redes rodoviárias do Brasil na

publicação apresentada em 2017

escoamento dos principais produtos de

década de 1950, o panorama atual

designada “Corredores Logísticos

exportação.

do país, volvidos mais de 60 anos,

Estratégicos: Complexo de Soja

coloca em evidência uma infraestrutura

e Milho”, define os corredores

Norte surge como um plano estratégico

com baixa manutenção, inadequada

estratégicos de desenvolvimento como

que compreende portos e estações de

para as condições de passagem de

“lugares ou eixos onde se viabilizam

transbordo nos estados de Rondônia,

tráfego, tanto de veículos ligeiros

negócios, por meio de investimentos e

Amazonas, Pará, Amapá e Maranhão

quanto de veículos pesados de

da constituição de mercados produtores

propondo a implantação de uma nova

transporte de cargas e passageiros e

e consumidores”, sendo portanto um

logística intermodal de transporte que

uma baixa eficiência e ineficácia no

sistema composto de rotas modais e

pretende, a um só tempo, diminuir

planejamento logístico que atenda às

multimodais que viabilizam o transporte

a pressão sobre os portos da Região

reais necessidades hoje enfrentadas,

de cargas produzidas em sua área de

Sudeste e aproximar mais os produtores

especialmente no escoamento de cargas

influência.

nacionais de commodities agrícolas

para exportação, integrando modos de

Esses corredores são caracterizados

Neste contexto, o chamado Arco

(principalmente soja em grão e milho)

transportes mais rápidos e com menores

em função dos principais volumes de

dos parceiros comerciais internacionais,

emissões de gases poluentes.

carga e deslocamentos de mercadorias

especialmente os mercado da China e

que movimentam e impulsionam a

da União Europeia.

O Ministério dos Transportes,

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

11

2. CONTEXTUALIZAÇÃO

Figura 01: Localização do Arco Norte no Brasil.

Para o escoamento da safra de grãos no Arco Norte são dois os principais eixos logísticos da região integrados à hidrovia do Amazonas: BR-364/Rio Madeira e BR-163/Rio

Tema central

Tapajós.

O Arco Norte, como alternativa para o escoamento das commodities brasileiras, se destaca como solução para os gargalos logísticos que emperram o crescimento econômico e trazem desgastes para o setor produtivo. A mudança deste quadro se reflete nos 24% da produção brasileira de grãos que tiveram transbordo transferido para os portos mais ao Norte, levando à diminuição da pressão do escoamento pelas regiões Sul e Sudeste. (Murillo Barbosa, 2018).

A grande inovação do Arco Norte

Fonte: MAPA, 2018. Adaptado.

chinês, maior importador de soja do

Assim, o uso de mais de um

decorre da menor distância entre

mundo e responsável por 64% de todas

modal no Brasil surge como grande

as áreas de produção e os portos

as importações mundiais.

oportunidade para as empresas

exportadores, e a possibilidade

2.2

tornarem-se mais competitivas, visto

da intermodalidade no transporte (rodo-hidroviário e rodo-ferroviário),

Custos de Exportação O custo de transporte representa a

que o modal rodoviário, predominante na matriz de transporte do Brasil, torna

concorrendo para a melhoria da

maior parcela dos custos logísticos na

o custo de transporte muito elevado e

competitividade na exportação e a

maioria das empresas, podendo variar

consequentemente menos competitivo

redução no custo da logística de

entre 4% e 25% do faturamento bruto,

no mercado internacional (ILOS, 2000).

transporte (MAPA, 2018).

e em muitos casos, superar mesmo o

2.1

Produção e Exportação

Dados recentes da safra mundial

Vale aqui distinguir dois conceitos

lucro operacional. Os tipos de produtos

que, não raras vezes, se confundem e

predominantemente transportados por

são usados de forma indiferenciada:

mais de um modal são commodities,

a intermodalidade e a multimodalidade.

A intermodalidade faz uma

divulgados pelo USDA - United States

como minério de ferro, grãos agrícolas

Departament Agriculture (Departamento

e cimento, todos caracterizados como

utilização conjunta de mais de

de Agricultura Americano), apontam

produtos de baixo valor agregado.

um modo de transporte, no qual

que, Estados Unidos da América, com

Portanto, para que estes produtos

são utilizados documentos fiscais

35,70% e Brasil com 34,35%, em

sejam competitivos é indispensável um

individuais para cada tipo de

conjunto somam 70,05% da safra

sistema de transporte eficiente.

transporte.

mundial, representando os maiores

Portanto, a racionalização dos

Por sua vez a multimodalidade

custos de transportes produz efeitos

se caracteriza pela integração total

significativos nos custos logísticos pelo

da cadeia de transporte, de forma a

é o maior exportador de soja em grãos

equilíbrio da matriz de transporte, com

permitir um gerenciamento integrado

do mundo, responsável por 48,60%

uma oferta de modais apropriados para

dos modos utilizados, bem como das

de todas as exportações mundiais,

a movimentação de grandes volumes e

operações de transferência, com a

seguidos pelos Estados Unidos com

longas distâncias, gerando opções ao

aplicação de um único documento

37,36%. A grande maioria desta

produtor, distribuidoras e exportador,

emitido pelo chamado Operador de

produção se destina ao mercado

além de maior competitividade.

Transporte Multimodal – OTM.

produtores de soja e milho.

Ainda segundo o USDA, o Brasil

12 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

O Quadro 01, apresentado a

QUADRO 01: MATRIZ DE TRANSPORTE BRASIL X ESTADOS UNIDOS

seguir, ilustra a divisão da matriz de transporte brasileira, comparando com a matriz de transporte dos Estados Unidos.

Para as commodities agrícolas brasileiras, os custos logísticos têm uma influência determinante sobre competitividade do setor, pois os

Fontes: adaptação da EPL (2018) – Plano Nacional de Logística - PNL e CNT (2017) e ILOS, Transporte de cargas e a encruzilhada do Brasil para o futuro

grãos são mercadorias de baixo valor agregado, transportados em volumes muito elevados.

Figura 02: Comparativo de custo de transporte por tonelada entre Brasil e Estados Unidos.

Esta realidade torna os modos hidroviários e ferroviários mais apropriados para o transporte desses produtos, devido à capacidade de deslocar grandes volumes, consumindo pouco combustível, resultando em uma maior eficiência energética em longas distâncias. Assim, a transferência do modal rodoviário para os demais modais reduziria os custos logísticos e aumentaria a competitividade do complexo de soja e milho (Corredores Logísticos, 2017).

Fonte: Centrogrãos, Caramuru and Soy Transport Coalition. BCR Rosário

A Figura 02, apresentada em sequência, retrata a grande diferença no custo final da mercadoria exportada para a China, quando comparados

QUADRO 02: CUSTO DO FRETE PARA OS MODOS DE TRANSPORTE.

Brasil e Estados Unidos.

Segundo o Estudo de Viabilidade Técnica, Econômica e Ambienta (EVTEA) da Hidrovia do Tapajós, na composição do valor do frete, os principais insumos formadores de seu preço são: consumo de combustíveis, salário médio e despesas com prêmios de seguro medidos por tonelada,

Fonte: EVTEA -dados da Aprosoja (2018)

em que as características do serviço são: a distância média de transporte

QUADRO 03: CUSTO DO TRANSBORDO NOS TERMINAIS

em quilômetro e o tamanho médio do carregamento dos veículos em toneladas.

A seguir, apresentam-se quadros com o custo do frete para os modais de

Fonte: EVTEA -dados da Aprosoja (2018)

transporte e de transbordo, levantados pelo EVTEA, com a finalidade de se obter o custo logístico.

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

13

3. A INTEGRAÇÃO DO ARCO NORTE

Figura 03: Corredores Logísticos Estratégicos

O Programa de Investimentos em Infraestrutura Logística – PIL visa restabelecer a capacidade de planejamento integrado dos sistemas

Tema central

de transportes, promover a integração de ferrovias, rodovias, hidrovias, portos e aeroportos além de articular os modais logísticos às cadeias produtivas.

O designado Arco Norte compreende eixos de transporte que levam aos portos situados acima do paralelo 16°S. Os rios Madeira e Tapajós, corredores importantes do Arco Norte, trarão ganhos significativos de competitividade à exportação de commodities, uma vez que, não apenas por sua expressiva capacidade de transporte de carga, como também pela liberação das rotas alternativas de escoamento pelo centro-sul do país,

Fonte: Volume I – Complexo Soja e Milho, Mapa 5 – Corredores Logísticos Estratégicos – Exportação – MTPA(2017)

onde há expressivos gargalos com os congestionamentos das rodovias e as infraestruturas portuárias.

3.1

Figura 04: Infraestrutura – Corredor Norte

Corredor Norte

É objetivo do presente trabalho o destaque ao Corredor Norte e em especial aos eixos Madeira e Tapajós. A Figura 04, ilustra os eixos componentes do Corredor Norte e indica a infraestrutura projetada (existente e em estudo) para a região.

3.2

Eixo Madeira

Afluente da margem direita do rio Amazonas, o rio Madeira é a via fundamental de escoamento para os mercados consumidores do exterior da produção de grãos do Centro-Oeste brasileiro. O Rio Madeira se constitui em importante corredor de transporte, com 1.086 km de extensão, de Porto Velho até sua foz no Rio Amazonas, por onde são transportados anualmente cerca de oito milhões de toneladas de cargas. O principal escoamento é

14 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Fonte: Instituto Mato-grossense de Economia Agropecuária – IMEA, 2017. Adaptado pelos autores.

de produção de grãos do sudoeste e

(salvo cumprimento de requisítos de

aspecto particularmente importante

noroeste do Estado do Mato Grosso

manobrabilidade), para o rio Tapajós,

no transporte regional, onde a

e sul de Rondônia, com destino à

comboio com 293 m de comprimento

combinação entre modos é essencial.

exportação.

e 55 m de boca.

A integração entre os diferentes

Ao mesmo tempo, as perspectivas

Por sua vez, a EF-170,

modais se dá a partir dos terminais

de grande crescimento da área

conhecida por Ferrogrão, estudada

de carga já existentes e que foram

plantada com grãos em Rondônia

para implantação no trecho Sinop-

incluídos na rede simulada.

também apontam para áreas ao

Miritituba foi motivada pelo papel

longo da BR-364 entre Porto Velho

estruturante que desempenhará no

na segunda fase do Programa de

e o entroncamento com a BR-425,

escoamento da produção agrícola

Investimentos em Logística (PIL 2),

o que também configura indícios de

(milho, soja e farelo de soja) do

e, de acordo com os dados publicados

improvável desvio de tráfego.

centro e norte do Mato Grosso. Nesse

o custo está estimado em R$ 11,5

3.3

contexto, esta ferrovia pretende

bilhões, viabilizando um trecho de

incrementar a capacidade e aprimorar

930 quilômetros com capacidade para

Afluente da margem direita do

a competitividade do corredor de

escoar 30 milhões de toneladas de

rio Amazonas, o rio Tapajós apresenta

escoamento de grãos pelo Norte

grãos (soja e milho) por ano de Mato

condições bem distintas de navegação,

do País, em consolidação pelo

Grosso aos portos do Norte do país.

em função de suas características

asfaltamento da rodovia BR-163 e

Em consulta ao site do Programa de

físicas: o baixo Tapajós, que vai da foz

pela implantação de terminais de

Parcerias de Investimentos o projeto

até a localidade de São Luis do Tapajós

carga e transbordo em Miritituba, onde

encontra-se em fase de consulta

com uma extensão de 345 km; e o

o uso do modal hidroviário promove

pública, estando a ANTT em fase

Alto Tapajós, que vai desde São Luis

opções portuárias diversas como

de preparação de Relatório Final da

do Tapajós até 795 km a montante,

Santarém-PA e Santana-AP.

Consulta. Após essa fase de consulta

De acordo com o estudo

haverá a publicação do relatório com

Eixo Tapajós

é caracterizado por cachoeiras e

O projeto Ferrogrão foi incluído

corredeiras e navegado apenas por

apresentado, a rede de

eventuais ajustes no modelo, o envio

pequenas embarcações.

transportes do modelo é única e

ao MTPA para aprovação do plano de

verdadeiramente multimodal, um

outorga e o posterior envio ao TCU.

O rio Tapajós possibilita a criação de uma das rotas hidroviárias mais vantajosas e estratégicas do ponto de vista da posição geográfica brasileira, conectando o principal polo de produção agrícola do Mato Grosso ao porto de Santarém, no rio Tapajós, através da hidrovia do Teles Pires – Tapajós.

Itaituba está localizada na margem esquerda do rio Tapajós, a cerca de 280 km da foz. Miritituba, localizada na margem direita, em frente a Itaituba, é o ponto de intercepção da rodovia Transamazônica (BR-230) com o rio Tapajós, ligada a Itaituba por balsa e a Santarém pela BR-163.

Atualmente, no documento “Normas e Procedimentos da Capitania Fluvial de Santarém – NPCF – 2015; no item 0604.1 - (b) – 2 – IV”, a Marinha do Brasil outorga navegação

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

15

Os modos hidroviários e ferroviários, como vimos antes, oferecem uma capacidade de transporte de grandes volumes de carga a longas distâncias a um custo baixo de combustível, promovendo com isso uma redução nos custos logísticos e ambientais e o necessário e urgente

Tema central

equilíbrio na matriz de transporte brasileira.

No caso do modo hidroviário, e particularmente o designado eixo Tapajós, pela sua localização estratégica na bacia hidrográfica do Amazonas, faz-se necessária uma integração intermodal com os modais rodoviário e ferroviário, proporcionando uma oferta no sistema de transportes da região que seja segura, coerente e sustentável, de fácil navegação até aos portos situados em Barcarena e Vila do Conde, com ligação marítima aos principais mercados internacionais, Fonte: Volume I – Complexo Soja e Milho, Mapa 5 – Corredores Logísticos Estratégicos – Exportação – MTPA(2017) – Rodovias (8,1 mil total, dos quais, 6,7 mil correspondem as rodovias federais).

4 CONCLUSÃO De acordo com dados

BR-163/Rio Tapajós - carece de ações governamentais que superem A mitigação ou eliminação destas

últimos anos ocorreu um aumento

deficiências deverá passar por

da utilização da Hidrovia do Tapajós

ações conjuntas associadas ao

como modal de escoamento de cargas,

estabelecimento de contratos

principalmente de granéis agrícolas

continuados de manutenção,

(soja em grão e milho) produzidos

recuperação e melhoramentos,

na macrorregião Médio Norte mato-

adequações na legislação, programas

grossense, em concomitância com o

de parcerias, concessões e/

acentuado aumento de investimentos

ou administrações federais mais

em infraestruturas portuárias, estações

eficientes. Estas tomadas de decisão

de transbordo de cargas e balsas

serão fundamentais para a integração e

para transporte de grãos associados

consolidação das rotas de escoamento

à iniciativa privada, evidenciando a

de exportação das commodities

necessidade de estruturação da malha

agrícolas (soja em grão e milho,

hidroviária para atender ao acréscimo

principalmente) com o objetivo de

de demanda.

reduzir o custo de transporte interno e assim acompanhar o potencial de

dos eixos logísticos anteriormente

mercado produtivo interno atual e

citados - BR-364/Rio Madeira e

projectado.

16 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Referência

as deficiências logísticas instaladas.

disponibilizados pela ANTAQ, nos

Neste sentido, a integração

especialmente China e União Europeia.

DNIT, Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Projeto EVTEA: Hidrovia Tapajós e Teles Pires. R.9. ed. [S.l.: s.n.], 2018. 365 p. v. 1.

LIMA, Mauricio. Custos Logísticos no Brasil.

2014. Disponível em: <http://www.ilos.com.br/ web/tag/matriz-de-transportes/>. Acesso em: 14 ago. 2018.

MINISTÉRIO, Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Infraestrutura e Logística. 2017.

Disponível em: <http://www.agricultura.gov.br/ assuntos/politica-agricola/infraestrutura-elogistica/infraestrutura-e-logistica>. Acesso em: 13 ago. 2018.

MINISTÉRIO, Transportes, Portos e Aviação Civil.

Corredores Logísticos Estratégicos: Complexo de Soja e Milho. 1. ed. Brasília: [s.n.], 2017. 97 p. v. 1.

PIL: Programa de Investimento em Logística.

2018. Disponível em: <https://www.epl.gov.br/ logistica-brasil>. Acesso em: 21 ago. 2018.

TRANS2018, VII., 2018, Belém/PA. Logística do Agronegócio e a importância da operação Arco Norte... [S.l.: s.n.], 2018. 60 p. v. 1.

VALE, Lúcio et al. Arco Norte: Um Desafio Logístico. 6. ed. Brasília: Câmara, 2016. 224 p.

Tema central

Aplicação da metodologia desenvolvida pelo corpo de engenheiros do exército americano ao dimensionamento do canal de navegação da rede hidroviária da Lagoa Mirim/RS Geofísico Arthur Nogales Domenici Vasconcellos Pinheiro STE -Serviços Técnicos de Engenharia

Eng. Liz Helena Costa Varella, MSc. STE -Serviços Técnicos de Engenharia

Eng.Paulo Renato de Freitas da Silva, MSc. STE -Serviços Técnicos de Engenharia

Eng. Erick Luiz de Freitas

STE -Serviços Técnicos de Engenharia

Tendo por base o estudo de caso para implantação de infraestrutura necessária à viabilização da navegação na Lagoa Mirim/RS, o trabalho demonstra a importância e quantifica o retorno econômico ao país, a partir da viabilização deste corredor hidroviário.

São apresentados os cálculos para definição do gabarito hidroviário para o trecho em estudo, o qual foi embasado nas recomendações publicadas no Manual de Engenharia EM 1110-2-1611 (USACE) e nas dimensões da embarcação tipo apresentada no Estudo de Viabilidade Técnica, Econômica e Ambiental – EVTEA da Hidrovia do Mercosul. É quantificado então o custo para implantação do canal de navegação para o gabarito proposto a partir do cálculo do volume a ser dragado nos pontos críticos à navegação.

Partindo do custo de implantação de infraestrutura de transporte em geral, torna-se notório o baixo custo de investimento quando comparado a outros modais, como o rodoviário, por exemplo.

Entrando em operação, a Hidrovia do Mercosul irá possibilitar a ligação entre a Lagoa dos Patos e ao Porto de Rio Grande, dando abertura ao escoamento da carga uruguaia pela rede da Lagoa Mirim, fomentado assim, a economia de ambos os países (Brasil e Uruguai).

1. INTRODUÇÃO O Rio Grande do Sul possui um

um eixo de fundamental importância

sistema de transportes bem estruturado

para o intercâmbio comercial entre o

para a configuração espacial de seu

Brasil e o Uruguai (EVTEA, 2014).

território, com o modal hidroviário

A Lagoa Mirim, que faz fronteira

dispondo de ampla base flúvio-lacustre,

com o Uruguai, apresenta interesse

permitindo sua utilização, com baixo

binacional, uma vez que 74% de

custo, entre centros de produção

sua superfície está em território

primária e os terminais de exportação

brasileiro, no Estado do Rio Grande

do complexo portuário de Rio Grande.

do Sul, e o restante no Uruguai.

A ligação hidroviária Brasil -

Ligando a Lagoa Mirim à dos Patos

Uruguai , conhecida por Hidrovia do

e, consequentemente ao porto de Rio

MERCOSUL, está localizada na Bacia

Grande, existe o Canal de São Gonçalo.

do Sudeste, constituída pelos rios

O canal de navegação da rede

Jacuí, Taquari, Caí, Sinos, Gravataí

Hidroviária da Lagoa Mirim se inicia na

que se ligam à Lagoa dos Patos pelo

extremidade jusante do Canal de São

Delta do Jacuí e Lago Guaíba, e rios

Gonçalo e percorre toda a Lagoa Mirim

Camaquã, Uruguai e Jaguarão, canal de

até o Porto de Santa Vitória do Palmar,

São Gonçalo e a Lagoa Mirim, formando

totalizando 270 km.

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

17

O Estudo de Viabilidade Técnica, Econômica e Ambiental

o manual de engenharia do USACE, a largura adicional é

apresenta um dimensionamento de canal de navegação para a

uma função direta do ângulo de deflexão assumido pela

Lagoa Mirim proposto pela Administração Hidroviária do Sul,

embarcação, do comprimento e da largura da embarcação

demonstra a importância e quantifica o retorno econômico ao

tipo.

país da viabilização deste corredor hidroviário.

Em virtude de não existir uma norma brasileira específica para o dimensionamento de canais de navegação de hidrovias

Tema central

pela embarcação durante a execução da manobra. Segundo

– EVTEA da Hidrovia do Mercosul (CODOMAR, 2014), o qual

interiores, utilizou-se a metodologia desenvolvida pelo Corpo de Engenheiros do Exército Americano (United States Army Corps of Engineers – USACE) e apresentada no Manual de Engenharia “Layout and Design of Shallow Draft Waterways’ (EM 1110-2-1611), para o dimensionamento do Canal de Navegação da rede Hidroviária da Lagoa Mirim proposto no presente artigo.

As principais vantagens da aplicação da metodologia preconizada pelo USACE foram: não demandar uma coleta extensiva de dados físicos e resultar em um canal navegável específico para hidrovias interiores, com elevada segurança à navegação e de baixo custo para a implantação.

2. METODOLOGIA O dimensionamento realizado a partir da metodologia preconizada no Manual de Engenharia do USACE, o qual fornece orientação para a definição da largura da base e do alinhamento do canal de navegação, segue o fluxograma apresentado na figura 01. Ressalta-se que os procedimentos explicitados se referem especificamente à etapa de dimensionamento do canal de navegação, não abrangendo as etapas de estudo prévio de tráfego e projeções de cargas.

Em consonância com o fluxograma apresentado na figura 01, inicialmente, realiza-se a definição da largura da base do canal, a partir da metodologia preconizada pelo USACE, a qual depende das características da embarcação de projeto, do corpo hídrico em estudo e a definição entre canal de uma via ou duas vias.

A partir da vasta experiência adquirida pelo USACE operando hidrovias interiores, foram definidos, no manual de engenharia, parâmetros mínimos para a determinação da largura da base do canal de navegação para tráfego em uma via, conforme detalhado a seguir.

Para trechos retilíneos em canais de uma via: Considerase a largura da boca da embarcação de projeto adicionada de duas vezes da folga “embarcação-margem”. A folga mínima determinada no manual de engenharia é igual a 12,2 m (40 pés).

Com relação aos trechos curvos, faz-se necessária a adoção de largura adicional em virtude da trajetória varrida 18 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

A largura da base em trechos curvos, para canais de uma

Figura 03: Embarcação de Projeto

via, é calculada conforme a equação apresentada a seguir.

CW1 representa a largura da base para canais de uma via, α o ângulo de deflexão assumido pela embarcação, L o comprimento da embarcação de projeto, W a boca da embarcação e C a folga embarcação-margem.

Calculadas as larguras da base para trechos retilíneos

Fonte: Dimensões definidas no EVTEA Hidrovia do MERCOSUL

Definida a embarcação tipo, dimensionou-se o gabarito hidroviário para o trecho em estudo, o qual foi embasado

e trechos curvos, realiza-se a definição da distância de

nas recomendações publicadas no Manual de Engenharia

manobra mínima (Minimum Crossing Distance), a qual é

EM 1110-2-1611 (USACE) e nas dimensões da embarcação

função da largura do canal de navegação, a velocidade média

supracitada.

da corrente e o comprimento da embarcação tipo.

A partir do traçado geométrico do eixo do canal de navegação apresentado nos projetos de melhoramento do

3.

ESTUDO DE CASO

EVTEA, do gabarito hidroviário definido no item 3.1 a seguir, dos dados batimétricos coletados no âmbito do EVTEA e da

A rede hidroviária da Lagoa Mirim, conforme detalhado

caracterização sedimentológica do leito dos trechos críticos,

no EVTEA, compreende o trecho lagunar entre o Porto de

apresentada no estudo de viabilidade, realizou-se o cálculo de

Santa Vitória do Palmar, situado no extremo Sul da Lagoa

volume de material a ser dragado.

Mirim e o Canal do Sangradouro, no extremo Norte, que

Com os volumes de dragagem devidamente calculados,

prolongado pelo Canal do São Gonçalo, permite o acesso à

foi elaborada a estimativa de custos para a implantação do

Lagoa dos Patos e ao complexo portuário de Rio Grande. A

canal dimensionado, conforme metodologia preconizada no

figura a seguir apresenta o trecho em estudo.

Sistemas de Custos Referenciais de Obras – SICRO (DNIT, 2017).

Figura 02: Identificação do trecho em estudo

3.1 DIMENSIONAMENTO DO CANAL DE NAVEGAÇÃO Optou-se pelo dimensionamento de um canal de uma via, específico para os trechos que oferecem risco à navegação, pois a rede Hidroviária da Lagoa Mirim apresenta condições para a franca navegação em cerca de 80% da sua extensão, mapeada no estudo de viabilidade.

A definição da largura da base do canal de navegação para trechos retilíneos, fundamentada no Manual, consiste na soma da largura da boca da embarcação de projeto (15,5 m) mais folga embarcação-margem (15,24 m ou 50 pés), o que resultou em uma largura igual a 45,98 m, tendo-se adotado a dimensão de 46 m.

Foi adotada a folga embarcação-margem igual a 50 pés, ou seja, 10 pés maior que a folga mínima, em favor

A embarcação tipo (embarcação de projeto) adotada no

da segurança da navegação, por se tratar de um ambiente

presente artigo apresenta as seguintes dimensões, definidas

lagunar com leito sedimentar e velocidade da corrente de

no EVTEA da Hidrovia do MERCOSUL, para rede hidroviária

baixa intensidade. Verifica-se, porém, principalmente no mês

da Lagoa Mirim: BOCA (B) = 15,5 m, COMPRIMENTO (L) =

de novembro, uma temporada de ventos que ocasionam a

90,0 m e CALADO (T) = 2,5 m. A Figura 03, a seguir, ilustra

formação de ondas que oferecem riscos à navegação.

a embarcação de projeto.

Com relação à geometria dos trechos curvos, foram Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

19

considerados os seguintes parâmetros: ângulo central igual a 30° e raios de curvatura iguais a 1.100, 1.500 e 1.675

3.2 CÁLCULO DE VOLUME E ESTIMATIVA ORÇAMENTÁRIA

m. Admitindo-se os parâmetros descritos e a velocidade de corrente igual a 1 m/s, foram definidos os ângulos de deflexão para cada valor de raio de curvatura.

Tema central

A partir dos ângulos de deflexão, foram calculadas as

No intuito de se quantificar o custo de implantação do canal de navegação dimensionado conforme metodologia USACE, realizou-se o cálculo de volume de material a ser

larguras adicionais para trechos curvos utilizando a fórmula

retirado nos dois pontos que oferecem riscos à navegação,

apresentada no item 2. Visto que se trata de canal com

mapeados no EVTEA e apresentados na Figura 04.

uma via, considera-se a largura adicional apenas na porção

Os trechos críticos supracitados apresentam

interna da curva. No caso dos trechos curvos situados no

profundidades mínimas inferiores à profundidade da base do

Canal do Sangradouro, o cálculo resultou em uma largura

canal de navegação, conforme apresentado na tabela 02 a

adicional igual a 9,41m, portanto, admitiu-se uma largura

seguir.

da base igual a 56 m. Para o Canal de Acesso ao Porto de

Devido às profundidades insuficientes, faz-se necessária

Santa Vitória do Palmar, o cálculo resultou em uma largura

a dragagem do canal navegável nesses trechos críticos, no

adicional igual a 7,84m, consequentemente uma largura da

intuito de assegurar a navegação da embarcação de projeto ao

base para os trechos curvos igual a 54 m.

longo do ciclo hidrológico da Lagoa Mirim.

A tabela a seguir apresenta um resumo dos parâmetros geométricos dos trechos curvos definidos para ambos os

Figura 04: Localização dos Passos Críticos da rede Hidroviária da Lagoa Mirim

pontos críticos da Lagoa Mirim.

Tabela 01: Parâmetros geométricos adotados para os trechos curvos

Tendo como base a largura do canal de navegação em trechos retilíneos igual a 46 m, a velocidade da corrente

Tendo como base os dados de batimetria, o alinhamento

igual a 1 m/s, e as dimensões da embarcação de projeto,

do canal de navegação, ambos oriundos do estudo de

determinou-se a distância mínima de manobra igual a 2,5

viabilidade, e o gabarito hidroviário definido no presente

vezes o comprimento da embarcação, ou seja, igual a 225 m.

artigo, foi realizado o cálculo de volume de material a

Em virtude do Manual do USACE não apresentar uma metodologia específica para o cálculo da profundidade do canal de navegação, adotou-se a profundidade do canal de navegação igual a 3,30 m (EVTEA, 2014).

Dessa forma, os parâmetros de projeto do canal de navegação definidos conforme metodologia USACE são: •

Largura da Base Trechos Retilíneos = 46 m;

•

Largura da Base Trechos Curvos – Canal do

Sangradouro = 56 m; •

Largura da Base Trechos Curvos – Canal de Acesso

ao Porto de Sta Vitória do Palmar = 54 m;

ser dragado, com auxílio de software computacional especializado, para ambos os pontos críticos da Lagoa Mirim.

Salienta-se que no Canal do Sangradouro predominam os sedimentos finos com o tamanho textural de argila e silte. Contudo, no trecho do Canal do Porto de Santa Vitória predominam sedimentos com tamanho textural areia fina e areia muito fina (EVTEA, 2014).

Os volumes de dragagem calculados para os dois pontos críticos são explicitados na tabela 02, a seguir, considerando um talude de escavação igual a 1:8 (V:H), definido na norma britânica (British Standard 6349-51991, Code of practice

•

Distância de Manobra entre Curvas ≥ 225 m;

for maritime structure, Part 5 Code of practice for dredging

•

Profundidade da Base do Canal de Navegação =

and land reclamation) para leitos sedimentares, tais como os

3,30 m;

20 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

trechos críticos da Lagoa Mirim.

TABELA 02: IDENTIFICAÇÃO DAS EXTENSÕES E PROFUNDIDADES MÉDIAS E VOLUME DE

3.3

RELAÇÃO EMBARCAÇÃO – HIDROVIA

MATERIAL A SER DRAGADO DDOS PONTOS CRÍTICOS DA LAGOA MIRIM

As relações entre as dimensões da embarcação tipo e do canal refletem diretamente as condições de navegabilidade a que estará sujeita a embarcação de projeto (PIANC, 2003).

O dimensionamento do canal de navegação da rede Com os volumes de dragagem devidamente calculados,

hidroviária da Lagoa Mirim, utilizando a metodologia USACE,

elaborou-se a estimativa orçamentária, conforme o Sistema

resultou nas relações entre a embarcação de projeto e o

de Custos Referenciais de Obras – SICRO (DNIT, 2017), para

gabarito hidroviário explicitadas a seguir:

a execução de dragagem com draga de sucção e recalque, metodologia indicada pelo EVTEA nos projetos de melhoramento

TABELA 05: RELAÇÃO EMBARCAÇÃO REFERENTE AO GABARITO HIDROVIÁRIO USACE

propostos para a Rede Hidroviária da Lagoa Mirim.

As premissas orçamentárias, que embasaram a elaboração da estimativa de custo para a implantação do canal de navegação, são ilustradas na tabela 03 a seguir, definidas em consonância com a metodologia do Manual de Custos de Infraestrutura de Transportes.

TABELA 03: RESUMO DAS PREMISSAS ADOTADAS NA ESTIMATIVA ORÇAMENTÁRIA

A resistência de um navio ao movimento lateral muda à medida que a razão profundidade/calado se aproxima da unidade. Ademais, as pressões assimétricas agindo sobre o navio podem fazer com que ele seja puxado em direção a margem ou afastado da margem, dependendo da velocidade, distância, dimensões do navio, altura da margem e razão profundidade/calado (PIANC, 2003).

Dessa forma, a razão profundidade/calado igual a 1,32 proporcionará estabilidade à embarcação de projeto, no intuito de se manter o rumo ao longo dos trechos retilíneos, e não oferecerá resistências hidrodinâmicas relevantes às

Dessa forma, o custo total estimado para a dragagem de implantação e viabilização de 270 km de canal de navegação no trecho em estudo foi de R$ 17.134.131,41.

Os serviços que compõem o orçamento para a execução da

manobras demandadas nos trechos curvos.

A tabela 06, a seguir, apresenta o comparativo entre a razão “Largura da base/Boca da Embarcação” proposta no presente artigo, a adotada no estudo de viabilidade e o

obra de dragagem nos dois pontos críticos da Lagoa Mirim são

coeficiente proposto por Paolo Alfredini em seu Livro “Obras

apresentados na tabela a seguir.

e Gestão de Portos e Costas”.

Tabela queQUE componentes do orçamento para aPARA execução da obraDA de TABELA04:04:Serviços SERVIÇOS COMPONENTES DO ORÇAMENTO A EXECUÇÃO

Tabela 06: Resumo das Premissas adotadas na estimativa orçamentária

OBRAdragagem DE DRAGAGEM

Verifica-se, na tabela 06, que o gabarito proposto neste artigo apresenta uma razão “Largura da Base/Boca da Embarcação” maior que a adotada no EVTEA e a proposta por Alfredini, consequentemente, a área da seção transversal livre também será maior. Dessa forma, os efeitos hidrodinâmicos relacionados à iteração entre a embarcação e a margem do canal de navegação serão mitigados e a embarcação apresentará uma melhor manobrabilidade.

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

21

4 DISCUSSÃO A metodologia adotada para o dimensionamento do canal de navegação da rede hidroviária da Lagoa Mirim é amplamente utilizada pelo USACE nas hidrovias americanas

Tema central

(referência técnica em engenharia fluvial) e resultou em um canal com elevada segurança à navegação, demonstrada no item 3.3.

A utilização da metodologia demanda um volume de dados consideravelmente pequeno para um projeto de infraestrutura de transportes, necessitando-se apenas de dados de hidrologia, batimetria, sedimentologia e a definição de uma embarcação de projeto, oriunda de um estudo de tráfego específico para a região.

22 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

O custo de implantação do canal de navegação dimensionado conforme o Manual de Engenharia do USACE, totaliza um investimento de aproximadamente R$ 17,13 milhões, o qual resultará um corredor hidroviário de 270 km de extensãoplenamente apto a navegação de ligação a Lagoa dos Patos e ao Porto de Rio Grande, possibilitando o escoamento da carga uruguaia pela rede hidroviária da Lagoa Mirim, honrando o acordo binacional firmado entre os dois países, assinado em 2010 e que entrou em vigor em 23/10/2017.

REFERÊNCIAS ALFREDINI, Paolo; ARASAKI, Emilia. Obras e Gestão de Portos e Costas: A Técnica Aliada ao Enfoque Logístico e Ambiental. 2ª. ed. [S.l.]: Mauá, 2009. 804 p.

BRASIL, DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. DIRETORIA EXECUTIVA. COORDENAÇÃO-GERAL DE CUSTOS DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. Manual de Custos de Infraestrutura de Transportes. 1ª Edição – Brasília, 2017. 12v. em 74.

BRITISH STANDARD. Maritime structures: Part 5: Code of Practice for dredging and land reclamation. BS 6349-5. ed. [S.l.: s.n.], 1991.

138 p.

CODOMAR, DNIT, MT. Consultoria Técnica para Elaboração de Estudos de Viabilidade Técnico e Econômica e Ambiental - EVTEA e os Projetos Básicos e Executivos de Engenharia: de Sinalização de Margem e Balizamento; de Dragagem; e de Derrocamento na Hidrovia Brasil - Uruguai: Relatório dos Estudos e Projeto Básico e Executivo dos Melhoramentos - Memória descritiva. Relatório Final, Trecho III. ed.

Brasília: [s.n.], 2014. Tomo I p. v. 2.

PIANC, Permanent International Association Of Navigation Congresses. Canais de Acesso: Um Guia para Projetos. PTC II-30. ed. [S.l.: s.n.], 2003. 127 p. v. Tradução.

U.S. ARMY CORPS OF ENGINEERS, Department Of The Army. Layout and Design of Shallow: Draft Waterways. EM 1110-2-1611. ed. Washington, DC 20314-1000: [s.n.], 1980. 128 p.

A importância da fiscalização para a conservação de pavimentos flexíveis em rodovias e redução de custos com restauração Fernanda Carolina Dias Braga

artigos

Engenheira Civil – UNIBH – MG

Rafaella de Almeida Cerqueira Salgado Engenheira Civil – UNIBH – MG

Luiza Pinto Coelho Franco

Mestre em Engenharia de Transportes – IME-RJ

1 INTRODUÇÃO A intensa industrialização vivida no Brasil na década de 50 gerou a necessidade de abrir novas vias para atender ao aumento da demanda para deslocamento e escoamento de produtos. O governo da época aprovou o Plano Viário Nacional, que priorizava investimentos em soluções de transporte de menor custo de construção e menor prazo para conclusão das obras, o que é facilmente proporcionado pelas rodovias. Entretanto, a demanda cresceu de tal forma que proporcionou um desequilíbrio de investimentos em infraestrutura, ou seja, as verbas destinadas a obras desse porte não acompanhavam o perfil de desenvolvimento da época (MENELAU, 2012). A necessidade de construir aliada a verbas insuficientes e a um planejamento ineficiente torna a rodovia um sistema incapaz de atender a demanda de transporte com qualidade, o que tem causado grande depreciação da estrutura existente (OLIVEIRA; TEIXEIRA,

O modal rodoviário é o que possui maior concentração de tráfego no país, sendo o meio mais utilizado para transportes de cargas, que constituem grande parte do volume geral de veículos. A influência desses na qualidade do pavimento é o objeto do presente estudo, que visa mostrar a relação entre o excesso de cargas e a deterioração da camada asfáltica.

A partir dos dados de pesagem obtidos do km 109 da MG-050 fizeram-se vários cenários para o cálculo do Número “N”, mostrando o impacto de seu cálculo nos custos para construção e conservação de rodovias.

Em seguida expôs-se o problema do excesso de carga mostrando-se os percentuais de diminuição de vida útil de projeto para cada porcentagem de excesso, o que acaba sendo incentivado devido à fiscalização muitas vezes ineficiente do país.

2009).

Uma das principais causas responsáveis pela depreciação do pavimento é a sobrecarga aplicada à pista devido ao crescimento exacerbado da frota de transporte de cargas.

Segundo o Relatório Gerencial da Pesquisa da Confederação Nacional do Transporte (CNT) de 2016, 61,1% das movimentações de cargas do país acontecem nas rodovias, que tem como grande incentivadora a dificuldade de fiscalização em toda a extensão da malha rodoviária nacional (BLOIS et. al., 2007).

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

23

A sobrecarga não prevista em projeto diminui a vida útil

TABELA 1 - VOLUME MÉDIO DIÁRIO DE TRÁFEGO ANUAL

da obra, o que gera mais custos com recuperação de vias em prazos menores que os previstos durante a elaboração do projeto (SANTOS, 2011). As sessões subsequentes desse artigo apresentam um estudo de caso a partir dos dados do posto de pesagem de veículos do KM 109 da MG 050 a fim de apresentar os impactos do carregamento dos veículos de carga no dimensionamento do pavimento e na durabilidade da estrutura, que podem ser aplicados em outras vias que apresentam

artigos

características similares, para posterior levantamento de custos com operações de recuperação e recapeamento.

2 METODOLOGIA Para atingir aos objetivos propostos foram realizadas

Fonte: Os autores, 2017.

Através da pesquisa de ocupação de carga (POC) realizada a partir dos dados de pesagem da balança fixa situada no posto do km 109 foi possível determinar o percentual de carregamento dos veículos de carga de acordo com a tipologia adotada pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes

análises bibliográficas a respeito da legislação vigente para

(DNIT), mostrados na Tabela 2, e o percentual de veículos que

operação e fiscalização do controle de cargas nas rodovias,

trafegaram com sobrecarga. A tabela indica que 100% dos

fatores e cargas a serem consideradas na elaboração do

veículos de carga trafegam em média com 80% do peso bruto

projeto de pavimentação e os efeitos do excesso de carga nos

total (PBT) legal sem considerar a tolerância.

pavimentos. Foram analisadas as contagens volumétricas e

TABELA 2 - CARREGAMENTO MÉDIO DOS VEÍCULOS DE CARGA

classificatórias de um trecho da MG-050 a fim de determinar o volume médio diário de tráfego anual (VMDAT), a pesquisa de ocupação de carga para determinar a relação carregado/ vazio que melhor representasse o perfil do trecho em estudo da rodovia e determinação do percentual de veículos sobrecarregados no trecho.

3

RESULTADOS E DISCUSSÕES

A MG–050 possui 406,7 km de extensão e é responsável por fazer a ligação entre o sudoeste mineiro com o estado de São Paulo. Atualmente a rodovia encontra-se totalmente pavimentada, sendo um trecho de 344 km administrado pela concessionária Nascente das Gerais desde 2007.

Os dados analisados foram coletados entre os meses de Março de 2016 e Fevereiro de 2017 e cedidos pelo Departamento de Edificações e Estradas de Rodagem de Minas Gerais (DEER/MG) a caráter de pesquisa antes da publicação dos dados.

3.1

Estudo de tráfego

A partir das contagens volumétricas e classificatórias realizados nos postos de contagem situados entre o km 91

3.2 Cenários A fim de analisar a influência da carga no dimensionamento de pavimentos flexíveis foram criados cenários de carregamentos de veículos comerciais. Utilizou-se um parâmetro que condensa diversos fatores, incluindo o efeito acumulativo da passagem dos veículos de carga nos pavimentos. Este fator é denominado

e o km 129 foi possível determinar o VMDAT ao longo do

Número “N”, que significa o número de repetições dos eixos dos

trecho e o percentual dos veículos passantes na rodovia.

veículos equivalentes às solicitações do eixo padrão rodoviário de

Não foi necessário utilizar fatores de expansão e correção

8,2 tf durante o período considerado de vida útil do pavimento.

de sazonalidade uma vez que as contagens foram realizadas

Essa metodologia foi criada pelo Engenheiro Murilo Lopes de

durantes as 24 horas dos 365 dias. A Tabela 1 apresenta os

Souza e é a referência utilizada nos manuais de pavimentação no

VMDATs por tipo de veículo e a composição percentual de

Brasil.

cada tipo no período supracitado.

24 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Para o cálculo do número “N”, utiliza-se a Eq. 1:

N=365×VMDAT×FV×FR×FP

(1)

Em que: VMDAT = Volume médio diário anual de tráfego comercial, FV = Fator de veículos, FR = Fator climático regional, FP = Fator de pista.

Para desenvolvimento dos cálculos foram adotadas algumas premissas básicas: (i) Taxa de crescimento de 3% a.a. para realizar os cálculos de VMDAT, considerando que o ano de 2016 e 2017 foram anos de projeto e 2018 o ano de abertura ao tráfego; (ii) horizonte de projeto de 10 anos; (iii) para simulação do cenário adequado caso não houvessem dados de pesagem de veículos comerciais a porcentagem de carregamento foi definida conforme estabelecido pelo manual de tráfego do DEER através do VMDAT; (iv) cargas máximas obedecendo os limites legais e cargas máximas obedecendo os limites legais mais a tolerância por eixo, conforme determinação do Conselho Nacional de Trânsito – CONTRAN na Resolução 526/2015, que estabelece as tolerâncias permitidas de acordo com o tipo de veículo no Art. 5º, sendo elas 5% sobre os limites de pesos regulamentares para o peso bruto total (PBT) e peso bruto total combinado (PBTC) e 10% sobre os limites de peso regulamentares por eixo de veículos

•

Cenário 5: 100% dos veículos comerciais trafegando

com a média aproximada de carregamento total da Tabela 2 (80%) obedecendo aos limites legais; •

Cenário 6: 100% dos veículos comerciais trafegando

com a média aproximada de carregamento total da Tabela 2 (80%) obedecendo aos limites legais mais tolerância de 10% por eixo.

A partir dessa análise adotou-se o Cenário 4 como o ideal para a rodovia, uma vez que quase a metade dos tipos de veículos de carga trafegam com carregamento superior a 80%, o que impactaria negativamente na duração do pavimento, tornando os Cenários 5 e 6 inadequados para a rodovia em questão. Utilizando a mesma analogia, os Cenários 1 e 2 tornam-se também inadequados uma vez que haveria um superdimensionamento das camadas do pavimento por nem todos os veículos trafegarem com peso maior ou igual a 100% da carga permitida. Por esse motivo ambos foram descartados para as futuras análises. Para melhor visualização do impacto dos cenários nos cálculos do Número “N”, elaborou-se a Figura 1.

Figura 1 - Número “N” acumulado no horizonte de projeto

transmitidos à superfície das vias públicas.

O FV foi calculado conforme metodologias da USACE (United States Army Corps of Engineers) e AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials). Para o FR adotou-se o valor de 1,0, conforme determinação do DNIT; para o FP considerou-se 0,5, uma vez que o segmento homogêneo analisado é pista simples.

Para as seções subsequentes utilizaram-se os valores obtidos pela metodologia USACE por fator de segurança, uma vez que seus valores são mais elevados que a AASHTO. Foram considerados seis cenários diferentes para o segmento analisado neste estudo, que também foram aplicados ao posterior cálculo do Número “N”, sendo eles: •

Cenário 1: 100% dos veículos comerciais trafegando

Fonte: Os autores, 2017.

3.3

Número “N” vs. Horizonte de Projeto

O Número “N” influencia diretamente na determinação

com 100% da capacidade de carga obedecendo aos limites

das espessuras de todas as camadas do pavimento, por isso

legais;

em seu cálculo é importante considerar várias possibilidades

•

Cenário 2: 100% dos veículos comerciais trafegando

de uso da rodovia. Portanto, através da Figura 2 foi possível

com 100% da capacidade de carga obedecendo aos limites

comparar qual seria o horizonte real de projeto para cada

legais mais tolerância de 10% por eixo;

Número “N” calculado, uma vez que há divergências devido

•

Cenário 3: 100% dos veículos comerciais trafegando

aos critérios utilizados para cada cenário. Analisando-o foi

com os índices de carregamento de cada tipo de veículo da

possível concluir que, caso o projetista adote para seus

Tabela 2 obedecendo aos limites legais;

cálculos cenários não tão adequados à rodovia, isso impactará

•

Cenário 4: 100% dos veículos comerciais trafegando

consideravelmente na vida útil da mesma, uma vez que os

com os índices de carregamento de cada tipo de veículo da

valores encontrados para os cenários analisados no último ano

Tabela 2 obedecendo aos limites legais mais tolerância de

de projeto determinam o seu horizonte; esse que inicialmente

10% por eixo;

seria para até 2027, utilizando o Número N dos Cenários 3, 5 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

25

e 6 demandaria intervenções em um tempo bem menor para

(2)

recuperação do pavimento.

Figura 2 - Número “N” dos Cenários 3, 5 e 6 em comparação com o Cenário 4

Em que: F = Fator de agressividade, Px = Carga real do eixo, Po = Carga do eixo padrão, geralmente adotado como 8,2tf no Brasil. Através dessa fórmula é possível analisar a redução da vida útil do pavimento de acordo com a sobrecarga por eixo dos veículos.

A Figura 3 mostra a redução efetiva da durabilidade

artigos

do pavimento quando aplicado sobrecargas por eixo. Foi adotado, arbitrariamente, cenários de sobrecargas de 0% a 20% por eixo e utilizou-se a lei da quarta potência para Fonte: Os autores, 2017.

3.4

Excesso de carga e vida útil do pavimento

Nos dados de pesagem obtidos há um relatório com todos os dados dos veículos (placa, modelo, PBT permitido)

determinar o fator de agressividade correspondente. O eixo das abscissas representa a diminuição do horizonte de projeto correlato aos percentuais de sobrecargas e fatores de agressividade.

Figura 3 - Sobrecarga por eixo vs. Durabilidade do pavimento

e a medição aferida na balança, além de informar se o veículo foi liberado ou autuado por exceder os limites de peso determinados em lei. Fez-se o cálculo do percentual de veículos de carga que foram autuados por excesso de peso, demonstrados na Tabela 3, e da totalização de horas inoperantes da balança, conforme a Tabela 4.

TABELA 3 - RESUMO DOS VEÍCULOS PESADOS VS. AUTUADOS Fonte: Os autores, 2017.

3.5 Impacto do Número “N” nos custos de manutenção do pavimento Fonte: Os autores, 2017.

TABELA 4 - INOPERÂNCIA DA BALANÇA

O pavimento é composto por várias camadas de espessuras pré-determinadas com base no Número “N” e no índice de resistência do subleito, dispostas acima do terreno natural compactado. Em um projeto cada uma dessas camadas deve ser dimensionada de forma a resistir às solicitações de tráfego daquele local, a fim de melhorar as

Fonte: Os autores, 2017.

Analisando conjuntamente as tabelas acima se tem que o

condições de transporte.

Para pavimentos flexíveis (ou asfálticos) há quatro

percentual de veículos autuados poderia aumentar devido às

camadas principais, dispostas do terreno natural a camada

horas inoperantes da balança, nas quais poderiam

mais externa: reforço do subleito (correção da camada final

ter trafegado veículos com excesso de carga que não foram contabilizados.

De acordo com Borges (2012) foi definido pela AASHTO

de terraplenagem ou antigo leito em casos de estradas de terra), sub-base (complementar à próxima camada; auxilia no controle de expansão e contração), base (distribuição dos

através de pesquisas que o percentual de excesso de carga

esforços para as camadas abaixo; importância estrutural) e

nos eixos dos veículos gera danos exponenciais ao pavimento.

revestimento asfáltico (melhoria nas condições de rolamento

O expoente varia entre 3 e 6, mas para efeitos práticos adota-

e impermeabilização).

se o expoente 4, sendo esse método conhecido como “lei da

As espessuras das camadas de sub-base, base e

quarta potência”. Para o cálculo do fator de agressividade de

revestimento mostradas na Tabela 5 foram dimensionadas

acordo com a lei da quarta potência, utiliza-se a Eq. 2:

conforme método de projeto de pavimentos flexíveis do DNIT.

26 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

TABELA 5 - ESPESSURAS DAS CAMADAS DO PAVIMENTO, EM CENTÍMETROS

manutenção da via em todos os cenários de R$ 50.900,00, valor baseado no relatório de custos médios gerenciais do DNIT. No primeiro caso, o valor poupado pela administração pública seria de R$2.207.672,60. No segundo caso, R$745.484,23.

Figura 4 – Custos no horizonte do projeto se houver

Fonte: Os autores, 2017.

reconstrução total do pavimento

Após a determinação das espessuras das camadas é possível nortear os custos para construção e reparo de pavimentos através de tabelas de referência de custos disponibilizada por órgãos como DNIT, Secretaria de Estado de Transportes e Obras Públicas (SETOP) e DEER, Caixa Econômica Federal (CEF), dentre outros. Para o presente estudo escolheu-se a planilha do SETOP-DEER/ MG de Julho/2017, DNIT de Maio/2017 e SINAPI de Setembro/2017 para demonstrar os custos diretos nas

Fonte: Os autores, 2017.

situações mostradas pela Tabela 6. Para os cálculos considerou-se um trecho de 1 km com seção de 14 m (3,5 m

Figura 5 - Custos no horizonte do projeto se houver recuperação

cada faixa de rolamento; 2,5 m cada faixa de acostamento e

do revestimento asfáltico

0,5 m para drenagem nas duas direções).

TABELA 6 - COMPOSIÇÃO DE CUSTOS PARA CONSTRUÇÃO DE PAVIMENTO FLEXÍVEL (1), RECONSTRUÇÃO COMPLETA DE PAVIMENTO FLEXÍVEL (2) E RECONSTRUÇÃO DA CAMADA DE REVESTIMENTO ASFÁLTICO (3), EM REAIS

Fonte: Os autores, 2017.

4 CONCLUSÕES Os dados apresentados neste trabalho enfatizam a importância de um diagnóstico preciso e a consideração Fonte: Os autores, 2017.

Analisando conjuntamente a Tabela 6 e a Figura 2 é

das particularidades de cada caso ao fazer um projeto de pavimentos, seja para sua construção ou restauração.

possível associar que se adotando cenários inadequados

Enfatizou-se a importância de o estudo de tráfego ser

para a rodovia em questão haverá maior gasto em longo

realizado de maneira minuciosa, para que na elaboração do

prazo para a conservação da rodovia, o que traria prejuízos à

projeto sejam considerados todos os dados que representem o

administração pública.

perfil do segmento que se deseja analisar.

Devido à determinação do tipo de recuperação do

O estudo mostrou a importância da análise de

pavimento envolver critérios observados no local do dano,

diferentes cenários de cargas e como o excesso de carga

o que não atende à finalidade do estudo, determinou-se

pode danificar o pavimento a ponto de reduzir sua vida

dois tipos de análise: em uma haverá recuperação completa

útil, fator que demandaria gastos da administração pública

do pavimento sempre que o Número “N” dos Cenários 3,

para sua recuperação. Expôs-se também quais seriam esses

5 e 6 encontrarem o do Cenário 4, situação mostrada na

custos isolados, qual o custo total a ser empregado para

Figura 4; em outra haverá reconstrução apenas da camada

a construção de uma rodovia que resistirá durante todo o

de revestimento asfáltico na mesma situação, mostrada na

horizonte de projeto e o custo total para quando essa situação

Figura 5. A cada ano considerou-se um custo médio para

não é atendida.

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

27

As rodovias que possuem fiscalização de cargas, como foi o caso da do objeto do estudo, geralmente possuem um percentual menor de autuação de excessos de carga em relação as que não possuem esses postos. Portanto, é necessário reforçar a fiscalização desses veículos, ampliando o número de postos de pesagens ao longo das principais rodovias nacionais. Em paralelo é necessário cercar possíveis rotas de fugas das autopistas em que há balanças, a fim de que sejam computadas as informações daquele veículo para futuras análises e para que o Estado

artigos

consiga tributar o responsável pela sonegação de imposto da carga em excesso.

Além de aumentar a quantidade dos postos de pesagem é necessário desenvolver a conscientização dos transportadores de carga, sejam empresas de logística ou profissionais autônomos, para que os mesmos trafeguem dentro do permitido pela lei mesmo quando estejam trafegando em vias sem balanças, uma vez que o excesso de cargas também traz danos ao veículo a médio e longo prazo, causando um prejuízo direto para esses. É importante também difundir que a tolerância permitida por eixo foi dimensionada para assegurar as diferenças entre as marcas de balanças, o que, infelizmente, alguns condutores utilizam de maneira indevida, ou seja, fazem uso da tolerância para aumentar o carregamento do veículo.

A análise meticulosa para elaboração do projeto junto à conscientização de condutores aliada ao aumento da fiscalização trará maior durabilidade do pavimento e consequentemente redução dos gastos públicos com recuperações precoces.

REFERÊNCIAS Blois, H. D.; Finamore, e. B.; Mallmann, v. M.; Biazi, r.. Cenários prospectivos no transporte rodoviário de cargas: um estudo no corede. Produção do estado do Rio Grande Do Sul. In: XXXI Encontro da ANPAD, Rio de Janeiro, 2007.

Borges, R. C. N. Fiscalização de excesso de peso em rodovias. 2012. Câmara dos Deputados – Brasília/DF. BRASIL. Ministério das Cidades. Conselho Nacional de Trânsito. Resolução Nº 526. 29 de Abril de 2015. Referenda a Deliberação nº 142 de 17 de abril de 2015 que dispõe sobre a alteração da Resolução CONTRAN nº 211, de 13 de novembro de 2006, e da Resolução CONTRAN nº 258, de 30 de novembro de 2007 e revoga a Resolução CONTRAN nº 489 de 05 de junho de 2014. Publicada no DOU em 30 Abr 2015. Departamento de Edificações e Estradas de Rodagem de Minas Gerais – DEER/MG. Manual de procedimentos para elaboração de Estudos e projetos de engenharia rodoviária: Volume I – Estudos de Tráfego, Capacidade e Níveis de Serviço. 93 p. Belo Horizonte, 2013.

Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes – DNIT. Manual de restauração de pavimentos asfálticos. 2ed. Publicação IPR 720. 310 p. Rio de Janeiro, 2006.

Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes – DNIT. Relatório de custos médios gerenciais. 3 p. Brasília, 2017.

Menelau, B. G. de S. Infraestrutura do transporte brasileiro: impactos sociais sobre o setor produtivo, com ênfase nos modais rodoviário e ferroviário. 2012. 98 p. Dissertação (Mestrado em economia). Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2012.

Oliveira, M. A. S.; Teixeira, E. C. Aumento da oferta e redução de impostos nos serviços de infraestrutura na economia brasileira: uma abordagem de equilíbrio geral. Rev. Bras.

Econ. vol.63 no.3. Rio de Janeiro, 2009.

Santos, C. R. G. Dimensionamento e análise do ciclo de vida de pavimentos rodoviários: uma abordagem probabilística. 2011. 263 p. Tese (Doutorado em Engenharia de Transportes). Universidade de São Paulo, São Paulo, 2011.

28 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Comparação entre avaliação de campo e o método de dimensionamento nacional em relação à deformação permanente Mariluce O. Ubaldo

Mestre, Engenheira Civil, COPPE/UFRJ

Laura M.G. Motta

Doutor, Professora Titular, COPPE/UFRJ

Marcos A.Fritzen

artigos

Doutor, Engenheiro Civil, COPPE/UFRJ

Filipe A. C. P. Franco

Doutor, Engenheiro Civil, COPPE/UFRJ

1.

INTRODUÇÃO

O governo do Estado de Minas Gerais iniciou, em

2004, a execução do Programa de Melhoria de Acessibilidade a Municípios de Pequeno Porte – PROACESSO cujo objetivo foi contribuir para o desenvolvimento socioeconômico de municípios com baixo Índice de Desenvolvimento Humano – IDH. Visou a promoção da conexão com a rede viária principal, pela melhoria e pavimentação da infraestrutura viária de acesso às sedes municipais (Motta et al, 2012).

Em outubro de 2010, no programa PROACESSO,

um trecho de 42 km de extensão da rodovia que liga a sede do município de Campo Azul à rodovia estadual MG-202 foi pavimentado. Neste trecho foi possível implantar um trecho experimental de 1000 m, dividido em cinco segmentos homogêneos, com soluções de materiais de base diferentes.

Cada segmento de 200m do trecho experimental foi realizado nas duas faixas de rolamento, uma faixa no sentido de Campo Azul para Brasília de Minas (CA-BM) e a outra no sentido de Brasília de Minas para Campo Azul (BM-CA).

Brasília de Minas é a cidade mais próxima da localização do

Neste trabalho é apresentada a comparação entre as avaliações de afundamento de trilha de roda de segmentos experimentais, construídos em uma estrada vicinal, com os resultados previstos de deformação permanente no programa MeDiNa (Método de Dimensionamento Nacional de Pavimentos). A construção dos segmentos foi de responsabilidade do DER/MG, com acompanhamento da equipe da COPPE, em 2010. Este trecho fez parte do Programa de Acessibilidade aos Municípios de Baixo Índice de Desenvolvimento Humano – PROACESSO. Além dos ensaios tradicionais de controle da obra, na época foram coletados materiais para realizar ensaios de módulo de resiliência e de deformação permanente dos solos. Após a construção, a equipe da COPPE realizou monitoramentos periódicos do trecho, sendo o último levantamento realizado em março de 2018.

As avaliações de campo contemplam: levantamento deflectométrico com o FWD, levantamento da irregularidade e afundamento de trilha de roda (ATR) com o perfilômetro a laser e levantamento de atrito (microtextura) com o uso do Grip Tester. Com base nos ensaios de laboratório realizados com os materiais coletados na obra e nas avaliações de campo realizadas oito anos após a construção do trecho, foi possível fazer uma comparação entre os dados de ATR do campo e o resultado previsto para deformação permanente da estrutura daquele pavimento no programa MeDiNa. Conclui-se que a previsão do programa ficou bem próxima dos dados reais de ATR medidos em campo.

trecho experimental e referência na região. O trecho fica ao norte do estado de Minas Gerais a aproximadamente 120 km de Montes Claros – MG.

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

29

Desde a sua construção, o trecho experimental vem sendo monitorado periodicamente por equipe da COPPE e vários dados são levantados: a identificação visual

2.2. Segmento Monitorado - 2: Solo LA’ (estacas 1875 a 1985)

Solo arenoso fino laterítico – SAFL (caixa de

de defeitos; levantamento deflectométrico com FWD;

empréstimo, km 140,8 da MG-202), puro; imprimado com

levantamento da irregularidade e do afundamento de trilha

CM-30. Revestimento em TSD convencional. No solo LA’

de roda com o perfilômetro a laser; e levantamento de atrito

a possibilidade de cravamento na superfície da base foi

(microtextura) com o uso do Grip Tester. Alguns destes

considerada remota. Aplicou-se, ao final, um banho diluído

resultados estão apresentados em Medrado et al (2010);

(1,0 l/m²), de RR-2C a 50% de água, nas duas bordas da pista

Motta et al (2012); Albernaz et al (2014).

de rolamento (0,6 m de cada lado), com o objetivo de selar

A diversidade de dados obtida destes levantamentos

trincas da base que ali ficaram expostas. Após a execução

permitiu que diversos estudos fossem realizados, dentre

da drenagem superficial foi avaliada a necessidade de nova

os quais, a avaliação do comportamento dos segmentos ao

selagem, mais localizada, das referidas trincas, com bico do

afundamento de trilha de roda (ATR), objeto do presente

regador.

trabalho.

Este trabalho, portanto, tem o objetivo de apresentar os resultados desta avaliação do ATR, realizada a partir das comparações entre os dados obtidos das medições

2.3. Segmento Monitorado - 3: Solo NA com seixo rolado (estacas 1885 a 1895)

Solo arenoso fino - SAF (caixa de empréstimo estaca

de afundamento de trilha de roda realizadas no trecho

1865) misturado com 50% de cascalho de seixo rolado

experimental de Campo Azul com os resultados de

(nome regional); imprimado com CM-30. Revestimento em

deformação permanente calculadas pelo Método de

TSD convencional. Nesse caso, optou-se pela não execução

Dimensionamento Nacional – MeDiNa quando nele são

da capa selante sobre a base, considerando o percentual de

utilizados os dados dos ensaios de laboratório. Informações

agregados (seixo rolado) presente na mistura.

iniciais sobre método de dimensionamento mecanísticoempírico podem ser vistas em Motta (2014; 2017), entre outros autores.

2.

BREVE DESCRIÇÃO DOS SEGMENTOS EXPERIMENTAIS

2.4. Segmento Monitorado - 4: Solo NA, puro (estacas 1895 à 1905)

Solo arenoso fino – SAF, puro; imprimado com CM-30.

Nesse caso, não foi constatada a formação de uma crosta frágil e quebradiça, apesar de uma penetração de aproximadamente

A configuração dos segmentos monitorados, composta

1,5 cm do CM-30. Portanto, decidiu-se pela preservação da

de diferentes solos, compactados com energia do Proctor

imprimação original. Capa selante sobre base: primeiro banho

Intermediário, é a seguinte (Medrado et al, 2010):

(1,0 l/m²) de RR-2C, diluído a 50% em água e coberto com pedrisco (9,0kg/m²) para proteger a superfície da base do

2.1. Segmento Monitorado – 1: Solo NA com cimento (estacas 1865 a 1875)

Solo arenoso fino - SAF (caixa de empréstimo

da estaca 1865), misturado com cimento Ultra Forte, da Holcim, ao teor de 2%. A imprimação original, com CM-30, foi removida com motoniveladora, devido à formação de uma “crosta frágil”, com aproximadamente 2,0 cm de espessura, quebradiça em alguns locais. Esse segmento, ao final, ficou com menos 2,0 cm de espessura em relação aos demais.

Capa selante sobre base: primeiro banho (1,0 l/m²) de RR2C, diluído a 50% em água, substituiu a imprimação com CM-30 que foi suprimida, coberto com pedrisco (9,0kg/m²) e

cravamento da brita do TSD.

2.5. Segmento Monitorado - 5: Referência cascalho de seixo rolado (estacas 1905 à 1915)

A título de comparação, foi demarcada uma seção

de igual comprimento dos segmentos monitorados anteriores (cerca de 200m) da solução utilizada em todo o trecho da rodovia para servir como referência aos outros quatro. Tem a base de cascalho de seixo rolado e revestimento TSD.

2.6.

Resumo dos segmentos monitorados

Na Figura 1 estão apresentados desenhos esquemáticos

compactado com rolo de pneus. Esta camada é de proteção

da composição dos cinco trechos experimentais avaliados

da superfície da base do cravamento da brita do TSD.

neste estudo.

30 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Figura 1 – Desenho esquemático dos cinco trechos experimentais.

Na Tabela 1 estão apresentados os dados básicos, resumidos e

(2009), que consta do MeDiNa. Os demais materiais, NA com

de prova com 7 dias de cura. Ressaltase também que foi admitida a hipótese

representativos, dos materiais

cimento, NA com seixo rolado e

de que a deformação permanente deste

utilizados nas camadas de base dos

cascalho de seixo rolado, foram

material, que foi aplicado na base

segmentos monitorados. Apenas o solo

ensaiados apenas para a identificação

do segmento 1, não contribuiu para

NA, presente no subleito dos cinco

do Módulo de Resiliência, uma vez

o afundamento de trilha de roda do

segmentos e na camada de base do

que a quantidade de material coletado

pavimento.

segmento 4, e o solo LA’, usado na

em campo, à época da construção, foi

camada de base do segmento 2, foram

insuficiente para realizar os ensaios de

2 e 4 reuniram todos os dados e ensaios

ensaiados para obter o modelo de

deformação permanente.

do subleito e base necessários para

previsão da deformação permanente,

Vale ressaltar que, o módulo de

De qualquer forma, apenas os trechos

uma avaliação completa de deformação

que serão apresentados no próximo

resiliência do solo NA com 2% de cimento

permanente neste trabalho. Os trechos

item, usando o modelo de deformação

que consta na Tabela 1, é o resultado de

1, 3 e 5 serão avaliados também, mas

permanente proposto por Guimarães

um ensaio que foi realizado em corpos

apenas para título de comparação.

TABELA 1 - CARACTERÍSTICAS DOS SOLOS DAS BASES E DO SUBLEITO DOS SEGMENTOS MONITORADOS

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

31

3.

Ensaios de Deformação Permanente Laboratório

repetições do eixo padrão esperado para a vida útil do trecho.

Como pode ser observado na Tabela 2 e Figura 2, o solo NA teve uma deformação permanente total acumulada

O método do ensaio de deformação permanente utilizada

muito maior que o solo LA’, conforme esperado por ser este

neste projeto está descrito no procedimento Rede 03/2010

laterítico. De qualquer forma, ambos apresentaram, em

- Deformação Permanente em Solos e Britas do Manual de

termos absolutos, deformação permanente total baixa.

Asfalto elaborado pela Petrobras e universidades participantes da Rede Temática de Asfalto. Recentemente foi oficializada

Figura 2 - Resultados dos ensaios de deformação permanente

a Instrução de Ensaio (IE) DNIT 179/2018 - Pavimentação –

realizados em laboratório.

artigos

Solos – Determinação da deformação permanente, que tem o mesmo princípio.

O ensaio de deformação permanente de solo é realizado em equipamento triaxial, da mesma forma que é realizado o ensaio de módulo de resiliência de solos e britas. Consiste em aplicar um grande número de ciclos de carga repetida para um único estado de tensões para cada corpo de prova, anotando as deformações permanentes acumuladas ao longo dos ciclos. Para definir modelos de comportamento de deformação permanente com o estado de tensões e número de ciclos é necessária a realização de ensaios em vários corpos de prova, e para cada corpo de prova é aplicado um par de tensões diferente. O ensaio define os parâmetros do modelo de Guimarães (2009), Equação 1, usado no projeto de dimensionamento de pavimentos com o programa MeDiNa.

O ensaio de deformação permanente foi realizado em apenas dois materiais: o solo LA’ que é a camada de base do segmento 2 e o solo NA que é a camada de base do segmento 4 e o subleito de todos os cinco segmentos avaliados neste artigo. Os resultados destes ensaios estão apresentados na Figura 2 e nas Tabelas 2 e 3. Para o material da camada de base do segmento 1, que é solo NA + 2% de cimento, foi admitido que a deformação permanente deste não contribuiu para o afundamento de trilha de roda.

Em função da quantidade de solo disponível, os ensaios foram realizados com sete corpos de prova de cada material, dois corpos de prova a menos que o constante na IE do DNIT (2018). Os ensaios destes materiais foram feitos em 2010 e alguns pontos foram diferentes da norma atual. O ensaio foi realizado a 1 Hz e o número de ciclos foi variável, mas em geral bastante elevado, comparável com o Número N de

32 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

TABELA 2 – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE DEFORMAÇÃO PERMANENTE DOS DOIS SOLOS, REALIZADOS EM LABORATÓRIO.

O solo LA’ tendeu ao acomodamento das deformações

modelo de Guimarães dos dois solos, que são necessários

ao longo do tempo para a maioria dos estados de tensões

como dados de entrada nas simulações do programa MeDiNa.

considerados nos ensaios. O solo NA só apresentou certo

Com estes dados pode-se estimar a contribuição de cada

acomodamento para os pares de tensões menores.

camada e subleito para o afundamento de trilha de roda. São

Na Tabela 3 estão apresentados os parâmetros de previsão da Deformação Permanente (DP), obtidos por regressão do

nítidas as diferenças entre os dois materiais, sendo os Ψ1, Ψ2 e Ψ3 sempre maiores para o solo NA.

TABELA 3 - PARÂMETROS DO MODELO DE DEFORMAÇÃO PERMANENTE DOS SOLOS DESTA PESQUISA.

4.

RESULTADOS DE CAMPO

4.1 Dados de Tráfego De acordo com os estudos de tráfego, elaborados pela

pequena evolução do trafego, após a pavimentação do trecho, confirmando a expectativa do seu comportamento operacional de baixo volume de trafego, ao longo do período de vida do projeto; este foi um dos aspectos decisivos na escolha desse

empresa de consultoria contratada para a elaboração do

trecho para implantar as soluções de base do pavimento que

projeto do referido trecho, o número N (número de repetições

compõem o experimento.

do eixo padrão de 8,2 tf) para um período de projeto de 10

O tráfego para as análises foi considerado conforme

anos é de N = 1,97 x 105. A composição do tráfego obtida na

previsto na época do projeto, ou seja, para um período de

referida pesquisa de tráfego é apresentada na Tabela 4. Nesta

projeto de 10 anos foi previsto igual a N = 1,97 x 105.

mesma tabela estão apresentados os dados de uma contagem realizada em 2011, pela equipe do próprio DER/MG. TABELA 4 - ESTUDO DE TRAFEGO TRECHO CAMPO AZUL – MG 202.

4.2 Dados de afundamento de trilha de roda (ATR) Um dado importante que foi coletado nos levantamentos realizados em campo foi o afundamento de trilha de roda (ATR). Foram vários levantamentos desde a época da construção, algumas vezes efetuados com a treliça padrão.

Fonte DER/MG (2009, 2011).

Ambas as contagens volumétricas e classificatórias foram realizadas por processo manual, apurando-se todos os

Neste trabalho será utilizado o resultado somente do último levantamento realizado em março de 2018.

Este levantamento de ATR, aqui analisado, foi realizado

movimentos de trafego permitidos nos locais pesquisados,

com o uso do perfilômetro a laser. Foram posicionados os 5

classificando-se os volumes a cada quinze minutos, de maneira

(cinco) módulos de irregularidade do perfilômetro da COPPE

a permitir a determinação de picos horários. Pode-se constatar

em pontos estratégicos da barra a laser, a fim de obter o ATR

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

33

nas duas trilhas de roda, simultaneamente (Trilha de Roda

tropical é deficiente em nutrientes, porém rico em Fe e Al.

Interna – TRI e Trilha de Roda Externa – TRE), da mesma faixa de rolamento por vez. As duas faixas de tráfego foram

as baixas deformações permanentes acumuladas que resultaram

analisadas e as análises foram feitas considerando as médias

em ATR em todas as seções experimentais muito baixas, mesmo

das duas faixas visto que não foi identificada diferença entre

para os materiais não lateríticos.

os sentidos do tráfego.

Esse procedimento é bastante comum nos levantamentos rodoviários. As medidas de ATR foram realizadas

artigos

Esta condição climática pode ajudar a explicar, em parte,

5.

Verificação do ATR usando o MeDiNa O programa MeDiNa utilizado neste estudo foi a versão

continuamente, ao longo da via, e para fins de comparação

V.1.0.2 – junho/2018 – versão de avaliação. Os dados de entrada

com o MeDiNa foi realizado a média do ATR para cada

no programa são referentes às estruturas dos pavimentos,

segmento experimental, considerando cada faixa de rolamento,

compostas de quantidade, tipo e espessura das camadas, assim

conforme apresentado na Tabela 5. Na referida tabela estão

como características dos materiais de cada camada e os dados

apresentados os resultados de ATR do levantamento de campo

de tráfego, onde é indicado o tipo de via, o número de veículos

realizado em 2018, 8 anos após a construção do trecho.

anual, taxa de crescimento e período de projeto.

Dois segmentos experimentais apresentaram defeitos de

Na Figura 4 está apresentada a tela do programa MeDiNa

escorregamento do tratamento superficial em uma pequena

com os dados de entrada da simulação do segmento 2 - camada

área do segmento, o que foi desconsiderado para a análise do

de base de solo LA’, como exemplo.

ATR.

Nas simulações foram usados os dados dos ensaios de

Embora não tenham sido realizados os ensaios de

laboratório dos materiais das camadas de base e subleito,

deformação permanente dos materiais de dois dos segmentos

coletados durante a construção do trecho. Para o tratamento

experimentais correspondentes aos materiais granulares,

superficial foi utilizado o dado de MR informado no banco de

vê-se na Tabela 5 que todos os segmentos apresentaram ATR

dados do programa para tratamento superficial duplo.

muito baixos, mesmo considerando a estrutura muito esbelta

Como o trecho experimental foi realizado numa via de baixo

devido ao tráfego leve. Mas, como o revestimento é de TSD,

volume de tráfego, o tipo de via utilizada nas simulações foi

sabidamente permeável, e sendo os materiais empregados de

Sistema Local usando um nível de confiabilidade de resultados

certa forma “alternativos” segundo os critérios tradicionais de

de 65%. Essa confiabilidade representa, em termos de

seleção de solos para base, poder-se-ia esperar afundamentos

deformação permanente, que o valor calculado pelo programa

maiores, eventualmente.

MeDiNa de deformação será, em teoria, superior a 65% das

TABELA 5 – RESULTADOS DE AFUNDAMENTO DE TRILHA DE RODA E DESVIO PADRÃO POR SEGMENTO, LEVANTAMENTO DE CAMPO EM 2018.

medidas efetuadas no campo.

Os coeficientes de Poisson adotados para todas as simulações foram 0,25 para camada de revestimento, 0,45 para a camada de solo e 0,40 para camada de solo com cimento.

Como os trechos experimentais são de tratamento superficial, o programa de dimensionamento não leva em consideração o dano relativo à fadiga, no dimensionamento é considerado apenas o critério de deformação permanente, que é exatamente o critério que se quer analisar neste estudo.

Conforme indicado em Medrado (2009), a região de Brasília

Os resultados relativos do ATR calculado utilizando o

de Minas apresenta o clima local, do tipo Aw, tropical chuvoso,

programa MeDiNa para todos os segmentos estão apresentados

quente e úmido, com inverno seco apresentando temperaturas

na Tabela 6 e ficaram coerentes com os resultados dos ensaios

médias do mês mais frio de 18°C e média anual de 23,8°C. O

de deformação permanente realizados em laboratório. No

regime pluviométrico tem grande concentração de chuvas no

segmento 2, com base de solo LA’, a deformação permanente

verão e escassez no inverno, categoria climática semi-úmida

final foi menor em comparação com o segmento 4, com base

pelo critério do índice de umidade. O período seco é de quatro a

de solo NA. Isto está de acordo com o que foi visto nos ensaios

cinco meses. O balanço hídrico anual indica um déficit hídrico

em laboratório: o solo LA’ deformou menos que o solo NA. Nos

de 316,0 mm de abril a outubro. A formação vegetal é o cerrado,

segmentos 3 e 5, como não foram feitos os ensaios do cascalho

comum em planaltos de regiões tropicais onde o inverno seco e

e do cascalho com solo, foi calculada somente a contribuição do

o verão chuvoso são estações bem marcadas. O solo de savana

subleito.

34 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Figura 4 – Tela do programa MeDiNa com dados de entrada da simulação do segmento 2.

Observa-se que os resultados estão bem coerentes em termos de ordem de grandeza, mostrando que o valor apresentado no programa MeDiNa está dentro do intervalo de dispersão dos dados de campo para os trechos que haviam dados completos da base e do subleito, principalmente os segmentos 2 e 4.

O segmento 1, que é o trecho com 2% de cimento, pode ter sofrido alguma pequena variação de volume nesta camada de base, contribuindo para o afundamento de trilha de roda no campo, diferentemente do que se adotou inicialmente e que justifica o valor calculado pelo programa ficar um pouco abaixo do observado no campo na trilha externa. Deve-se considerar que o tipo de cimento utilizado foi um especial que, na época

TABELA 6 – RESULTADOS OBTIDOS NO MEDINA DE DEFORMAÇÃO PERMANENTE POR CAMADA E POR SEGMENTO PARA 10 ANOS.

da construção, era produzido justamente para solo melhorado com cimento, visando não criar muita rigidez e evitar a retração durante a cura. A pequena porcentagem de 2%, também, pode não ter sido suficiente para evitar deformações na camada.

Nos segmentos 3 e 5, estão apresentados apenas os resultados de deformação permanente do subleito, que indicam uma tendência bem aproximada para

No gráfico da Figura 5 estão apresentados os resultados

a ordem de grandeza da deformação permanente.

da comparação do afundamento de trilha de roda dos

Mesmo com uma contribuição da camada de base de

segmentos analisados neste estudo com a deformação

até 1% de sua espessura, os resultados se mostraram

permanente calculada pelo programa MeDiNa. Foram

satisfatórios para o afundamento de trilha de roda

plotados separadamente os afundamentos de trilha de

externa.

roda externo e interno, bem como a contribuição para a

As observações de campo indicam que o

deformação permanente do subleito e da camada de base

afundamento das trilhas de roda externa é maior que

calculados pelo programa MeDiNa.

o afundamento da trilha interna, o que é coerente, especialmente considerando o tipo de via, com

Figura 5 – Resultado de ATR de campo comparado com o simulado no programa.

pequena largura de acostamento (ou até sem).

Os resultados calculados pelo programa MeDiNa flutuaram entre estes valores, mas com tendência maior para o valor da trilha de roda externa.

Pelo programa MeDiNa, considerando o nível de tráfego, observa-se uma tendência de acomodamento das deformações permanentes do solo tipo NA do subleito dos cinco segmentos, o que também foi observado nos ensaios de Medrado et al. (2010), quando ensaiado a tensões mais baixas. O gráfico da Figura 6 ilustra a evolução da deformação permanente do subleito do segmento 1, que está sujeito ao par de tensões σd = 97 kPa e σ3 = 28 kPa calculado pelo MeDiNa.

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

35

Figura 6 – Evolução da deformação permanente do subleito do segmento 1.

quando comparadas com as observadas em campo, sem requerer a aplicação de fatores de ajuste ou fator campolaboratório.

Também sinalizou para o acomodamento do material em relação à deformação permanente, para o nível de tensões a que está submetido, seguindo a mesma constatação de Medrado et al. (2010).

Mostrou que é possível a utilização de materiais disponíveis na região para camadas de pavimentos, mesmo que estes não sejam classificados como adequado pelas

artigos

normas rodoviárias vigentes.

O afundamento de trilha de roda na parte externa da rodovia foi maior que o da trilha interna, o que pode Sobre os valores calculados pelo programa MeDiNa de

ser explicado pela pequena largura de acostamento (ou

deformação permanente, nenhum fator campo laboratório

inexistência) nos cinco segmentos. Além de permitir maior

foi aplicado, apenas a confiabilidade de 65% para um valor

penetração de umidade nas camadas inferiores da estrutura

de coeficiente de variação de 50% referente à dispersão das

do pavimento, as faixas externas desprotegidas podem estar

medidas de campo. As comparações permitem refletir que é

menos compactadas por problemas construtivos.

possível não ser necessário a aplicação de fatores empíricos,

Muito embora este primeiro estudo comparativo de

sendo o ensaio e o modelo de deformação permanente

deformações permanente do programa MeDiNa utilizando o

suficientes para estimar o afundamento de trilha de roda.

modelo de Guimarães (2009) demonstrou uma boa tendência

Outra constatação é que, mesmo com as pequenas

da deformação permanente e para a acomodação da camada,

diferenças entre o cálculo do MeDiNa com as medidas

a quantidade de pontos é pequena para a calibração completa

de campo, o valor de deformação aceitável para o tipo

dos resultados. Portanto, outros estudos e comparativos devem

de rodovia selecionada é de 20mm. O MeDiNa calculou

ser realizados a fim de calibrar e validar a modelagem inserida

deformações permanentes médias de 2,5mm a 4mm, ou seja,

no programa MeDINa.

afundamentos de trilha de roda de baixa severidade, o que

AGRADECIMENTOS

efetivamente ocorreu no campo.

Além disso, as observações dos afundamentos de trilha

Agradecemos à equipe do DER-MG, do laboratório da

de roda e o cálculo de deformações permanentes permitiram

Sede e da Residência de Montes Claros e Brasília de Minas

observar que é possível aplicar areias não lateríticas,

que sempre deu apoio nas campanhas de levantamento de

de classificação MCT do tipo NA, em camadas de base

campo. Agradecimentos especiais ao Eng. Wallen Medrado do

de rodovias de baixo volume de tráfego. Comparando o

DER- MG que ajudou a viabilizar a construção deste trecho

comportamento do afundamento de trilha de roda do segmento

experimental. Ao Eng. Cláudio Albernaz, nossa saudade de

4 com os demais segmentos, pode-se afirmar que não existem

um companheiro entusiasta da pesquisa (in memoriam).

diferenças significativas nas deformações permanentes, confirmando a previsão feita por Medrado et al. (2010).

6.

CONSIDERAÇÕES FINAIS O trecho experimental de Campo Azul, por meio do

monitoramento periódico, produziu uma diversidade de dados que permitiu o desenvolvimento de diversos estudos, dentre eles este que avalia o comportamento dos segmentos ao afundamento de trilha de roda e compara com dados calculados pelo programa MeDiNa. As principais constatações foram que o programa MeDiNa calculou deformações permanentes compatíveis e satisfatórias 36 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Referências Albernaz, C. A. V.; Fritzen, M. A.; Motta, L. M. G.; Medrado, W. A. Avaliação de trechos experimentais de solo fino e tratamento superficial em Minas Gerais. In: Encontro de Asfalto, 2014, Rio de Janeiro. 21º Encontro de Asfalto IBP, 2014.

DNIT 179/2018 IE - Pavimentação – Solos – Determinação da deformação permanente – Instrução de ensaio.

Guimarães, A. C. R. (2009), Um Método Mecanístico-Empírico Para a Previsão da Deformação Permanente em Solos Tropicais Constituintes de Pavimentos. Tese (Doutorado em Engenharia Civil), COPPE/ Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Medrado, W. A.; Guimarães, A. C. R.; Motta, L. M. G. Avaliação do comportamento mecânico de um solo arenoso fino do norte de Minas Gerais para emprego em vias de baixo volume de tráfego. Revista Pavimentação, v. 17, p. 09-18, 2010.

Medrado, W. A. Caracterização geotécnica de solo da região Norte de Minas Gerais para aplicação em obras rodoviárias. 2009. Dissertação (Mestrado em Geotecnia) Universidade Federal de Ouro Preto.

Medrado, W. A.; Guimarães, A. C. R.; Motta, L. M. G. Estudo de um solo arenoso fino do norte de Minas Gerais para emprego em vias de baixo volume de tráfego utilizando metodologia MCT e resiliente. In: Reunião de Pavimentação Urbana, 2009, Belo

Utilização de material fresado na dosagem de micro revestimento asfáltico a frio Eng. Civil Felipe Cipriani Luzzi

Pós-Graduação em Eng. Civil - Universidade Federal de Santa Maria/RS

Prof. Dr. Luciano Pivoto Specht

As misturas asfálticas a frio no Brasil são utilizadas a bastante tempo e, em particular o micro revestimento asfáltico a frio (MRAF), desde 1990. Neste mesmo caminho, os materiais asfálticos vêm sofrendo aumentos sucessivos e, assim, a busca por soluções inovadoras para redução de custos é fundamental.

Diante disto, objetiva-se com este trabalho reduzir o consumo de emulsão no MRAF, através da incorporação de material fresado (RAP) em sua composição granulométrica. O RAP foi retirado do Km 68 da BR 290/RS e o agregado, da britagem situada no Km 30,5, na mesma rodovia. A emulsão asfáltica é do tipo RC-1C, desenvolvida e fornecida pela empresa Betunel. Substituiu-se o agregado por fresado em três projetos diferentes com as quantidades de 10, 20 e 30%, respectivamente. Realizou-se a dosagem destas composições e do projeto original através dos métodos preconizados na norma DNIT 035/2005 e NBR 14948 e as diretrizes ISSA - International Slurry Surfacing Association. Os teores de emulsão obtidos (% da mistura seca) foram 9,87, 9,14, 8,80 e 9,02, respectivamente, no projeto original e nos projetos com 10, 20 e 30% de fresado. Verificou-se a redução de aproximadamente 16,02%, em média, no consumo de emulsão asfáltica. Na comparação de custos realizada através do SICRO/2016, o serviço total do MRAF ficou em torno de 14% mais econômico com a incorporação do RAP. Conclui-se que há a possibilidade desta substituição, mantendo parâmetros técnicos, visando a redução de custos.

artigos

Pós-Graduação em Eng. Civil - Universidade Federal de Santa Maria/RS

1. INTRODUÇÃO As misturas asfálticas a frio são utilizadas no Brasil a bastante tempo e, em particular, o Micro Revestimento Asfáltico a Frio (MRAF), desde a década de 1990. Este tipo de revestimento é considerado uma evolução das lamas asfálticas e é composto, basicamente, por emulsão asfáltica modificada por polímero, agregados britados, fíler e água. É uma opção à manutenção preventiva de pavimentos asfálticos não comprometidos estruturalmente.

A reciclagem de pavimentos surge como alternativa para a manutenção de pavimentos com características funcionais e estruturais degradadas, visto que há uma grande preocupação de se reduzir custos e impactos ambientais gerados pela extração e comercialização de agregados britados.

De acordo com o Manual de Restauração de Pavimentos do DNIT (2006), a reciclagem de pavimentos consiste em uma solução para problemas encontrados nos grandes centros urbanos e, ainda, oferece vantagens em relação à utilização de materiais virgens convencionais. Entre os benefícios da reciclagem está a conservação de agregados, ligantes e de energia, bem como a preservação ambiental e, também, a restauração das condições geométricas existentes, além da diminuição dos custos com implantação.

Diante das vantagens da técnica exposta acima, esta pesquisa objetiva verificar a viabilidade da incorporação de material fresado (RAP) no Micro Revestimento asfáltico a Frio, analisando as características técnicas resultantes, a Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

37

possibilidade de redução de impactos ambientais envolvidos,

formem grumos, prejudicando a mistura e a qualidade final

bem como a redução de custos gerados a partir da menor

de acabamento do micro revestimento. A emulsão asfáltica

utilização de agregados virgens britados.

deve ser reservada em tanques a temperatura ambiente e que possuam dispositivos de controle e manejo ambiental.

2.

REFERENCIAL TEÓRICO

2.1.

Micro Revestimento Asfáltico a Frio

artigos

O Micro Revestimento Asfáltico a Frio é uma técnica

2.2.

Materiais Constituintes e Dosagem do MRAF

Conforme a norma DNIT ES 035 (2005), o micro

que utiliza emulsões asfálticas modificadas por polímero em

revestimento asfáltico a frio com emulsão modificada por

sua composição para aumentar a sua vida útil e por utilizar

polímero é a mistura de agregado mineral, material de

o mesmo princípio e concepção, esta técnica pode ser

enchimento (filer), emulsão asfáltica modificada por polímero

considerada uma evolução das lamas asfálticas (BERNUCCI,

do tipo SBS, água, aditivos se necessários, com consistência

2008).

fluida, uniformemente espalhada sobre uma superfície

Durante a segunda metade da década de 70, em paralelo ao uso das técnicas de aplicações a frio, na Europa surgiu da

previamente preparada Os agregados devem ser livres de torrões de argila e

lama asfáltica, o micro revestimento asfáltico a frio, com um

substâncias nocivas, resistentes e ter características como:

uso mais amplo (ABEDA, 2010). A pavimentação via MRAF

desgaste Los Angeles igual ou inferior a 40% (aceitos valores

foi introduzida no Brasil na decada de 1990 e desde lá vem

maiores caso desempenho satisfatório em casos anteriores),

ganhando crescente utilização (CERATTI, 2011).

durabilidade com perda inferior a 12% e equivalente de areia

O principal campo da aplicação do MRAF é em pavimentos que sua estrutura não esteja comprometida, ou

igual ou superior a 60% (DNIT ES 035, 2005).

As emulsões asfálticas utilizadas são de ruptura controlada

seja, na manutenção preventiva, rejuvenescendo a superfície

modificada por polímero. Esta é preparada para permitir a

de rolamento e melhorando as condições de aderência da

mistura aos agregados como se fosse uma emulsão de ruptura

interface pneu-superfície (ABEDA, 2010).

lenta e logo após sua ruptura se torna rápida para permitir a

Bernucci (2008) define, além dos descritos anteriormente, possíveis utilizações para o MRAF em capa selante,

rápida liberação ao tráfego (BERNUCCI, 2008).

Como materiais de enchimento, normalmente os mais

revestimento de pavimentos de baixo volume de tráfego e

utilizados são a Cal hidratada e o Cimento Portland. De

camada intermediária anti-reflexão de trincas em projetos de

maneira geral são utilizados para melhorar as condições de

reforço estrutural.

consistência e ajustar as condições de rompimento e cura da

Segundo a norma DNIT ES 035 (2005) a espessura

mistura (ISSA A143, 2010). Os limites de utilização variam

de aplicação do micro revestimento varia de 4 a,

de 0,2 a 1,5% em relação ao peso total de agregados (REIS,

aproximadamente, 40mm, podendo ser utilizado em vias

2005).

urbanas, rodovias de tráfego pesado e em aeroportos.

A aplicação do MRAF deverá ser realizada usinas móveis

A água para a mistura deve ser limpa, isenta de matéria orgânica óleos e substâncias prejudiciais a ruptura (DNIT ES

próprias acopladas em chassis de caminhões, que garantam

035, 2005). A água será empregada normalmente com teores

a continuidade no espalhamento do MRAF. Estas devem ser

entre 4 e 12% em peso dos agregados. Esta quando em pouca

providas de silos para agregados, fíler, fibras (quando houver),

quantidade pode dificultar o espalhamento na pista, mas por

tanques separados para emulsão asfáltica, água e aditivos,

outro lado, quando em porcentagens elevadas pode deixar

dispositivo de mistura e caixa espalhamento e nivelamento

a mistura com aspecto muito fluido, causando segregação e

(CERATTI, 2011).

exsudação (ABEDA, 2010).

Ceratti (2011) relata que cuidados que devem ser

Os procedimentos para a adequada dosagem do MRAF

tomados antes do início dos serviços são com a temperatura,

devem assegurar não só a qualidade dos materiais envolvidos

não inferior a 10ºC, e as chuvas, as quais podem ocasionar

e a compatibilidade entre eles, mas também a garantia das

trincas e desgastes prematuros no MRAF. Os agregados devem

características físico-químicas da mistura. Os materiais devem

ser estocados em locais que possa ser mantida umidade entre

ser selecionados de acordo com as condições da superfície

3 e 4% para não ocasionar a segregação de finos e serem

e climáticas e o tráfego da rodovia. O fíler mineral, que é

livres de contaminação por argilas. Os fílers necessitam ser

limitado a no máximo 3% em peso do agregado, deve ser

estocados em local arejado e livre de umidade para que não

constituído por materiais finamente divididos, não plásticos,

38 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

secos, isentos de grumos e de composição granulométrica

Moreira (2005) a reciclagem de pavimentos teve inicio na

bem definida com pelo menos 65% do material passante na

India e Cingapura em meados de 1930 e de acordo com Pinto

peneira de 0,075 mm, conforme descreve a norma DNER EM

(2010) no Brasil, a técnica de reciclagem de pavimentos

367 (1997). A emulsão asfáltica, conforme as especificações

chegou na década de 1960, sendo utilizada nas ruas da

vigentes (DNIT ES 035/2005, NBR 14948/2003 e ISSA

cidade do Rio de Janeiro. Esta técnica consiste em reutilizar

A143/2010), deve ser do tipo catiônica, elastomérica e de

o pavimento deteriorado e transformar em uma estrutura

ruptura controlada, tipo RC1C – E, apresentando limites

homogênea adequadamente dimensionada para receber os

conforme a norma DNIT EM 128 (2010).

esforços do tráfego (SPECHT, 2012).

O primeiro passo na dosagem de um projeto de MRAF é

A utilização do material fresado é de grande utilidade

a seleção da composição granulométrica a ser utilizada em

dentro da pavimentação. Além dos trabalhos de reciclagem

função do tráfego da rodovia. Após, a mistura é submetida

“in situ”, nota-se o grande leque de opções formado pela

aos ensaios de determinação do tempo mínimo de mistura

incorporação do RAP em novas misturas asfálticas, entre as

(NBR 14758), que define o tempo mínimo para a mistura dos

quais, destacam-se: Specht (2012) que propõe a utilização

materiais antes da ruptura da emulsão e, também ao ensaio

deste material em camadas de base e sub-base de pavimentos,

que determina o teor de aditivo regulador de ruptura, quando

Pinto (2010), que investiga a possibilidade de utilização deste

este é previsto na dosagem inicial.

material em bases de aterros e Zubaran (2014) avaliando o

Segundo Ceratti (2011) e Bernucci (2008), para a

comportamento de misturas mornas recicladas. Além destes,

avaliação da compatibilidade dos materiais da mistura, é

Moreira (2005) incorpora aos Pré Misturados a Frio (PMF)

necessária a realização dos ensaios de determinação da coesão

porcentagens de fresado.

e características da cura pelo coesímetro (MCT – NBR 14798

Ainda não está tão difundido entre os técnicos rodoviários

e ISSA TB 139), de determinação da adesividade de misturas

pesquisas com a incorporação de fresado em misturas de

(WST – NBR 14757 e ISSA TB 114), de determinação da

MRAF, mas, no Brasil, pode-se destacar Castro (2014), que

perda por abrasão úmida (WTAT – NBR 14746 e ISSA TB

compara não apenas a introdução de fresado a misturas de

100) e de determinação de excesso de asfalto e adesão de

micro revestimento asfáltico, mas também a incorporação de

areia pela máquina (LWT – NBR 14841 e ISSA TB 109).

materiais da siderurgia.

Os ensaios de WTAT e LWT ainda determinam o teor mínimo e máximo, respectivamente, do ligante residual do MRAF. Estes dois ensaios quando combinados, determinam também o teor ótimo de emulsão asfáltica que deve ser utilizado no micro revestimento asfáltico a frio.

2.3. Material Fresado e sua Utilização na Pavimentação De acordo com Bomfim (2007), a crise do petróleo

3.

MATERIAIS, METODOLOGIAS E RESULTADOS Para a elaboração dos projetos desenvolvidos neste trabalho foram utilizados os agregados britados, de origem basáltica, da unidade de britagem da Triunfo/Concepa localizada as margens do km 30,5 da BR 290 no estado do Rio Grande do Sul. Foram coletados aproximadamente

dos anos 1970 e a escassez da fabricação dos materiais

120 kg de agregados, conforme a norma DNIT 035/2005, a

asfálticos, fizeram os técnicos rodoviários da época voltarem-

qual preconiza, mediante recomendações técnicas da ISSA

se para a ideia de reprocessar os materiais de pavimentação

- International Slurry Surfacing Association, as composições

de pistas deterioradas. O mesmo autor relata que a fresagem

granulométricas a serem utilizadas nestes projetos. A emulsão

de pavimentos asfálticos é, nos dias atuais, uma técnica

asfáltica, RC 1C Flex modificada por polímero, foi fornecida

constantemente aplicada como parte de um processo de

pela empresa Betunel e o material fresado, aproximadamente

restauração de pavimentos deteriorados.

60 kg, foi coletado no km 68 da mesma rodovia com a

Segundo Moreira (2005), a reutilização de material fresado surge como alternativa viável para utilização em vias de baixo volume de tráfego. Apesar da tecnologia de reciclagem

utilização do equipamento mini fresadora acoplado a uma BOBCAT 600.

Por se tratar de uma rodovia considerada de tráfego

ser bastante difundida, em locais de baixo poder orçamentário

pesado, a faixa granulométrica de projeto de micro

ainda se opta pela solução de depositar o material fresado em

revestimento asfáltico utilizada é a faixa II da norma

“bota-foras”.

DNIT ES 035/2005, que por sua vez delimita o diâmetro

A ideia da utilização de fresado na solução para restauração de pavimentos deteriorados é antiga, segundo

máximo do agregado na peneira 3/8”. Para ajustar a curva granulométrica do material na já referida norma, todo o Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

39

material retido na peneira 3/8” foi removido e o restante foi separado para caracterização.

O valor máximo de incorporação de RAP encontrado foi 30% e os valores de 10% e 20%, foram escolhidos para comparações a primeira porcentagem e também para

Com os dados obtidos nos ensaios fez-se o cruzamento entre LWT x WTAT e a partir destes encontrou-se valores de teor ótimo de emulsão asfáltica conforme está descrito na tabela 02.

Tabela 02 – Teores ótimos de emulsão e asfalto residual das misturas

facilitar a composição das misturas. A porcentagem restante de material foi composta por material agregado britado. Na Figura 01 estão ilustradas as curvas granulométricas dos 4

artigos

projetos elaborados.

Figura 01 – Granulometrias encontradas para os projetos de micro revestimento asfáltico

Fontes: Dados produzidos pelo autor (2016)

De acordo com a norma DNIT ES 035 (2005), os valores de teor ótimo das misturas, bem como as suas granulometrias podem ser ajustadas em campo antes do inicio dos trabalhos.

Assim, estipula-se uma tolerância de 0,5% a mais ou a menos do teor de emulsão ótimo para eventuais correções, nao afetando a qualidade. O gráfico (figura 02) representa os limites possíveis de utilização de emulsões asfálticas para as quatro composições.

Figura 02 – Gráfico dos teores de emulsão por mistura e faixa de

Fonte: Dados produzidos pelo o autor (2016)

aplicação

Com as granulometrias dos projetos já elaboradas, as 4 amostras foram submetidas aos ensaios de densidade, equivalente de areia e azul de metileno e posterior montagem dos projetos e dosagem da emulsão asfáltica. A partir dos resultados adequados dos ensaios anteriores, foram realizadas as dosagens dos teores ótimos de emulsão asfáltica nas misturas de agregados e fresado, a qual se faz confrontando os dados das condições de desgaste por abrasão (ensaio WTAT – Wet Track Abrasion Loss) e exudação (ensaio LWT – Loaded Wheel Test) pela absorção de areia. Em todas as amostras, os teores testados foram 8, 10, 12 e 14% e na Tabela 01 estão resumidos os resultados destes ensaios.

Fontes: Dados produzidos pelo autor (2016)

A mesma norma citada anteriormente, no quadro de composição da mistura, mostra que os valores residuais de asfalto para a faixa II deve ficar entre 6,5 e 12%

Tabela 01 – Resultados dos ensaios de LWT e WTAT com diferentes teores de emulsão

em peso do agregado, com uma tolerância de +/-2%.

Esta norma também prevê que as tolerâncias apenas são permitidas se os limites das faixas não sejam ultrapassados. Deste modo, utilizou-se como parâmetro a ISSA A143 (especificação norte americana na qual está baseada a DNIT ES 035/2005, a qual, para o mesmo item de asfalto residual, estima um valor mínimo de 5,5% e máximo de 10,5%. Assim, pode-se afirmar que os resultados obtidos nos ensaios de laboratório foram satisfatórios, atendendo as normativas em uso no Brasil.

Ainda, para os teores ótimos de emulsão encontrados,

Fontes: Dados produzidos pelo autor (2016)

40 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

foram realizados os ensaio de adesividade por via

úmida (WET - Wet Stripping Test) e de determinação dos

Tabela 04 – Resultados encontrados para consumos de emulsão

tempos de rompimento e cura da mistura. Para todas as amostras analisadas, o resultado do Wet Stipping Test foi satisfatório, mantendo-se o agregado 90% recoberto de película asfáltica. Para o segundo ensaio, na Tabela 03 estão os resultados encontrados, os quais também são considerados adequados de acordo com os limites previstos na ISSA A143 .

Tabela 03 – Resultados dos ensaios de Torque/Coesão

A Tabela 04 demonstra que para todos os casos analisados os consumos de emulsão asfaltica sofreram uma redução, mesmo que não seguindo uma sequência proporcional de redução em função do aumento da incorporação de material fresado a mistura. Em média, o consumo de emulsão asfáltica para os projetos que possuiam material fresado em sua composição ficou em 1,133 Kg/m², representando uma economia de aproximadamente 16,02%

Com base nos resultados obtidos pode-se simplificar

em relação ao projeto inicial, sem adição de material fresado.

a faixa de trabalho realizando o cálculo das médias dos

Castro (2014), também constatou que há a redução

limites superiores e inferiores dos teores de emulsão

de aproximadamente 17% do teor de emulsão asfáltica em

asfaltica encontrados. O gráfico (Figura 03) identifica os

virtude da incorporação de 30% de fresado na mistura de

limites médios dos teores de emulsão.

MRAF mantendo-se os parâmentros técnicos da mistura. Não se pode comparar diretamente estes valores de redução, pois

Figura 03 – Limites médios de teores de emulsão

assim como os agregados (do tipo gnaisse), emulsão asfáltica (Asfaltos Nordsteste) e fresado (região de Fortaleza-CE) são de origem diferentes dos aqui utilizados, mas demonstra o comportamento da utilização deste material nas misturas asfálticas a frio.

Com os valores médios de consumos de emulsão, uma comparação adicional financeira foi realizada através do SICRO de novembro de 2016. Enquanto o projeto original gerou um custo de R$ 6,02/m² de aplicação, a média dos projetos com fresado ficou em R$ 5,15/m². Isto evidencia uma redução no preço final do serviço de MRAF em, aproximadamente, 14%. Incluiu-se nesta verificação preços praticados dos materiais aplicados à época dos trabalhos.

Fontes: Dados produzidos pelo autor (2016)

Notou-se que o teor para o projeto sem a adição de

4.

CONCLUSÃO A pesquisa fundamentou-se na preocupação com duas

fresado está fora do limite máximo calculado, mas se pode

principais linhas: a economia quanto ao uso de materiais

aceitar, devido a possíveis alterações em campo. Não se

asfálticos e a reincorporação destes materiais em projetos

verificou uma linearidade no comportamento, mas houve

para a pavimentação. Os processos utilizados na elaboração

redução dos teores em todos os projetos onde se utilizou

dos projetos foram referenciados em normas brasileiras do

fresado. Realizou-se o cálculo dos consumos de emulsão

DNIT e ABNT e recomendações norte americanas da ISSA.

asfaltica por metro quadrado para aplicação em campo.

As amostras foram submetidas a ensaios normatizados,

De posse das densidades, conhecendo os teores emulsão

desde granulometria até a determinação dos tempos de cura

de projeto e utilizando um volume para uma espessura

e rompimento da mistura. Em todos estes ensaios realizados,

de 8mm (concessionária da rodovia utiliza) chegou-se

as amostras contendo o material fresado tiveram um

aos resultados dos consumos de emulsão (em kg/m²),

comportamento semelhante aos resultados obtidos na mistura

conforme Tabela 04.

sem este material, comprovando ser tecnicamente viável a Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

41

utilização do RAP nas misturas a frio por estarem dentro dos limites estabelecidos, não apenas nas normas do país, mas também nas especificações internacionais.

Os projetos elaborados no presente trabalho não foram testados em campo. Pode-se, em próximas pesquisas, realizar novas composições granulométricas de micro revestimento asfáltico com materiais alternativos, até mesmo diferentes de fresado, e testa-las em campo a fim de verificar as condições da graduação da mistura, condições de acabamento, taxas

artigos

de aplicação de emulsão e a desagregação da composição granulométrica após a liberação ao tráfego de veículos.

Os teores de emulsão asfáltica reduziram em relação a amostra original (sem RAP), 0,73%, 1,07% e 0,85% respectivamente para as amostras com 10%, 20% e 30% de fresado na mistura. As amostras também foram submetidas a ensaios de densidade e após estes, os consumos de emulsão por metro quadrado foram calculados. Os consumos reduziram em média 0,216 Kg/m² e o consumo final médio resultou em 1,133 Kg/m² de emulsão asfáltica para uma camada com espessura de 8 mm. Deste modo, verificou-se uma redução média no consumo de emulsão em, aproximadamente, 16,02%, demonstrando que a possibilidade do uso de RAP em misturas asfálticas a frio é viável, técnica e economicamente.

Por fim, nota-se que a utilização de materiais alternativos na composição de misturas asfálticas assume um papel relevante na busca por soluções que reduzam os custos na elaboração e execução de projetos destas misturas e também contribuem de maneira muito significativa para o controle dos impactos ambientais originados da produção de material fresado em obras de construção e manutenção de rodovias.

42 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

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Avaliação das soluções de reabilitação de uma rodovia no RS a partir da análise mecanicista Patrick Maboni

Graduando em Engenheira Civil - Universidade Federal de Santa Maria

Luciano Pivoto Specht Professor - pesquisador - Universidade Federal de Santa Maria

artigos

Lucas Dotto Bueno Engenheiro Civil, doutorando - Universidade Federal de Santa Maria

Deividi da Silva Pereira Professor - pesquisador - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria

Os métodos vigentes de dimensionamento de pavimento, tanto para estruturas nova quanto para reforço, possuem uma base empírica, desenvolvidos a partir de observações para um dado tipo de material, clima e local. Isso acaba gerando resultados superficiais. Assim, há uma necessidade de elaborar uma nova técnica capaz de trazer melhorias nos projetos de pavimentação, em termos de eficiência funcional e estrutural. Dessa forma, surgem os métodos mecanístico-empíricos, fruto da calibração de modelos teóricos com dados experimentais obtidos em campo e em laboratório. Baseado nisso, busca-se, com este trabalho, realizar uma análise do projeto CREMA de restauração de uma rodovia, que utilizou o DNER-PRO-11/79 para o dimensionamento, aplicando o método mecanístico-empírico para realizar uma avaliação da área trincada por fadiga através do programa MeDiNa v1.00. O software está em fase de testes, sendo assim, foi necessário realizar algumas adaptações relacionadas aos coeficientes de regressão de fadiga dos materiais, além de suposições em relação a estrutura do pavimento existente. Para representar os parâmetros de rigidez das camadas do pavimento existente, foi utilizada a técnica de retroanálise de módulos de resiliência a partir de ensaios deflectométricos com o FWD. Na etapa de utilização do MeDiNa, dividiu-se o procedimento em duas fases: na primeira, buscou-se verificar se a área trincada por fadiga ao final da vida útil do pavimento seria menor ou igual à 30%, utilizando as espessuras de projeto; já na segunda, procurou-se redimensionar os segmentos que não atenderam ao critério de fadiga mencionado na primeira fase. Em conclusão, foi constatado que, em quase 70% da rodovia, foi necessário um aumento da espessura do revestimento aplicado no reforço do pavimento, tornando essa camada em média 80% maior que a solução inicial. Isso gerou um acréscimo de custo no entorno de 35%; porém, uma durabilidade em média 2 anos maior. Outro fator importante identificado ao longo do estudo está relacionado com a necessidade da correta caracterização dos materiais, visto que, os parâmetros de fadiga apresentam uma grande influência nos resultados finais de projeto.

1 INTRODUÇÃO

pavimentação e condições específicas de clima (FRANCO, 2007; COUTINHO, 2011).

Os principais defeitos presentes nas rodovias brasileiras

Da mesma forma que a metodologia empírica de

são as trincas, ocasionadas pela fadiga do revestimento

dimensionamento de pavimentos novos possui limitações,

asfáltico, e a deformação permanente, representada pelos

a de reforço também apresenta. Desde a década de

afundamentos em trilha de roda. Estas patologias podem

1950, o principal parâmetro para a avaliação estrutural

surgir precocemente devido a diversos fatores, tais como:

e dimensionamento de reforço do pavimento é a deflexão

erro de projeto; falhas na seleção dos materiais, dosagem

máxima sob a carga das rodas. Na década de 1970, houve

equivocada da mistura asfáltica ou incorreta produção de

o reconhecimento de que somente as deflexões máximas

materiais; erros e inadequações construtivas; erros nas

não eram suficientes para avaliar a estrutura do pavimento

alternativas de conservação e manutenção (BERNUCCI et al,

(FONSECA, 2013; MEDINA e MOTTA, 2015).

2010). No Brasil, o método vigente de dimensionamento de

A Rede Temática de Asfaltos, emcabeçada pela ANP/

pavimentos é o método empírico, desenvolvido pelo extinto

PETROBRAS, DNIT, Universidades Federais e alguns

DNER (atual DNIT) pelo Eng. Murillo Lopes de Souza, em

pesquisadores capacitados da área rodoviária, têm feito

1966, atualizado em 1981. Esta metodologia é baseada em

estudos e ensaios em pistas testes em várias partes do país

regras desenvolvidas a partir de observações e experiência

para extrair dados locais para elaboração de um modelo

com certos tipos de pavimentos, para certos materiais de

empírico de calibragem dos fatores campo-laboratório.

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

43

A união da base empírica com a

módulos de resiliência, até a utilizaçao

As cargas solicitantes verticais devem

fundamentação mecanicista teórica,

da ferramenta MeDiNa (v1.00) para

induzir tensões normais no plano

busca fornecer uma adequada análise

avaliação de AT.

vertical diametral de 10 a 50% da

das estruturas de pavimentos novos

artigos

ou restaurados e decisões sobre vida

2

REVISÃO DE LITERATURA

tensão da ruptura estática. O ensaio é feito à tensão controlada (TC), ou seja,

útil em termos de trincas causadas por

O trincamento por fadiga do

a tensão vertical aplicada não se altera

fadiga e afundamento em trilha de roda

revestimento de concreto asfáltico é

até a ruptura do corpo de prova. A outra

(ATR), principais defeitos estruturais

o mecanismo principal de degradação

modalidade a de deformação controlada

dos pavimentos asfálticos e que são os

dos pavimentos asfálticos de rodovias

(DC), é mais difícil de se executar se

principais indicadores de desempenho

no Brasil. Nas ações de reabilitação

não possuir de um servomecanismo

calculados pelo software MeDiNa

de rodovias, em alguns casos, o

retroalimentador que permite ajustar

v1.00 (Método de Dimensionamento

engenheiro projetista se depara com

a força aplicada em função dos

Nacional) uma atualização do SISPAV

pavimentos que foram dimensionados

desvios de deformação. A TC ocorre

desenvolvido por Franco em sua tese de

pelo método do DNER, o qual

em pavimentos de revestimento muito

doutorado em 2007.

acentua as espessuras de material

mais rígidos do que a camada de base.

granular requerido para a base e

Já a DC corresponde a pavimentos

método mecanístico-empírico vem

sub-base, sempre com a preocupação

de revestimento delgado e fraco em

da busca constante de evolução dos

vigente à epoca de buscas de maior

relação a base (a deformação do

projetos de pavimentação em termos

segurança contra a ruptura plástica do

revestimento é influenciada pelas

de eficiência estrutural, onde seja

subleito. Sendo assim, nos projetos

camadas inferiores). A expressão da

possível utilizar materiais dos quais

de restauração, cabe ao resposável

correlação estatística entre a vida de

não se tem um devido conhecimento

direcionar cuidados frente à ruptura

fadiga Nf, tensão σ e a deformação

em campo, além de se considerar os

do revestimento por fadiga ou a

ε no centro do corpo de prova

efeitos das condições ambientais e

presença de deformações permanentes

comprimido diametralmente é definido

de tráfego, diferentes daquelas para

na estrutura. Dessa forma, surge a

pela equação 1 .

as quais os métodos empíricos foram

necessidade de aplicação de um

desenvolvidos.

método mecanístico-empirico, que

Segundo FRANCO (2007), o

Segundo Motta (1991) o Brasil

utiliza da base da mecânica dos

não apresenta grandes problemas

pavimentos juntamente os informações

com deformação permantente devido

de tráfego, materiais e técnicas

ao dimensionamento ser feito pelo

construtivas.

método CBR saturado e pela baixa umidade das camadas. Os resultados dos ensaios realizados ao longo do

2.1

Trincamento por Fadiga

trecho mostraram-se favoráveis à afirmação de Motta, pois foi verificado

A fadiga dos pavimentos asfálticos

2.2 Método MecanísticoEmpírico Motta (1991) explica que, para ter

valores mínimo de afudamentos em

está relacionada com a repetição

um novo método de dimensionamento

trilha de roda ( Quase 8% com ATR

de cargas solicitando o pavimento a

de pavimentos, é preciso ter seus

> 7mm), já para fadiga, encontrou-se

níveis de tensão inferiores àquelas

fundamentos teóricos e experimentais

valores significativos em quase 70% da

de ruptura. Pouco a pouco, isso

bem esclarecidos, que irão se mostrar

rodovia.

resulta na perda das características

confiáveis na opinião de especialistas

originais, o que gera um processo de

e futuros usuários e deve apresentar

tem como objetivo geral realizar uma

microfissuração progressiva que causa

vantagens em relação ao método

análise das soluções de projeto de

o desenvolvimento de fraturas e, por

atual. A mesma autora, elaborou um

restauração de uma rodovia estadual do

fim, o rompimento do material (BALBO,

fluxograma indicando os passos para

RS, utilizando um método mecanístico-

2007).

elaboração de um dimensionamento,

Dessa forma, o presente trabalho

empírico apenas para avaliação de

O ensaio de compressão diametral

que engloba as novas técnicas de

áreas trincadas por fadiga. (AT).

é o mais utilizado no país para

ensaio de materiais, métodos racionais

Começando com uma retroanálise dos

avaliação de fadiga (DNIT,2017 ME).

de tensão-deformação, influência

44 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

do clima, conceitos de serventia e parâmetros de tráfego.

Os fatores ambientais são

b) Utilizar um programa confiável

3 METODOLOGIA

de retroanálise das bacias (para cálculo do módulo de resiliência, visto que a

importantes porque a variabilidade

realização de ensaios levaria um tempo

climática acaba afetando a

maior e acarretaria em mais custo)

resultados dos levantamentos realizados

trabalhabilidade do pavimento. Já com

do qual se conheça os princípios e

no primeiro semestre de 2015, são

relação ao tráfego é necessário conhecer

métodos de cálculo;

eles: levantamento visual contínuo

o tipo de carga que será aplicada no

c) Utilizar um programa confiável

O projeto disponibilizou os

com vídeo registro (LVC), levantamento

pavimento para estimar de alguma

de cálculo de tensões e deformações

de irregularidade longitudinal (IRI) e

forma o efeito destrutivo que cada

no qual serão usados os módulos

transversal (ATR) com perfilômetro

passagem de veículo ocasionará. Outra

retroanalisados e as espessuras das

laser e levantamento deflectométrico

importante análise está relacioanda com

camadas;

com FWD. O projeto foi desenvolvido

os materiais disponíveis em cada região,

d) Comparar tensões ou

para um período de vida útil de 6 anos.

pois cada uma possui características

deformações calculadas com valores

A Fgura 1 mostra um resumo

diferentes que precisam ser estudas

admissíveis em função do tráfego de

da situação da rodovia em 2015.

quanto ao seu estado de tensão e

projeto;

De forma geral, toda a extensão

deformação.

Outros fatores importantes são as

e) Pode-se simular também

do segmento em estudo possui

processo de reciclagem, com ou sem

características semelhantes, ou

técnicas construtivas e parâmetros de

adição de novos materiais e espessura

seja, a rodovia apresenta grande

projetos que melhoram a confiabilidade

adicional.

número de defeitos envolvendo

e aceitabilidade final. Os métodos

O MeDiNa é uma atualização do

essencialmente a última camada

de cálculo baseados na mecânica

software SisPav, desenvolvido na tese

de reforço aplicada. Além disso, foi

dos pavimentos desenvolvidas por

de doutorado de Franco (2007), que

constado que em mais de 30% do

Boussinesq em 1885 e Burmister em

leva em conta a análise do tráfego para

trecho há presença de área trincada

1943 também são fundamentais.

diversos tipos de eixos dos caminhões

grau FC-3 (sendo que, em quase

e diversos tipos de materiais de

40% dos segmentos foi registrada

dimensionamento apresentado acima

comportamento elástico tanto linear

presença FC-2 de trincamento).

para pavimentos novos serve também

como não linear. Além disso, engloba

Adicionalmente, em mais de 35%

para dimensionamento de reforços.

também, modelos de previsão de

dos segmentos foram encontrados

Segundo Medina e Motta (2015), a

danos desenvolvidos a partir de ensaios

valores de IRI elevado (>3m/km). Em

dificuldade maior no projeto de reforço

brasileiros, parâmetros dos materiais de

termos deflectométricos, as deflexões

é determinar os valores do módulo de

pavimentação e bacias deflectométricas

características não superaram as

resiliência do pavimento atual que

calculadas para controle de execução

deflexões admissíveis em quase 70%

irá ser restaurado, devido à falta de

no campo e análise de confiabilidade.

do trecho (Dp<Dadm).

A concepção do método de

informação. Existem duas saídas: ou faz-se avaliação destrutiva com abertura

Figura 1 - Análise do estado da rodovia

de sondagens e ensaio em laboratório ou procede-se a avaliação não destrutiva, com medidas de deflexão e retroanálise da deformabilidade das camadas do pavimento.

Para o dimensionamento de reforço de pavimento utilizando o método mecanicista-empírico os mesmos autores citados acima mostram as etapas que devem ser seguidas: a) Determinar no trecho a ser restaurado, as bacias de deflexão, utilizando FWD ou Viga Benkelman; Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

45

Tabela 1 – Soluções adotadas pelo autor deste trabalho baseadas nas soluções originais

Após a análise do projeto, foram separados os dados necessários para as próximas etapas. Para o dimensionamento, é preciso conhecer os módulos de resiliência das camadas; assim, foi utilizado um método que não necessita de ensaios em laboratórios para caracterização

artigos

dos valores de rigidez: a retroanálise a partir de levantamentos com o FWD, utilizando o BackSisPav (software que faz parte do SisPavBR, uma versão anterior ao MeDiNa).

A terceira e última etapa é a aplicação dos conceitos da metodologia mecanístico-empírica, utilizando o software MeDiNa v1.00.

Dessa forma, foram calculadas as áreas trincadas por fadiga no fim da vida útil do pavimento. Com os segmentos com área trincada estimada em valores superiores a 30% (rodovia principal, com confiabilidade de 75%), foi

Legenda: CA Concreto Asfáltico com asfalto convencional, conforme DAER ES P16/91; CAp Concreto Asfáltico com asfalto polímero, conforme DAER ES P16/91; BG Brita Graduada Simples, conforme DAER ES P 08/91; RECON Reconstrução do pavimento;

Devido a limitação imposta pelo

MS Macadame Seco, conforme DAER ES P 07/91; (FRES+REC) Desc. y%x Fresagem Descontínua e Recomposição de CA na % de área y% espessura x (cm); (FRES+REC) Cont. x Fresagem Contínua (toda área do segmento) e Recomposição de CA espessura x (cm); RECp Recomposição de CAp espessura x (cm);

asfálticas referentes a materiais

realizado um novo dimensionamento,

MeDiNa v1.00, não é possível utilizar

ensaiados no Rio Grande do Sul,

apresentando as novas espessuras da

novas espessuras menores que 5

retirados dos trabalhos de Rossato

camada de reforço.

cm; dessa forma, foi adotada uma

(2015) e Specht (2004). Para fins de

Os segmentos homogêneos que

nova solução baseado nesse limite.

comparação, foram utilizados também

englobam obras de arte especiais

Também nos casos em que havia

resultados de Fritzen (2016), o qual

(OAE) foram desconsiderados no

previsão de fresagem descontinua, tal

obteve os parâmetros da curva de

dimensionamento. Dessa forma, dos

fato foi desconsiderado, interpretando

fadiga a partir de ensaios realizados

66 segmentos presentes no projeto,

os resultados apenas com a capa de

no Rio de Janeiro, com materiais de

56 foram utilizados no processo de

reforço.

diversas partes do país.

avaliação realizado neste estudo.

A Tabela 1 apresenta as oito

A solução de maior

A Tabela 2 apresenta os valores

representatividade é a da

dos coeficientes de fadiga k1 e k2 e

diferentes soluções adotadas pelo

“(FRES+RECp) Cont 5”, que perfaz

os módulos de resiliência das camadas

projeto ao longo dos 55,84 km do

quase 57% do trecho. Já a solução de

novas para as combinações entre

trecho.

menor representatividade é a “(FRES)

camada antiga de campo, que foi

Cont 4 + CAp7”, presente em menos

executada com CAP 50/70, e camada

de 1% do trecho.

nova, executada com AMP 60/85

Devido a limitação imposta pelo MeDiNa v1.00, não é possível utilizar novas espessuras menores que 5

Com os resultados das sondagens

(segundo recomendações de projeto).

cm; dessa forma, foi adotada uma

da Tabela acima é necessário ter as

Também para fins de comparação, foi

nova solução baseado nesse limite.

informações dos materiais utilizados

considerado uma situação adicional em

Também nos casos em que havia

tanto na época da construção quanto

que a camada antiga de revestimento

previsão de fresagem descontinua,

dos materiais da reabilitação. Devido

se comporta como material granular.

tal fato foi desconsiderado,

a falta de informação, buscou-se na

Esta opção de analise foi escolhida

interpretando os resultados apenas

literatura parâmetros representativos

devido a presença elevada de trincas

com a capa de reforço.

das curvas de fadiga de misturas

no pavimento existente. Conforme a

46 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Tabela 2, foram utilizadas 6 combinações por segmento em

passou por diversas intervenções ao longo do tempo, acarretando

um total de 56 segmentos homogêneos, totalizando 336

na presença de materiais com diferentes idades e qualidades.

diferentes estruturas de pavimento analisadas. A mesma Tabela apresenta o tipo de ligante utilizado, o módulo de resiliência para camada nova e os coeficientes de fadiga

4.2

Resultados do Dimensionamento

(k1 e k2). Os módulos de resiliência da camada antiga são referentes aos valores encontrados pela retroanálise da estrutura original.

A utilização do software MeDiNa (v.100) se deu em duas etapas: primeiro, foi realizada uma análise da estrutura, onde foi calculada a porcentagem de área trincada – AT (neste caso para

Tabela 2 – Combinações de propriedades de materiais ensaiados no MeDiNa v1.00

6 anos). A segunda etapa consistiu no redimensionamento dos segmentos que tiveram uma AT > 30%.

Foi definido como pior caso, entre as 6 combinações de estruturas que aparecem na Tabela 3, aquelas que tinha o maior valor de área trincada. Após processar as 336 diferentes estruturas, chegou-se à conclusão que a pior combinação foi o caso denominado como “a”. O caso “a” consiste na estrutura AMP 65/90 (Fritzen, 2016) no revestimento novo e CAP 50/70 (Fritzen, 2016) no revestimento antigo. Vale salientar que foram encontrados valores próximos para o caso “e”, composto por AMP 60/85 (Rossato, 2015) no revestimento novo e CAP 50/70 (Fritzen, 2016) no revestimento antigo. Como os valores do caso “e” resultaram em percentuais de área trincada parecidos com

4 RESULTADOS 4.1

Resultados da Retroanálise

Com os valores deflectométricos obtidos com ensaio de

o do caso “a”, optou-se por escolher como valores críticos a porcentagem de área trincada do caso “e”, devido a utilização de materiais oriundos do Rio Grande do Sul para execução dos ensaios de fadiga para o cálculo dos coeficientes de regressão.

Nos casos “b” e “d” são, respectivamente, AMP 65-90

FWD, foi efetuada a retroanálise dos módulos de resiliência

(Fritzen, 2016) e AMP 60/85 (Rossato, 2015) nos revestimentos

(MR) e em seguida, uma análise estatística dos dados e

novos e material granular simulando os revestimentos antigos (

calculado a média, desvio padrão e coeficiente de variação. A

conforme Tabela 2). Essa consideração de material granular no

metodologia de seleção dos MRs característicos das camadas

lugar do revestimento antigo foi feita devido ao elevado número

foi realizadas conforme filtro estatístico do PRO11/79.

de trincas FC-2 e FC-3 na pista. Porém após o dimensionamento

Em uma análise geral das informações obtidas com as 15

foi verifcado valores baixos de área trincanda em ambos

sondagens realizadas na rodovia, foi realizado o procedimento

os casos. Isso pode ser explicado pelo fato de que material

de retroanálise a partir dos ensaios com o FWD e determinado

granular nao sofre fadiga e ainda foi mantido o mesmo módulo

o módulo de resiliência característico para cada um dos

do revestimento antigo, que é um valor alto para um material

tipos de materiais encontrados nas camadas do pavimento

granular.

conforme Tabela 3.

Tabela 3 – Módulo de Resiliência dos materiais encontrados na rodovia

Nos casos “c” e “f” são, respectivamente, AMP 65-90 Rossato (2015) no revestimento novo e CAP 50/70 Specht (2004) no revestimento antigo, e AMP 60/85 Fritzen (2016) no revestimento novo, e CAP 50/70 Specht (2004) no revestimento antigo. Para essas duas situações não houveram porcentagens significativas de área trincada, apenas uma comprovação da influência do módulo de resiliência nos resultados, onde o caso “c” apresentou % de área trincada menor que o caso “f”, devido ao fato do MR em “c” ser levemente superior ao do MR em “f”.

Além da limitação do número de sondagens realizadas em

A Tabela 4 apresenta as médias dos percentuais de área

relação à extensão do trecho avaliado, a grande variabilidade dos

trincada encontradas para cada um dos 8 diferentes tipos de

resultados também pode ser originada pelo fato de que a rodovia

soluções utilizadas no dimensionamento.

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

47

Tabela 4 – Média da % de área trincada por tipo de solução adotada

concreto asfáltico com polímero Faixa C DNIT através da planilha disponível de custos SICRO – DNIT do mês de novembro/2017, o valor do AMP 60/85 da tabela da Agência Nacional do Petróleo (ANP) do mês de março de 2018, e o transporte baseado em informações do projeto. Não foi considerado a Bonificação por Despesas Indiretas (BDI).

artigos

Tabela 5 – Levantamento dos custos da execução do concreto asfáltico

Salienta-se também o coeficiente de variação alto no caso “e”, presente por conta das soluções de reconstrução, que se

Com as soluções do Projeto, a reabilitação da rodovia

forem desconsideradas, o CV para caso “e” fica em 38% contra

avaliada teria um consumo de 19.259 m³ de Concreto

29% do caso “a”.

asfáltico a um custo de R$ 19.629.250,14, já com o

Considerando os resultados obtidos na coluna “e”,

MeDiNa v1.00 um consumo de 32.938,4 m³ a um custo

cada segmento homogêneo foi classificado de acordo com a

de R$ 33.571.687,09. Um aumento de 13.679,4 m³,

necessidade ou não de nova solução, tendo como critério AT>

referente a um montante a mais de R$ 13.942.436,95.

30%.

Isto representa, a curto prazo, um aumento de quase 70%

Dos 18 segmentos que não precisaram de nova solução,

em massa afáltica. Considerando um impacto global sobre

apenas 7 não são classificados como reconstrução. Os resultados

todo o projeto, estas alterações representariam um aumento

tornam visível que a solução de fresagem de 5 cm com

próximo a 35% do valor final. Porém, salienta-se aqui a

recomposição de capa com 5 cm de espessura não se mostrou

necessidade de um estudo mais detalhado, atrelado a uma

adequada conforme a análise mecanística-empírica para o

análise minuciosa das possíveis soluções, verificando as suas

tipo de rodovia escolhido, conforme o recorte metodológico

viabilidades.

realizado neste estudo. Em relação à fadiga, quase 90% dos segmentos homogêneos com esta solução necessitaram de novo

5 CONCLUSÕES

dimensionamento. Destaca-se que esse tipo de solução perfaz quase 60% da extensão do trecho.

Comparando os resultados da analise mecanística-empírica efetuada neste trabalho com o projeto, a vida útil de 6 anos

De acordo com o delinear metodológico deste trabalho, foi possível concluir que: a) Após a análise realizada, verificou-se que, dos 56

não seria atingida por todos os segmentos homogêneos, ou

segmentos homogêneos avaliados, 38 atingiram área de

seja, haveriam mais de 30% de regiões com presença de trinca

trincas causadas por fadiga maior que o permitido, ou seja,

nos segmentos antes do prazo. De acordo com a durabilidade

quase 70% dos segmentos homogêneos, quando avaliados

informada pelo MeDiNa, seguindo os critérios já expostos, a vida

com a solução prevista pelo Projeto. A grande parte dos

útil do pavimento estimada varia de 1,5 ano até 5 anos (média

segmentos exibiam como solução a fresagem de 5 cm de

de 4 anos). Os piores segmentos são aqueles codificados pela

espessura com recomposição em CA de 5 cm. Com a nova

denominação “64” e “66” com previsão de atingir os 30% de

solução final de projeto deste trabalho, as espessuras médias

área trincada em apenas 1,5 ano. Sendo assim, realizou-se o

passaram de 5 cm para 9 cm.

dimensionamento da espessura de reforço (disponível MeDiNa

b) Já com relação ao consumo de concreto asfáltico, a

v1.00) dos segmentos que tiveram AT>30% e apresentaram

solução proposta com análise mecanística-empírica utilizando

necessidade de nova solução. Findado este processo, houve

o programa MeDiNa impactou em um aumento de 70%, a

um aumento considerável nas espessuras das camadas de

um custo final no projeto em torno de 35% maior. Porém a

reforço, com uma variação de 9 cm até 17 cm, representando

solução pelo MeDiNa perduraria ao longo dos 6 anos de vida

em percentual um aumento em torno de 38,75% até 238%. A

útil previsto em projeto, contra a média de 4 anos para as

espessura média passou de 5 cm para 9 cm, um acréscimo de

soluções de Projeto.

80%.

Este acréscimo gera um impacto financeiro significativo na obra. A Tabela 5 apresenta o custo médio por metro cúbico do 48 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

c) Entende-se por fim que o MeDiNa v1.00 é um software que está em fase de testes e necessita de aprimoramentos. Para realização deste trabalho, foram

necessário fazer várias considerações e adaptações no processo de dimensionamento. Outra simplificação realizada neste estudo está relacionada ao fato de não haver dados suficientes dos coeficientes de regressão linear de fadiga (k1 e k2), referentes as misturas asfálticas empregadas na camada de reforço e no material existente em campo. Estes coeficientes são importantes parâmetros para a avaliação da estrutura do pavimento e, devido à impossibilidade de obtenção, foram estimados para proceder esta pesquisa. A melhor solução seria recolher amostras do material em campo e fazer os devidos ensaios para caracterização dos materiais do pavimento.

AGRADECIMENTOS REDE TEMÁTICA DO ASFALTO ANP/PETROBRAS pelo apoio às pesquisas do Grupo de Estudos e Pesquisas em Pavimentação e Segurança Viária – GEPPASV da Universidade Federal de Santa Maria.

REFERÊNCIAS AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO – Tabela de preços materiais asfálticos. Disponível em: <http://www.anp.gov.br/precos-e-defesa-da-concorrencia/precos/ precos-de-distribuicao>. Acesso em 08 mai.2018.

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Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

49

artigos

O uso de boas práticas em jazidas de argila: da operação à recuperação Maicon Roberto Rizzon

Engenheiro Ambiental da STE

Fernanda Lemos Costa

Engenheiro Ambiental da STE

A execução de empreendimentos rodoviários demanda, muitas vezes, de material externo ao local da obra para a construção de aterros. As áreas de extração deste material devem passar por um processo de licenciamento ambiental, por meio do qual o órgão licenciador concede a autorização para execução da atividade e determina as medidas condicionantes da operação e da recuperação ambiental da mesma. A realização de vistorias torna possível avaliar o atendimento destas condicionantes, sendo assim este artigo abordará boas práticas relacionadas à exploração até a recuperação de jazidas de argila utilizadas para as obras de duplicação da BR-116/RS. Serão mostrados os resultados obtidos do acompanhamento por parte da equipe de supervisão ambiental contratada para o empreendimento em questão.

1. INTRODUÇÃO

237/1997, passar pelo processo de licenciamento ambiental.

A rodovia BR-116/RS é a principal ligação da região metropolitana de Porto Alegre ao porto de Rio Grande e a

A maior parte dos deslocamentos no Brasil, segundo

zona sul do estado do Rio Grande do Sul. O empreendimento

CNT (2016) ainda ocorre por meio de rodovias. Sendo assim,

denominado por duplicação da BR-116/RS, que abrange

a melhoria da qualidade da malha rodoviária brasileira

211,22 km no trecho que compreende o segmento dos km

é de extrema importância para o aumento da eficiência

300+540 ao 511+760 entre os municípios de Guaíba a

logística, o que poderá contribuir diretamente no processo

Pelotas, passou por todas as etapas previstas para a obtenção

de recuperação do crescimento econômico do país, além de

da licença ambiental de instalação.

diminuir o custo operacional do transporte, reduzir acidentes,

No Estudo de Impacto Ambiental (EIA) a caracterização

aumentar o desempenho dos veículos e reduzir os impactos

da região mostrou a ocorrência de depósitos aluvionares,

ao meio ambiente.

areias e sedimentos síltico-argilosos de planícies de

Os empreendimentos rodoviários por serem considerados

inundação, terraços e depósitos de calha da rede fluvial,

de alto potencial poluidor devem manter a preocupação

assim como também depósitos inconsolidados, areias e

com as questões ambientais desde as etapas iniciais da

argilas de caráter flúvio-lacustre (DNIT, 2009). O estudo

construção até a sua operação, atendendo as legislações

ainda avaliou que muitas destas áreas, que originalmente

que preconizam um desenvolvimento sustentável. Ainda,

eram constituídas por locais brejosos ou sujeitos à inundação

considerando as disposições legais e regulamentares e as

agrícola, encontram-se hoje ocupadas por lavouras de arroz.

normas técnicas aplicáveis devem, segundo a Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) nº 50 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Neste contexto e considerando que para execução de aterros da pista a ser duplicada eram necessários mais

de 3,5 milhões de metros cúbicos de material terroso,

fazer cumprir as obrigações previstas no processo de

empreendedor, ou seja, o Departamento Nacional de

licenciamento, considerando todas as etapas de operação.

Infraestrutura de Transportes (DNIT) teve que prever áreas

Neste trabalho será abordado o emprego de boas práticas

para obtenção deste, pois poucos eram os segmentos

relacionadas à exploração de jazidas de argila utilizadas

disponíveis com solo para compensação e também devido à

para as obras de duplicação da BR-116/RS, dando ênfase

elevada ocorrência de solos moles no traçado. Este montante

na jazida denominada por E-4 . Esta por sua vez, estava

foi obtido, até a presente data, pela utilização de 27 jazidas

localizada no município de Sentinela do Sul (km 363 +200

de argila exclusivas para as obras . A operação destas áreas

da BR-116/RS) e sua operação durou aproximadamente

foi permitida mediante processo de licenciamento com

3 anos, desde o início das atividades, em 24 de junho de

anuência de instituições como: Instituto Brasileiro do Meio

2013, até a devolução da área recuperada ao proprietário, em

Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA),

19 de julho de 2016.

Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM), Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional (IPHAN), entre outras.

As atividades de implantação e exploração de jazidas caso não sejam realizadas de forma adequada podem, segundo FOGLIATI et al (2004), trazer, entre outros, impactos relacionados à processos erosivos e assoreamento; modificações da rede de drenagem natural e alterações nas paisagens naturais do local.

A exploração das jazidas bem como todas as atividades relacionadas às obras de duplicação contam, desde o seu início, com Gestão e Supervisão Ambiental as quais abrangem programas ambientais que são executados, supervisionados ou gerenciados pela empresa STE - Serviços Técnicos de Engenharia S.A. (contratada via processo licitatório pelo empreendedor). No escopo dos programas relacionados à supervisão ambiental é prevista, entre outras ações, a vistoria nestas áreas, a qual tem como objetivo

2. METODOLOGIA Este artigo foi elaborado a partir de constatações realizadas pela equipe de supervisão ambiental da STE S.A. em vistorias nas jazidas de argila utilizadas nas obras de duplicação da BR-116/RS. Esta atividade ocorreu de forma periódica desde o início da operação na área de exploração até a entrega da mesma ao proprietário.

Como instrumento para orientar estas vistorias, a equipe de supervisão ambiental elaborou um checklist tendo como referência as informações contidas no Plano de Controle Ambiental (PCA) e Plano de Recuperação de Áreas Degradadas (PRAD) previstos no processo de licenciamento ambiental destas jazidas.

Por meio de uma análise das jazidas em exploração buscou-se identificar aquela que pudesse representar de forma mais significativa, dentre as 27 utilizadas no Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

51

empreendimento, a aplicação de boas práticas e ainda que a

Figura 1 - Delimitação através de cercamento da poligonal de extração da

mesma tivesse com as atividades de recuperação ambiental

Jazida E-4. Junho 2013. Foto: Arquivo STE.

finalizadas.

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES Conforme o termo de referência elaborado pelo IBAMA, os estudos ambientais referentes ao licenciamento ambiental de jazidas para a duplicação da BR-116/RS deveriam apresentar o Plano de Controle Ambiental (PCA) e o Plano de Recuperação

artigos

de Áreas Degradadas (PRAD) contendo, respectivamente, os procedimentos visando o controle dos impactos na fase de operação e a recuperação do passivo ambiental eventualmente existente e das áreas degradadas pelo empreendimento.

Em relação ao PCA e ao PRAD alguns itens previstos nos estudos estão diretamente relacionados às boas práticas, sendo

Figura 2 - Delimitação através de bandeirolas da poligonal de extração da Jazida EC-01, município de São Lourenço do Sul. Novembro 2014. Foto: Arquivo STE.

eles: remoção da camada orgânica do solo e o local de seu armazenamento; controle dos processos erosivos; estabilização do terreno, com a conformação dos taludes e bermas; recuperação biológica, com a implantação de vegetação nativa na área minerada e seu entorno; operações visando o restabelecimento do escoamento pluvial e fluvial modificados pela atividade; e utilização proposta ou possibilidade de uso posterior da área.

A seguir serão apresentados os critérios, os quais foram considerados importantes durante a atividade de operação e que neste artigo são chamados de boas práticas.

3.1.Aplicação de boas práticas anteriormente a fase de extração

- Instalação de sistema de drenagem: após a execução da delimitação da poligonal é necessário instalar um sistema de drenagem que abranja toda a área de extração.

Anteriormente à fase de extração é importante realizar as

Este deve estar funcional para conter o carreamento

atividades de delimitação da poligonal de extração, instalação

de sedimentos provocado pelas precipitações e ter o

de sistema de drenagem, decapagem e armazenamento da

dimensionamento compatível com o regime pluviométrico

camada de solo orgânico.

da região na qual a jazida está inserida, devendo

- Delimitação da poligonal de extração: uma das primeiras

considerar ainda a área de contribuição.

atividades a ser realizada no processo de operação de uma

O sistema de drenagem normalmente é composto de

jazida é a demarcação da sua poligonal de extração e da

valetas, bacias de sedimentação, barreiras, patamares,

poligonal licenciada, que em alguns casos podem não ser

cortinas de contenção com manta geotêxtil, etc. Salienta-

coincidente. A demarcação desta serve, principalmente,

se que deve ser observada a topografia da área que será

para evitar que a extração extrapole a área licenciada, mas

explorada, de modo que as bacias de sedimentação sejam

também para evitar o ingresso de pessoas não autorizadas ou

construídas nos pontos mais baixos ou de maior área de

animais.

contribuição e tenham o dimensionamento adequado.

Na jazida E-4 o empreendedor utilizou o cercamento

Quando utilizadas leiras de solo na confecção do

como forma de delimitar a poligonal de extração (Figura

sistema de drenagem estas devem ser compactadas e

1). No entanto, outras formas de demarcação também são

ainda deve-se utilizar uma proteção podendo esta ser com

aceitas para esta etapa, como, por exemplo, a utilização

vegetação. Já nos pontos de escoamento deve-se avaliar a

de bandeirolas (Figura 2) ou fitas, desde que estas sejam

necessidade de utilização de enrocamento.

mantidas íntegras e funcionais, ou seja, podendo ser facilmente observadas pelos operadores das máquinas.

52 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

As Figura 3, Figura 4, Figura 5 e Figura 6 mostram o sistema de drenagem implantado na jazida E-4.

Figura 3 - Bacia de contenção e valeta implantados antes do início da

Figura 4 - Bacia de contenção durante fase de exploração da jazida E-4.

exploração da jazida E-4. Setembro 2013. Foto: Arquivo STE

Setembro 2014. Foto: Arquivo STE

Figura 5 - Barreira de contenção confeccionada com geotêxtil em operação

Figura 6 – Enrocamento no ponto de escoamento da bacia de

durante fase de extração da jazida E-4. Novembro 2014. Foto: Arquivo STE

sedimentação da porção sul da E-4. Setembro 2014. Foto: Arquivo STE

Salienta-se que a limpeza da área, ou seja, a remoção do

da jazida. A remoção desta camada deve obedecer alguns

solo orgânico, não deve ser iniciada se o sistema de drenagem

critérios, sendo eles: i) a espessura a ser removida deve

não estiver finalizado, pois isso deixaria solo exposto passível

permitir a retirada total do solo orgânico; ii) a remoção da

de ser carreado para fora da poligonal licenciada em eventos

camada de solo orgânico não deve extrapolar o setor que está

de precipitação.

em exploração; e iii) a escolha dos locais de armazenamento

- Decapagem e armazenamento da camada de solo

deve ser planejada para que não interfira nas frentes de lavra,

orgânico: após finalizadas as etapas de delimitação da área de

evitando realocações deste solo e para que fique depositado

exploração, supressão da vegetação de grande e médio porte

em pontos distribuídos facilitando o seu espalhamento futuro.

As Figura 7 e Figura 8 ilustram a remoção e

(quando necessário) e instalação do sistema de drenagem é realizada a remoção da camada de solo orgânico, que deve

armazenamento, respectivamente, do solo orgânico da jazida

ser armazenado em local contido pelo sistema de drenagem

E-4.

Figura 7 - Remoção da camada orgânica em uma frente de lavra da jazida

Figura 8 - Armazenamento do solo orgânico na jazida E-4. Julho 2013. Foto:

E-4. Junho 2013. Foto: Arquivo STE

Arquivo STE

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

53

O processo de decapagem da jazida deve ser executado de forma a não permitir a ocorrência de área desnuda além do

Figura 9 - Bacia de contenção/sedimentação de finos de solo instalada na porção sul da argileira E-4. Dezembro 2013. Foto: Arquivo STE

que está sendo explorado, pois esta tornaria a mesma suscetível a carreamento e consequentemente diminuindo a vida útil do sistema de drenagem implantado.

A não remoção de todo o solo orgânico tem impactos negativos, pois a perda deste solo além de prejudicar a qualidade na compactação do aterro na obra fará falta para reestabelecer um perfil de solo com última camada tendo espessura adequada

artigos

em toda a área de extração a ser posteriormente recuperada.

Aplicação de boas práticas na fase de extração Na fase de extração destacam-se atividades relacionadas ao sistema de drenagem.

- Manutenção da funcionalidade do sistema de drenagem: não menos importante que ter implantado um sistema de drenagem que abranja toda a área da jazida, é que este esteja dimensionado corretamente e sua manutenção ocorra sempre que necessário.

- Alteração, reconfiguração e redimensionamento do sistema de

Figura 10 - Bacia de contenção/sedimentação da porção sul da E-4 ampliada devido ao aumento da área de contribuição de drenagem ocasionado pelo avanço da lavra. Setembro 2014. Foto: Arquivo STE

drenagem implantado: durante a extração nas frentes de lavra de uma jazida sua configuração topográfica é significativamente alterada em relação ao início da extração. Desta forma, normalmente, há necessidade de reconfigurar e redimensionar o sistema de drenagem. Salienta-se que deve ser levado em consideração que a drenagem durante a exploração deve ser tal que desfavoreça o escoamento para pontos ambientalmente vulneráveis.

As Figura 8 e Figura 9 mostram a mesma porção de Jazida E-4 que devido ao avanço na exploração da lavra, ou seja, ampliação da área de contribuição de drenagem, necessitou ter alteração no dimensionamento da bacia de sedimentação para evitar o arraste de finos de solo para fora da poligonal licenciada. É importante lembrar que a exploração não deve inviabilizar o acesso das máquinas para realizar a manutenção no sistema de drenagem e também que esta atividade deve ocorrer sempre internamente, ou seja, de dentro da poligonal, não utilizando área de lindeiros para este acesso. Durante este processo não deve ocorrer a deposição de solos fora da área protegida pelo sistema de drenagem, devendo os operadores responsáveis para tal atividade receber esta orientação.

Aplicação de de boas boas práticas práticas na na fase fase de de recuperação recuperação Aplicação ambiental ambiental Na fase de recuperação ambiental destacam-se as atividades descritas a seguir, as quais serão realizadas para o pleno restabelecimento da área outrora explorada.

- Conformação topográfica do terreno conforme definido no PRAD: há na etapa de recuperação ambiental duas situações distintas para atendimento ao PRAD, uma quando apenas é realizada a conformação topográfica por meio de implantação de 54 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Figura 11 - Jazida com a configuração final prevista no PRAD sem previsão do preenchimento das cavas. Jazida EC-03, município de Camaquã. Dezembro 2014. Foto: Arquivo STE

Figura 12 - Preenchimento da cava de mineração de uma das frentes de lavra

taludes (Figura 10) e outra onde há disponibilização de material

da Jazida E-4. Setembro 2013. Foto: Arquivo STE

para preenchimento das cavas que permite uma conformação semelhante à original da área, ou seja, que faça a concordância com o relevo que ocorre na região da jazida, conforme ilustrado na Figura 11.

No caso da jazida E-4, devido à elevada substituição de solos da pista em duplicação, o preenchimento das cavas de mineração ocorreu concordando com a topografia aprovada no PRAD, este último teve aceite do Órgão Ambiental e do proprietário, e assemelhou-se ao relevo encontrado na região.

Essa concordância permitiu que o local, anteriormente utilizado como jazida, ficasse totalmente integrado à paisagem do local.

Durante a etapa de conformação topográfica também deve ser levado em consideração a adequação: das declividades, de modo que estas sejam suavizadas; de pontos de concentração

Figura 13 - Conformação topográfica sendo realizada na jazida E-4. Março 2014. Foto: Arquivo STE

de água; de áreas planas; entre outras. Nas Figura 13 e Figura 14 evidencia-se a jazida E-4 na fase conformação topográfica.

A não observação das características topográficas pode ocasionar processos erosivos, pontos de acúmulo de água indesejados, alta concentração de escoamento, situações estas que poderão dificultar a consolidação da revegetação para entrega da área. Salienta-se que em alguns casos há necessidade, mesmo após a revegetação implantada, de realizar adequação na reconformação, trazendo aumento de tempo e custos no processo.

- Reconstituição do perfil de solo: depois de definida a configuração final da área outrora minerada é hora de tratar de reestabelecer a fertilidade do solo. O resultado desta etapa está intimamente ligado a etapa de decapagem e armazenamento do solo orgânico. A realização desta se dá através do espalhamento deste solo fértil sobre o terreno reconformado. É importante salientar que esta camada deve ter espessura uniforme e cobrir toda a área a ser recuperada. Verifica-se na Figura 15 o

Figura 14 - Conformação topográfica sendo realizada na jazida E-4. Maio 2014. Foto: Arquivo STE

espalhamento de solo orgânico na jazida E-4.

Figura 15 - Reconstituição do perfil de solo com espalhamento de solo orgânico na última camada. Jazida E-4. Agosto 2014. Foto: Arquivo STE

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

55

Figura 16 - Finalizando o PRAD com a

constatar, por meio das vistorias, que

de forma não uniforme trará áreas e/ou

implantação da cobertura vegetal em porção da

quando as boas práticas foram adotadas

pontos com baixa fertilidade, esta por

jazida E-4. Outubro 2014.

estas foram eficazes para o controle

O espalhamento do solo orgânico

sua vez prejudica o desenvolvimento

ambiental da área, além de minimizar

da cobertura vegetal a ser implantada.

os custos operacionais em razão de um

Em alguns casos faz-se necessário a

planejamento e execução adequados.

Em relação à recuperação ambiental

artigos

verificação e correção do solo que poderá ser realizada por meio de adição de

da área percebeu-se que novamente

nutrientes ou pela importação de solo

o uso das boas práticas mostrou-se

orgânico.

importante para findar as atividades no

- Cobertura vegetal: para proteger o solo

Figura 17 - Cobertura vegetal finalizada e

local, a qual só foi possível mediante

exposto é necessário o emprego de uma

consolidada, jazida E-4 apta a ser entregue ao

efetivação do PRAD aprovado no processo

cobertura vegetal, esta, em locais com

proprietário. Setembro 2015.

de licenciamento e vistoria do Órgão Ambiental na presença do proprietário.

declividade suave pode ser realizada por

Após esta, a área tornou-se apta para uso

meio de semeadura e nos taludes, ou

em atividades agropecuárias, uso este

pontos com declividade mais acentuada,

que ocorria anteriormente à exploração.

com placas de grama. Cabe ressaltar que

Outro ponto importante a se destacar

o solo orgânico, removido e armazenado

é que a realização de vistorias periódicas

antes da exploração, e seu espalhamento na etapa anterior, possui um banco de sementes que auxiliam significativamente a revegetação da área.

Quando do uso de sementes deve

Figura 18 - Cobertura vegetal finalizada e consolidada, jazida E-4 apta a ser entregue ao proprietário. Setembro 2015.

pela equipe de supervisão ambiental nas áreas permitiu a identificação de boas práticas para a atividade de exploração de argila. Essas possibilitaram ainda constatar os aspectos positivos da

ser levado em consideração as espécies

efetivação das boas práticas e também

a serem utilizadas, que além de serem

possíveis condições desfavoráveis da não

espécies nativas, devem ser compatíveis

consideração destas durante a operação

com a região de localização da jazida e a

até a recuperação das jazidas de argila.

estação do ano do plantio. Após o plantio

Deste modo pode-se considerar

ainda deve ser avaliada a necessidade de desenvolvimento da cobertura vegetal

importante o acompanhamento das

sobre área que está sendo recuperada é

áreas por meio de vistorias e também da

etapa de revegetação da jazida E-4 e

o pastoreio de animais, pois além utilizar

implantação das medidas descritas neste

as Figura 17 e Figura 18 apresentam a

as gramíneas como alimento também

artigo.

jazida com a cobertura vegetal finalizada

compactam o solo, o que prejudica

Referências Bibliográficas

estando concluída a recuperação

a fixação do sistema radicular destas

ambiental e esta apta a devolução ao

herbáceas.

irrigação da área.

A Figura 16 apresenta o início da

proprietário.

A utilização de sementes lançadas em locais com declividade elevada e

4. CONCLUSÃO As boas práticas na operação de

também em pontos de alta concentração

jazidas de argila beneficiam esta quanto

de escoamento não é recomendada, pois

a minimização de impactos ambientais

em eventos de precipitação as mesmas

durante a exploração, também facilita

podem ser carreadas. As espécies

o processo de recuperação desta,

de gramíneas utilizadas quando não

permitindo a devolução da área ao

adequadas retardam a consolidação

proprietário conforme o prazo inicial

da revegetação, assim como quando

previsto e evitando gastos excessivos de

não realizada a irrigação em períodos

recursos financeiros.

secos. Outra situação que prejudica o

56 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

No caso da jazida E-4 pode-se

BRASIL. CONAMA. Conselho Nacional do Meio ambiente.

Resolução CONAMA nº 237, de 19 de dezembro de 1997. Dispõe sobre licenciamento ambiental; competência da União, Estados e Municípios; listagem de atividades sujeitas ao licenciamento; Estudos Ambientais, Estudo de Impacto Ambiental e Relatório de Impacto Ambiental.

Disponível em: <http://www.mma.gov.br/port/conama/ res/res97/ res23797.html>. Acesso em: 14 jun. 2012.

CNT - CONFEDERAÇÃO NACIONAL DO TRANSPORTE. Pesquisa CNT de rodovias 2016: relatório gerencial.

20.ed. CNT: SEST: SENAT. Brasília. 2016.

DNIT. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Estudo de Impacto Ambiental do Projeto de Adequação da Capacidade e Duplicação da Rodovia BR-116/RS. Porto Alegre: STE – Serviços Técnicos de Engenharia S.A., 2009.

FOGLIATTI, Maria Cristina; FILIPPO, Sandro; GOUDARD, Beatriz. Avaliação de impactos ambientais: aplicação

Chaveli Brondani

Mestrando - pesquisador - Universidade Federal de Santa Maria

Silvio L. Schuster

Doutorando - pesquisador - Universidade Federal de Santa Maria

artigos

Comparação dos resultados dos ensaios de flow number e módulo dinâmico na avaliação da deformação permanente em misturas asfálticas com distintas porcentagens de areia Rossano S. Vieira

Mestrando - pesquisador - Universidade Federal de Santa Maria

Luciano P. Specht

Professor - pesquisador - Universidade Federal de Santa Maria

Uma das principais características de influência no comportamento dos revestimentos asfálticos é a distribuição granulométrica e a forma dos agregados. Quando se trata de misturas asfálticas tais variáveis interferem praticamente em todas as propriedades relevantes como a rigidez, durabilidade, deformação permanente e resistência à fadiga.

O objetivo geral deste estudo foi realizar uma inferência comparativa nos parâmetros de deformação permanente, avaliando o comportamento de quatro misturas asfálticas com distintas porcentagens de areia adicionadas, diante de ensaios de Flow Number (FN) e de módulo dinâmico. Nos resultados do Flow Number o acréscimo de 2% de areia não impactou expressivamente, porém para porcentagens acima de 3% de areia houve redução significativa na resistência à deformação permanente. Observou-se que a partir de percentuais acima de 4% a mistura é bastante comprometida frente ao afundamento de trilha de roda. Foi realizada uma inferência em relação à deformação permanente nas 4 misturas estudadas com base nos resultados experimentais do ensaio de módulo dinâmico. Para inferência à deformação permanente, utilizou-se a correlação |E*|.sen φ na temperatura de 54°C. Realizou-se uma comparação gráfica entre os resultados do ensaio de FN e da inferência |E*|/senφ, obtida através do ensaio de módulo dinâmico, demonstrando uma relação de crescimento linear dos valores, ou seja, quanto maiores os valores de |E*|/senφ e de FN, melhor o comportamento frente à deformação permanente e afundamento de trilho de roda, e em ambos os estudos os maiores valores ocorreram para as misturas sem adição de areia e os menores valores para as misturas com 6% de areia adicionada. De um modo geral, considerou-se um teor de areia limitado ao máximo de 3%, embora a não utilização de areia ainda se mostre a melhor opção frente ao afundamento de trilho de roda nos revestimentos.

1. INTRODUÇÃO O comportamento das misturas asfálticas a deformação

revestimento asfáltico. Uge e Van de Loo (1974) expõem que

permanente é um fenômeno bastante complexo, e é

misturas preparadas com agregados angulosos apresentam

intimamente influenciado pelas características dos agregados

afundamentos menores, e maior estabilidade quando

e pelo ligante utilizado. Segundo Jolivet e Mallot (2000),

comparadas com agregados arredondados.

este é um processo que transcorre de forma simultânea,

Sabendo que, para atender os limites da curva

envolvendo a deformação viscosa do ligante asfáltico e a

granulométrica IV B do Instituto do Asfalto norte americano,

deformação plástica do esqueleto mineral. Medina e Motta

e adotada pelo Departamento Autônomo de Estradas de

(2015), relatam que há grande influência do tipo de ligante

Rodagem (DAER) do estado do Rio Grande do Sul se faz

utilizado na massa asfáltica, mas é a granulometria do

muitas vezes necessário o uso da areia natural, de formato

agregado o fator que dita o desempenho da mistura no que

menos anguloso e mais arredondado no enquadramento

diz respeito as deformações permanentes.

granulométrico, e visto que, o problema de deformação

Sabe-se também que além da granulometria, a textura do agregado é crucial para o comportamento do

permanente de trilha de roda é corriqueiro nas estradas brasileiras (Nascimento 2008), e que os agregados utilizados

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

57

são elementos de elevada importância no comportamento das

em termos de deformação permanente são influenciados

misturas asfálticas é de grande interesse que se desenvolvam

principalmente pelas características dos agregados, na

pesquisas que explorem este tema, de tal modo que, com

parcela que envolve a deformação plástica do esqueleto

estes estudos, podem ser obtidos avanços no entendimento

mineral, e pelo ligante asfáltico utilizado, envolvendo a

do complexo processo que rege o comportamento das

deformação viscosa do mesmo, devido seu comportamento

misturas asfálticas.

viscoelástico (Jolivet & Mallot, 2000).

artigos

Desta forma, este estudo teve como objetivo realizar

Na literatura corrente, através de experimentos

uma inferência comparativa nos parâmetros de deformação

laboratoriais e experiências em campo, há um forte consenso

permanente, avaliando o comportamento de quatro misturas

de que os agregados possuem importância fundamental para

asfálticas com distintas porcentagens de areia adicionadas,

a obtenção de misturas de alto desempenho. Nestas misturas,

diante de ensaios de Flow Number (FN) e de módulo

as propriedades intrínsecas aos agregados estão diretamente

dinâmico.

ligadas ao desempenho do concreto asfáltico, tais como:

2.

DEFORMAÇÃO PERMANENTE A deformação permanente, também conhecida como

afundamento de trilha de roda (ATR), é um dos defeitos mais comuns encontrados nos pavimentos asfálticos. Ela pode

deformação permanente, fissuras por fadiga, durabilidade, permeabilidade e trabalhabilidade.

2.1 Influência dos agregados na resistência as deformações permanentes

ser definida como o acúmulo irrecuperável de pequenas quantidades de deformações, levando a uma distorção da

O afundamento de trilha de roda em misturas asfálticas

superfície do pavimento, resultante da aplicação de carga

acontece especialmente em faixas de temperaturas próximas

dos veículos. Esta distorção aparece tipicamente como

e acima de 60°C, como consequência da redução da rigidez

depressões longitudinais em trilhas de roda, geralmente

do ligante asfáltico. Com o ligante menos rígido e a mistura

acompanhadas de elevações laterais adjacentes ao trilho.

asfáltica herdando seu comportamento e, portanto, tornando-

Conforme a magnitude das cargas e a resistência das camadas que compõem o pavimento, a deformação

se também menos rígida, o esqueleto mineral passa a ser o principal agente responsável pela resistência o ATR.

permanente pode ocorrer no subleito, nas camadas de base,

A Federal Highway Administration (FHWA, 2002) cita

ou nas camadas asfálticas do revestimento. Este estudo trata

que os agregados respondem por 80% da responsabilidade de

apenas sobre a deformação permanente no que se refere

prevenir este tipo de defeito. Isso demonstra a importância da

aquelas advindas da camada de revestimento asfáltico.

utilização de bons agregados e de um esqueleto mineral bem

Yoder & Witczac (1975), Souza (1991) e Mohamoud & Bahia (2004), relatam que a deformação permanente é

dimensionado na mistura asfáltica.

Stakston (2002) estudou a influência da angularidade

causada pela combinação da densificação da massa asfáltica

dos agregados finos na estabilidade de misturas asfálticas.

e consequente redução de volume, e pela deformação

Sua conclusão foi que as propriedades dos agregados que

cisalhante da mesma.

mais influenciam o comportamento das misturas são a

Eisemann & Hilmer (1987), compartilham da mesma

granulometria e a angularidade.

opinião, também dividindo o processo em dois estágios

Conforme disserta Roberts et. al. (1996), a granulometria

distintos. Em um primeiro momento, as solicitações do

apresentada pelos agregados é considerada a sua propriedade

tráfego induzem a deformações irreversíveis abaixo dos

mais importante, pois afeta diretamente as principais

pneus, sem que haja a ocorrência de elevações laterais

propriedades das misturas asfálticas, entre elas: a rigidez, a

adjacentes, havendo dessa maneira, redução de volume e

estabilidade, a durabilidade, a permeabilidade, a resistência

indicando a ocorrência de densificação, e posteriormente,

a fadiga, o atrito e a resistência a umidade.

no segundo estágio, o decrescimento de volume abaixo

No que diz respeito ao afundamento de trilho de roda,

dos pneus passa a ser igual ao incremento de volume nas

a granulometria exerce importante influência na resistência

elevações laterais, indicando deformação causada por

as deformações. Misturas asfálticas compostas de diferentes

cisalhamento da massa asfáltica.

granulometrias, mas de similar composição mineralógica

Sabe-se também que os mecanismos que regem ambos os estágios do comportamento das misturas asfálticas

58 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

exibem comportamento significativamente diferentes a deformações permanentes (KANDHAL & MALLICK, 1999).

2.2

Influência da areia natural

Visto que para este estudo busca-se verificar a influência

investigaram o efeito dos agregados britados nas propriedades do revestimento asfáltico. Concluíram que misturas contendo agregados britados são mais resistentes ao ATR, e muito menos

de areia natural frente ao ATR, e que as distintas composições

suscetíveis aos efeitos da temperatura e do alto volume de vazios

mineralógicas utilizadas para a pesquisa apresentam textura

inicial quando comparadas a misturas dosadas com areia natural.

superficial díspares, se faz pertinente entender o possível efeito que está diferença poderá ocasionar no comportamento do concreto asfáltico.

2.3 Ensaio uniaxial de cargas repetidas – Flow number

Para uma boa resistência ao ATR, a textura superficial dos agregados e a angularidade se mostram extremamente

O ensaio uniaxial de carga repetida consiste no emprego

importantes. Partículas mais angulares exibem maior

de um carregamento cíclico de compressão em que se obtém a

intertravamento e atrito interno do que partículas arredondadas,

deformação permanente da amostra em função do número de

o que resulta em maior estabilidade mecânica. Tal fato indica

ciclos correspondentes. O método de ensaio prevê que, além da

que o contato entre as partículas de agregados também afeta o

aplicação da carga de 204kPa, as amostras possuam dimensões

comportamento das misturas asfálticas.

de 10 centímetros de diâmetro por 15 centímetros de altura, e

Diversos estudos dissertam acerca da influência das

as leituras de deformação acumulada ao final de cada período de

propriedades dos agregados no comportamento das misturas

repouso sejam feitas por no mínimo dois transdutores de medida

asfálticas. Roberts et. al. (1996) afirma que o aumento da

de deslocamento fixados na região central da superfície lateral

resistência ao cisalhamento da mistura asfáltica pode ser

das amostras, além disso a temperatura durante o ensaio deve

alcançado através do uso de agregados de qualidade, com

ser controlada em 60 ºC.

maiores tamanhos nominais máximos, angulares e com textura

O resultado do ensaio mostra-se através da curva de

rugosa, fatores estes que intensificam o contato entre as

deformação plástica vertical uniaxial em um plano deformação

partículas.

permanente acumulada por número de ciclos aplicados. Nesta

Kim et. al. (1992) relata que o tipo de agregado utilizado

curva a deformação permanente acumulada pode ser dividida

tem efeito direto na estabilidade da mistura e que o melhor

em três regiões distintas. Sendo elas: a zona primária, a zona

intertravamento na mistura a partir de partículas mais angulares,

secundária, e a zona terciária.

resulta em menores deformações permanentes.

Uge & Van de Loo (1974) reportaram que misturas

O ensaio uniaxial de carga repetida apresenta parâmetros interessantes no que diz respeito o estudo de deformações

preparadas com agregados angulosos (obtidos por britagem)

permanentes, entretanto, entre todas as análises que podem ser

apresentaram deformações permanentes menores e maior

feitas através da curva de deformação plástica vertical uniaxial,

estabilidade quando confrontadas com misturas de mesma

Witczak et. al. (2002) cita que o Flow number é o parâmetro

composição e granulometria, porém compostas por agregados

oriundo deste ensaio que melhor se relaciona com a deformação

arredondados. De acordo com os autores, misturas mais estáveis

permanente, apresentando correlações entre valores ensaiados e

foram feitas com agregados britados, enquanto que o uso de

valores obtidos em pistas testes, no relatório NCHRP 465.

agregados naturais resultou em misturas mais susceptíveis ao ATR. Segundo Roberts et al. (1996), misturas asfálticas com

O Flow number é definido como o número de ciclos em que se inicia a zona terciária. A passagem da zona secundária para a terciária é a evidência de que ocorreu a ruptura do corpo de

quantidades elevadas de areias naturais ou agregados não-

prova, sendo está caracterizada pelo início do cisalhamento a

britados possuem baixa estabilidade e são susceptíveis à grandes

volume constante. Nascimento (2008) recomenda para tráfego

afundamentos, visto que as areias naturais são frequentemente

médio um valor de FN @ 60°C (204 KPa) > 300 ciclos e para

arredondadas, e levam a uma perda geral de desempenho do

para tráfego pesado um FN @ 60°C (204 KPa) > 750 ciclos.

material asfáltico.

Brousseaud et. al. (1993) verificou que a redução da fração de areia natural implicava diretamente na redução da

2.4 Ensaio de Módulo Complexo em Compressão Uniaxial

deformação permanente, e que a utilização de agregado britado, ao invés de seixos naturais trazia uma melhora considerável a resistência ao afundamento de trilha de roda.

Além destes, Kalcheff & Tunnicliff (1982) também

Costuma-se entender o módulo complexo como um ensaio que apresenta resultados mais próximos das reais propriedades do material. A importância de se considerar

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

59

a influência da temperatura e de diferentes frequências de

permaneceu igual para todas as composições, de modo a mitigar

carregamento faz com que o módulo complexo venha a ser o

qualquer efeito que esta fração pudesse vir a influenciar.

principal ensaio para a melhor compreensão acerca da rigidez das misturas asfálticas.

De acordo com Fritzen (2016, p. 80): “O Módulo Complexo

de modo que fossem o mais similares possível, alterando-se somente a parcela fina do material, de tal sorte a conseguir

(E*) é definido como um número complexo que relaciona tensões

isolar o efeito da textura do agregado fino no comportamento

e deformações para materiais viscoelásticos sujeitos a um

referente as deformações permanentes das misturas asfálticas.

carregamento senoidal”. Segundo Medina e Motta (2015) a parte

artigos

Desta forma, todos os corpos de prova foram moldados

Em um primeiro momento, determinou-se a composição

real deste número complexo representa a componente elástica e

granulométrica dos agregados utilizados e procedeu-se com a

a imaginária representa a componente viscosa.

construção da composição da mistura granulométrica, de tal

O ensaio uniaxial de carga repetida para determinação

forma que esta obedece-se alguns parâmetros pressupostos,

do módulo complexo é, de acordo com Di Benedetto & Corté

como: enquadrar-se dentro dos limites da Faixa C do DNIT,

(2005), um ensaio homogêneo, que não requer nenhuma

dentro da Faixa B do DAER-RS, e não passar sobre a zona de

solução estrutural, não demandando assim nenhuma hipótese

restrição proposta pelo programa SUPERPAVE.

complementar, de modo que apresenta resultados mais similares a real propriedade dos materiais testados.

Conforme Nascimento (2008) a relação tensão-deformação

Com a composição granulométrica da mistura ajustada, separou-se os agregados em 10 frações distintas, além da areia natural. Posteriormente estes foram lavados e secos, com

durante o carregamento senoidal contínuo é definida por um

exceção do material passante na peneira #200. Após o material

número complexo chamado de Módulo Complexo (E*) e o

limpo, procedeu-se com os ensaios de densidade dos agregados

seu valor absoluto |E*| é definido como módulo dinâmico.

para em seguida fazermos uso da metodologia Marshall para

Se os níveis de deslocamentos medidos ficarem no domínio

verificação do teor de ligante de projeto.

das pequenas deformações, espera-se um comportamento

Devido a semelhança muito grande dos teores de ligante de

viscoelástico linear da mistura asfáltica. Além do módulo

projeto encontrados para as quatro diferentes misturas, resolveu-

complexo, pode-se inferir também sobre outro valor, conhecido

se fixar o teor de ligante, de modo que o volume de vazios então

por ângulo de fase (φ), este parâmetro está diretamente ligado as

exibisse uma pequena variação.

parcelas viscoelásticas solicitadas, e pode ser verificado através da defasagem entre o pico de tensão e o pico de deformação.

Com o teor de ligante fixado, moldou-se os 12 corpos de prova para o ensaio de Flow Number, estes com dimensões 10x15cm, e volume de vazios fixado em 7%±1%. Para os

3. METODOLOGIA Buscando contribuir na melhor compreensão acerca da influência da adição de areia natural nos revestimentos asfálticos, no que se refere os afundamentos de trilha de roda e o comportamento viscoelástico das misturas, o referente

ensaios de módulo de resiliência e resistência à tração (RT) foi utilizado as mesmas amostras moldadas para a dosagem Marshall. Após todas as moldagens concluídas foram executados os ensaios propostos e então obtidos os dados necessários para a análise.

estudo se propôs a moldar em laboratório 60 corpos de prova, distribuídos em 4 faixas de composição distintas. Nestas faixas, se alterou somente a parcela de agregados miúdos, permutando nelas frações de agregado britado por areia natural. A rigor,

3.1

Agregados minerais utilizados

Os agregados escolhidos para este estudo dividem-se

foram avaliadas as seguintes condições: uma primeira mistura,

em dois grupos, distintos em diversos fatores, entre eles a

onde 100% dos agregados miúdos foram constituídos de

composição mineralógica e o modo de obtenção. O primeiro

agregados britados; a segunda condição, em que foi permutado

deles, o qual representa a maior parcela dos agregados minerais

na fração fina 2% de agregados britados por areia natural,

utilizados, foi obtido através do processo de britagem de rocha

uma terceira condição, em que a troca correspondeu a 4%;

basáltica, encontrada na região geomorfológica da depressão

e uma quarta e última combinação, onde trocou-se 6% de

central do Rio Grande do Sul (BOEIRA 2014), e coletado

agregado britado por areia natural. Todas as trocas ocorreram

diretamente na unidade de produção do mesmo, com a pedreira

respectivamente na fração fina da mistura.

localizada na Rodovia BR 290, Km 30, no município de Santo

Para todas as faixas de composição granulométrica dosadas, foi utilizado o mesmo ligante asfáltico, sendo o CAP 50/70 o escolhido. Além disso, a parcela graúda do agregado 60 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Antônio da Patrulha – RS. O segundo grupo de agregados minerais diz respeito a areia utilizada no estudo. A areia é obtida de forma natural através

TABELA 1 - LIMITES DO MÉTODO BAILEY

de um processo de intemperismo físico e químico que incide sobre esta ao longo de milhares de anos, de tal forma que suas partículas apresentam superfície mais arredondada que os agregados britados. A areia foi adquirida na areia localizada na BR 392, Km 343, no município de Santa Maria - RS.

Conforme os dados do ajuste Bailey vistos na Tabela

Foram utilizados para a composição das misturas, as frações de agregado 3/4’’, 3/8’’, e pó de pedra para o material

1, pode-se perceber que as quatro distintas misturas se

britado, e a fração passante na peneira #4 da material areia.

assemelham fortemente no que se refere a granulometria dos

Na Figura 1, sem a utilização de escala, a fração retida na

agregados empregados, podendo assim precaver-se de que

peneira #80, em que se pode observar as diferente texturas e

a composição granulométrica não veio a exercer influência

angularidade de ambos os agregados, fato pressuposto para este

sobre os resultados encontrados durante a pesquisa.

estudo.

Figura 1 - Agregados retidos na peneira #80 utilizados no estudo

3.3 Dosagem Neste estudo, fez-se uso da metodologia Marshall para a dosagem da mistura, seguindo as diretrizes propostas na norma DNER - ME 043 (1995), que estabelece o procedimento para tal. Através de conhecimento prévio acerca do teor de ligante para os agregados utilizados, fixouse que a dosagem para cada uma das quatro misturas seria feita para três teores de ligante distintos, sendo eles: 4,5%, 5,0%, 5,5%.

Foram então moldados três corpos de prova, mais uma mistura não compactada, para cada um dos teores, em cada uma das misturas. De tal forma, foram moldados 36 corpos de prova de dimensões 100mm de diâmetro por 63,5mm de

3.2

Composições e Ajuste Bailey

altura, mais 12 misturas não compactadas para realização do ensaio de Rice.

Posteriormente, visto que as variações dos teores de

Com as quatro misturas distintas construídas, plotamos as curvas de composição granulométrica sobrepostas umas

projeto eram mínimas, tomou-se o teor de ligante como sendo

às outras, de maneira a melhor visualizar a semelhança

o teor médio entre cada uma das quatro misturas, de modo

entre elas (Figura 2). Além disso, visando também uma

que seu valor foi fixado em 4,85%.

Além dos corpos de prova utilizados para dosagem

melhor resistência as deformações permanentes da mistura, enquadrou-se dentro do possível todas as quatro misturas aos

Marshall, foram moldadas mais 12 amostras com teor de

critérios propostos pelo método Bailey, conforme pode ser

ligante de 4,85% e com dimensões de 10x15cm, além

visto na Tabela 1.

de volume de vazios fixado em 7%±0,5%, utilizadas para o ensaio de flow number. Também moldou-se outras 12

Figura 2 - Composição granulométrica das 4 misturas utilizadas

amostras com o mesmo teor de ligante e dimensões de 10x15cm, com o volume de vazios fixado em 5,5%±0,5% para os ensaios de módulo complexo.

4.

ANÁLISE DOS RESULTADOS Através dos resultados obtidos a partir da média dos

dois LVDTs, foi possível gerar as curvas de deformação por número de ciclos para cada uma das misturas estudadas.

A partir dos resultados de deformações, e fazendo uso do

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

61

método de Francken foi possível encontrar o ciclo de carga

módulo dinâmico, através das relações |E*|/senφ. Tenta-se

correspondente ao flow number, apresentado na Tabela 2

inferir sobre propriedades fora do domínio viscoelástico

para cada uma das amostras ensaiadas.

linear, o que teoricamente não é possível, mas dado a

Tabela 2 - RESULTADOS DE FN

relevância prática das correlações elas serão abordadas neste trabalho.

Para a análise da deformação permanente, onde, através da análise do gráfico, quanto maior o valor de E*/sen φ melhor é o desempenho da mistura frente à deformação permanente, avalia-se as frequências mais baixas, estas que estão associadas ao problemas de ATR.

artigos

Quanto à deformação permanente, a inferência pode ser validada, visto que se dispõe dos dados obtidos do ensaio de Flow Number (FN) apresentados anteriormente, que ranqueia as misturas quanto a resistência a este tipo de dano. É apresentada a inferência utilizando como Fazendo uso destes dados foi possível então construir a

base a temperatura de 54ºC. A análise para este tipo de

curva com os resultados de flow number em função dos teores de

dano é de que nas baixas frequências, quanto maior o

areia adicionados a parcela fina da mistura (Figura 3).

valor de |E*|/sen φ melhor o comportamento em relação à deformação permanente.

Figura 3 - Curva de resultados de FN

Para a temperatura de 54°C, conforme Figura 4, o resultado é coerente e corresponde a expectativa inicial, pois misturas com menores porcentagens de areia adicionadas deveriam apresentar maiores valores da relação |E*|/sen φ, o que leva a inferir que tal mistura é mais resistente à deformação permanente. Os maiores valores de |E*|/sen φ nas baixas frequências ocorreram para mistura convencional, sem adição de areia, como era esperado e também foi verificado nos ensaios de FN, ou seja, tal mistura possui um melhor comportamento frente

Assim, foi possível verificar que o flow number

à deformação permanente. Pode-se perceber então que

diminui à medida que há um aumento da quantidade de

a relação |E*|/sen φ permite fazer uma boa inferência e

areia natural na mistura. Percebe-se também que assim

serve como um indicativo de resistência ao dano, visto

como nos resultados de rigidez, o acréscimo de baixas

que apresenta uma similaridade quando comparada com

quantidades de areia, em torno de 2% da parcela fina da

os dados provenientes dos ensaios de FN. Observa-se que

mistura, não influencia significativamente na resistência

o valor de |E*|/sen φ cresce à medida que a resistência à

as deformações permanentes, permanecendo o valor de

deformação permanente medida no FN também aumenta,

FN muito próximo ao valor da mistura sem areia. Nota-

isso fica evidente no gráfico construído na Figura 5.

se também que no intervalo entre 2% e 4%, temos uma visível queda na resistência ao ATR, e que misturas com mais de 4% de areia na parcela fina proporcionam piora significativa no resultado.

4.1

Relação |E*|/sen φ

Com o objetivo de realizar inferências sobre o comportamento à deformação permanente através dos resultados do ensaio de módulo complexo, foram realizadas as correlações de variáveis de ângulo de fase e

62 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Figura 4 - Inferência à deformação permanente das misturas a 54ºC

Figura 5 - Relação E*/sen @54 ºC 0,01 Hz versus Flow Number

comparadas a misturas sem areia. Foi possível observar que

@ 60 ºC

a partir de percentuais de areia acima de 4% a mistura é extremamente comprometida frente ao afundamento de trilha de roda.

Considera-se por fim, frente aos resultados obtidos no transcorrer do estudo, um teor de areia limitado ao máximo de 3%, embora a não utilização de areia se mostre como a melhor opção frente as propriedades mecânicas e a resistência ao afundamento de trilha de roda nos revestimentos.

AGRADECIMENTOS 5. CONCLUSÕES Foi possível observar também a forte influência que um agregado de formato arredondado exerce nas propriedades

Os autores agradecem à FAPERGS, Capes e CNPQ pelas bolsas e à ANP/PETROBRAS pelo suporte financeiro que possibilitou a infraestrutura laboratorial, no âmbito da Rede Temática do Asfalto.

mecânicas das misturas asfálticas.

Pequenas adições de areia levaram a quedas significativas nos resultados de módulo de resiliência, principalmente para porcentagens maiores que 3% permutadas entre agregados britados e areia natural.

Conforme os dados obtidos foi possível verificar uma queda da ordem de 10% na rigidez das amostras quando comparada a mistura sem areia e a mistura com adição de 6% de areia, mostrando-nos o quão prejudicial é adicionar areia natural quando buscamos misturas de maior rigidez.

Para os ensaios de resistência a tração por compressão diametral constatou-se uma pequena melhora nos resultados, com a mistura de 6% de areia apresentando resultados com valores de 0,09 MPa superiores a mistura de referência sem areia. O comportamento a fadiga merece maiores estudos no que diz respeito a importância da areia natural nos resultados, visto que este é um dos problemas mais frequentes nos revestimentos asfálticos.

Por fim, com a realização do ensaio uniaxial de carga repetida e a obtenção do parâmetro flow number através da modelagem de Francken, mostrou-se evidente a atuação da areia natural no comportamento das misturas asfálticas frente as deformações permanentes e afundamento de trilha de roda. Assim como para os resultados de rigidez, o acréscimo de 2% de areia não impactou expressivamente nos resultados de flow number, entretanto porcentagens acima de 3% de areia mostram-se significativas na redução da resistência à deformação permanente. Quando os percentuais atingem 4% de adição, a taxa de decréscimo do número de ciclos para atingir a zona terciária e a ruptura por cisalhamento a volume constante aumenta rapidamente, levando as misturas com mais areia acrescida a deformarem-se precocemente quando

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Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

63

Levantamento visual contínuo informatizado (LVCI) pelo método da varredura – Comparação com outros métodos

Rafael C. Silva

D.Sc., Engenheiro Civil – ENGGEOTECH

Laura M. G. Motta

D.Sc., Professora Titular - COPPE/UFRJ

Kefren K. L. Vianna

artigos

Tecnólogo Ambiental - ENGGEOTECH

José G. S. Júnior

Engenheiro Civil – ENGGEOTECH/COPPE-UFRJ

Douglas P. Costa

M.Sc., Engenheiro Civil – ENGGEOTECH

O IPR/DNIT está em fase de implantação de um novo método de dimensionamento de pavimentos asfálticos, novos ou a serem restaurados, denominado MeDiNa. Neste método consideramse dois critérios de ruptura para o dimensionamento: os trincamentos e os afundamentos de trilha de roda. Estes defeitos devem ser medidos no campo de forma contínua.

Assim, é necessário modernizar as formas de levantamentos das condições dos pavimentos para fornecer dados de entrada para o método de dimensionamento e previsão de desempenho. O presente artigo apresenta um procedimento de levantamento da condição funcional dos pavimentos através do Levantamento Visual Contínuo Informatizado (LVCI) pelo Método da Varredura de defeitos. Procedimentos similares ao apresentado vêm sendo aplicado por empresas nacionais e internacionais e pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) em diversas rodovias. Entretanto, não há, em nível federal, uma Norma específica para realização e aplicação desse tipo de levantamento. O procedimento permite a avaliação de toda a área da superfície do pavimento através de um veículo instrumentado, permitindo maior eficiência do levantamento e redução da interferência com o tráfego. Todo o levantamento é registrado por filmagens para validação do levantamento realizado e diagnósticos das condições de superfície dos pavimentos. O histórico de filmagens também auxilia na previsão de desempenho dos pavimentos. Para demonstrar a aplicação dos resultados do procedimento LVCI foram realizadas análises comparativas com os métodos das Normas do DNIT em trechos de uma rodovia. Além da utilidade para elaboração de dados para estudos, projetos e gerência de pavimentos, destaca-se o uso de defeitos levantados para definição de segmentos homogêneos. A modernização do procedimento de LVC aumenta a precisão dos inventários de defeitos dos pavimentos considerando toda área da faixa de tráfego ao longo da extensão do trecho avaliado.

1. INTRODUÇÃO

Os métodos mecanístico-empíricos de dimensionamento e previsão de desempenho dos pavimentos asfálticos destacam dois parâmetros que definem o critério de ruptura dos pavimentos: o trincamento, medido por vários tipos de trinca, expresso como porcentagem de área trincada, e a ocorrência de afundamentos em trilhas de roda (ATR). O trincamento está relacionado com as deformações elásticas, medidas pela Viga Benkelman (VB) ou pelo Falling Weight Deflectometer (FWD). O ATR é oriundo das deformações plásticas ou permanentes que se manifestam no pavimento pela ação do tráfego e também é um critério de definição de vida útil estrutural e funcional de um pavimento, visto que, a partir de certo valor, pode interferir na condição de conforto e segurança do tráfego.

Os levantamentos dos defeitos nos pavimentos são realizados pelas normas do DNIT 005/2003-PRO, 006/2003PRO, 007/2003-PRO e 008/2003-PRO. No Estado de São Paulo o Departamento de Estradas de Rodagem (DER-SP) possui normatização para avaliação de pavimentos flexíveis e semi-rígidos por meio de levantamento visual contínuo de defeitos da superfície, IP-DE-P00/004 (DER-SP, 2006).

Entretanto, todos os procedimentos contemplam apenas um percentual da área do pavimento, sendo os levantamentos

64 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

realizados por uma equipe andando a pé pela rodovia,

estudos em escritório, que frequentemente precisam da

com uso de trenas e pranchetas de anotação. As Normas

visualização dos pavimentos para as definições das técnicas

006/2003-PRO e 008/2003-PRO consideram apenas a

mais adequadas de melhoria de suas condições.

ocorrência do defeito dentro da superfície de avaliação,

A materialização dos defeitos, qualificados e

desprezando sua área, extensão ou quantidade. Por exemplo,

quantificados, por meio da posição em relação aos marcos

dois segmentos com mesmo afundamento em trilha de

quilométricos (km) da rodovia e ao sistema de coordenadas

roda e diferentes percentuais de trincamento apresentarão

global, permite uma melhor interação com os bancos de

o mesmo Índice de Gravidade Global (IGG), mesmo que

dados que alimentam os métodos de dimensionamento

um dos segmentos apresente 100% da área das seções

mecanicistas e os Sistemas de Gerência de Pavimentos

de amostragem trincadas e outro apenas 5%, já que o

(SGPs). A metodologia proposta é muito útil para obter a

que se levanta é “tem ou não tem” trincas. Com o avanço

“radiografia” dos defeitos dos pavimentos, comprovados por

tecnológico, os levantamentos com uso da informática e

meio de vídeo registro, cujos resultados serão tratados para

instrumentação podem agregar maior valor às avaliações

obtenção da condição do pavimento (nível de deterioração)

funcionais dos pavimentos, visto que permitem que os

e sua relação com os critérios de falência dos pavimentos,

defeitos superficiais de toda área do pavimento possam ser

ensaios laboratoriais e modelos previsão de desempenho. O

qualificados e quantificados.

histórico de filmagens do pavimento (vídeos registro), em

A modernização do procedimento de LVC aumenta a

datas sucessivas, permite o desenvolvimento de equação

precisão do inventário de defeitos dos pavimentos, pois não

de previsão de desempenho e de funções de transferência.

são realizados por amostragem. Reis (2007) e Reis e Motta

Os resultados do levantamento proporcionam informações

(2008) apresentam as bases do sistema de LVC com vídeo

necessárias para: (i) elaboração de cálculo para definição de

registro, discutindo os elementos que deve apresentar e os

índice que determine a condição dos pavimentos; (ii) aferição

programas de análise de dados necessários. Mostram as

de modelos de previsão de desempenho dos pavimentos; (iii)

vantagens deste tipo de levantamento e faz comparação com

orientação dos estudos para função de transferência; e (iv)

as medidas convencionais de levantamentos pelos métodos

execução de estudos de dimensionamento de restauração dos

do DNIT em alguns trechos. Dez anos depois, muito já se

pavimentos.

evoluiu em termos de instrumentação e de captação de dados

A utilização do LVCI pelo Método da Varredura é

e de processamento neste campo. Esta nova concepção

muito adequada para complementar as metodologias

utilizada no presente trabalho, mostra esta evolução.

mecanístico-empírica de análises e dimensionamento de

O inventário completo da superfície dos pavimentos, com

reforços de pavimentos. Com a implantação do Método de

defeitos apresentados a cada 1 m de extensão ao longo da

Dimensionamento Nacional (MeDiNa), a padronização da

largura da faixa de rolamento, permite muitas possibilidades

determinação das áreas trincadas é essencial, visto que a

de apresentações e análises das condições funcionais dos

fadiga dos pavimentos é tratada como um dos critérios de

pavimentos. Os parâmetros obtidos são compatíveis com os

ruptura, sendo 30% de área trincada o indicador de final de

de entrada dos métodos de dimensionamento mecanicistas

vida útil. Os métodos mecanístico-empíricos proporcionam

e dos Sistemas de Gerência de Pavimentos (por exemplo, o

maior compreensão dos mecanismos que controlam o

SGP HDM-4). O Levantamento Visual Contínuo Informatizado

comportamento dos pavimentos, proporcionando maior

(LVCI) pelo Método da Varredura desenvolvido, e utilizado

probabilidade de soluções assertivas de manutenção e

neste trabalho, registra todos os defeitos da superfície do

restauração dessas estruturas.

pavimento.

Usando um veículo equipado com instrumentos, filmadora e um sistema de automação, aquisição e processamento de dados (SAPD) é possível realizar o

2. METODOLOGIA Buscando a modernização do processo de inventário

LVCI de toda a superfície da faixa de rolamento (método

dos defeitos dos pavimentos, o LVC deve ser realizado para

da varredura). Posteriormente ao levantamento, em outro

que todos os defeitos que se manifestam na superfície

sistema, ou pelo próprio SAPD, é possível visualizar os

do pavimento possam ser qualificados e quantificados ao

resultados (ocorrência dos defeitos) em sincronia com a

longo de cada faixa de tráfego de forma contínua (varredura

filmagem que foi realizada durante o levantamento. Ressalta-

completa da superfície do pavimento). Através de um veículo

se, ainda, a importância das imagens para elaboração de

munido de instrumentos e um sistema de automação,

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

65

artigos

aquisição e processamento de dados

de superfície desgastada, m2); panela

superfície para definição de intervenção

(SAPD) pode-se realizar o LVCI pelo

(quantidade, und); e remendo (área de

mais adequada no pavimento.

Método da Varredura. A instrumentação

superfície remendada, m2). O defeito

é composta por odômetro digital,

denominado quebra de borda não consta

apresenta todos os defeitos do pavimento

Global Position System (GPS), câmera

nas normas vigentes no país, porém faz

a cada 1 m, de forma que se pode

filmadora digital e computador. Como

parte dos dados de entrada do sistema

fazer qualquer cálculo, em áreas com

saída, pode-se ter, por exemplo, uma

de gerência de pavimentos HDM-4. Os

quaisquer dimensões (6 m x largura

planilha contendo as quantidades de

defeitos tapa buraco e bombeamento de

da faixa ou 20 m x largura da faixa,

todos os defeitos previstos na Norma

água também podem ser inclusos nos

etc.) posicionadas em qualquer estaca

DNIT 005/2003-TER em espaçamentos

levantamentos, visto que podem ajudar

da rodovia. Basta informar as estacas

pré-definidos, expressos em área,

no diagnóstico da condição funcional. O

desejadas e quais os comprimentos de

extensão ou unidade. As imagens

defeito tapa buraco tem probabilidade

ré e vante em relação à estaca, para que

dos pavimentos em sincronia com o

de evoluir para uma panela, em função

o software de processamento de dados

odômetro, planialtimetria e defeitos

do processo executivo que pode não

possa realizar os cálculos e apresentar

cadastrados podem ser visualizados

ter sido muito rigoroso se executado

os resultados. Comumente, os resultados

através de um sistema visualizador do

a nível emergencial. Em trechos com

da avaliação do estado da superfície dos

vídeo registro. O vídeo registro, além

bombeamento de água, qualquer

pavimentos são apresentados de forma

de “trazer” a rodovia para o escritório,

alternativa de intervenção no pavimento

contínua em segmentos com 20 m de

facilitando a elaboração de análises,

deverá contemplar um sistema de

extensão em uma planilha eletrônica,

também valida o LVC, pois demonstra

drenagem. Existem diversas publicações

em que cada linha corresponde a um

a legenda dos defeitos cadastrados

nacionais e internacionais sobre as

segmento de 20 m. As colunas da

em sincronia com as imagens e o

causas de defeitos nos pavimentos,

planilha eletrônica indicam os dados

caminhamento do veículo em planta

não sendo objeto de discussão no

da rodovia e os parâmetros levantados

e perfil. O esquema de montagem,

presente artigo. Entretanto, ressalta-se a

com suas quantidades. Entretanto, é

funcionamento e aplicação do método de

importância de um diagnóstico com visão

possível também apresentar os resultados

levantamento é apresentado na Figura 1.

mais ampla das prováveis causas que

conforme a necessidade de determinado

Na Figura 2, mostra-se um exemplo de

levaram ao aparecimento dos defeitos de

estudo ou programa de gerência.

apresentação dos resultados por sistema

Figura 1. Esquema de montagem, funcionamento e aplicação do método de levantamento

de visualização.

visual contínuo informatizado (LVCI) pelo método da varredura

Os defeitos de superfície são os danos ou deteriorações dos pavimentos asfálticos que podem ser identificados a olho nu e classificados segundo uma terminologia normatizada. Os defeitos, objeto do cadastro realizado pelo LVCI pelo Método da Varredura, são aqueles previstos na Norma DNIT 005/2003TER. Dos defeitos descritos na Norma, destacam-se as unidades de medição destes: trinca longitudinal (extensão, m); trinca transversal (quantidade, und); trincas classes 2 e 3 (área de superfície trincada, m2); afundamento localizado (quantidade, und); afundamento de trilha de roda (extensão, m); ondulação transversal (extensão, m); escorregamento (extensão, m); exsudação (extensão, m); desgaste (área

66 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

A planilha originada pelo SAPD

Figura 2. Exemplo de apresentação do LVCI pelo Método da Varredura com uso de vídeo registro e

na gerência de pavimentos e permite

indicação dos defeitos em sincronia com as imagens e plani-altimetria (Enggeotech, 2003a)

racionalizar a distribuição de recursos e a definição de prioridades na manutenção de rodovias. Dentre os parâmetros utilizados para este fim, o Índice de Gravidade Global (IGG) tem um papel importante devido a sua larga aplicação no cenário brasileiro por várias décadas.

Por vezes, o IGG é definido pela Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT), como critério de controle de qualidade dos pavimentos das rodovias federais concedidas.

O procedimento de avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis analisa o estado do pavimento mediante a contagem e classificação de ocorrências aparentes e da medida das deformações permanentes nas trilhas de roda (ou afundamento em trilhas de

O procedimento de inventário dos defeitos dos pavimentos LVCI pelo Método da Varredura, incluindo apresentação do Vídeo Registro, foi aplicado na malha rodoviária da Região Sul e Triângulo Mineiro do Estado de Minas Gerais para a Gerência de

Programa CREMA 2ª Etapa do DNIT (2009) e rodovias federais concedidas (2014 a 2018).

3. EXEMPLO DE APLICAÇÃO DOS RESULTADOS DO LEVANTAMENTO

que regulamenta esse procedimento é a DNIT 006/2003-PRO. As superfícies de avaliação por amostragem têm 6 m de extensão na direção longitudinal da rodovia. São posicionadas a cada 20 m na faixa de tráfego mais solicitada (faixa externa), no trecho de pista dupla,

Pavimentos do Departamento de Estradas de Rodagem de Minas Gerais (DER/

rodas ATR). No Brasil, a norma técnica

Para demonstrar a aplicação

ou, no trecho de pista simples, a cada

MG) entre os anos de 2003 e 2004,

dos resultados do procedimento de

20 m alternados em relação ao eixo da

perfazendo uma extensão total de 4.286

levantamento foram realizados cálculos

pista de rolamento (40 m em 40 m em

km (Enggeotech, 2003b). Nos anos de

para alguns levantamentos, incluindo

cada faixa de tráfego). Neste contexto,

2006 a 2008 o Departamento Nacional

estudos comparativos com as Normas

são avaliadas apenas 30% de toda a

de Infra-Estrutura de Transportes (DNIT)

existentes em trechos de pavimentos com

área do pavimento. Em cada superfície

realizou o inventário da superfície dos

diferentes níveis de degradação.

de avaliação, são levantados todos os defeitos, como trincas (com suas

pavimentos de toda malha rodoviária federal sob sua administração, em dois ciclos com extensão total de 49.324

3.1. Índice de Gravidade Global (IGG)

km, através do LVCI pelo Método da Varredura (Enggeotech, 2006). Os

Conforme destaca Bernucci et al.

diferentes configurações), afundamentos plásticos, ondulações, panelas, remendos superficiais e profundos, exsudação e desgaste. Conforme a norma DNIT

resultados do levantamento de todos os

(2008), o diagnóstico geral dos defeitos

006/2003-PRO, as deformações

defeitos da superfície dos pavimentos,

de superfície de pavimentos rodoviários

permanentes são medidas nas trilhas de

após tratamento, alimentaram o

é imprescindível para o estabelecimento

roda interna e externa, por uma treliça de

Sistema de Gerência de Pavimentos

da melhor solução de restauração ou

alumínio, padronizada, tendo 1,20m de

(SGP), que fornece ao DNIT parâmetros

aplicação de qualquer critério numérico

comprimento na base, dotada de régua

para elaboração de planos de ação

ou normativo para cálculo de reforços.

móvel instalada em seu ponto médio e

adequados à manutenção e restauração

A partir do levantamento dos defeitos,

que permite medir, em milímetros, as

das rodovias federais. Outras aplicações

a definição de um parâmetro indicador

flechas da trilha de roda. A partir do

do procedimento foram realizadas no

das condições de superfície auxilia

cadastro das ocorrências e medições de Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

67

ATR, pode-se calcular o Índice de Gravidade Global (IGG) por

que a quarta configuração (Figura 3d) se refere a uma

ponderação dos defeitos encontrados, que tem uma escala

varredura completa dos defeitos presentes nas faixas de

associada a um conceito qualitativo que estabelece o grau de

tráfego. Os valores de IGG obtidos para cada trecho e para

deterioração atingido.

cada configuração são apresentados na Tabela 2. A Figura 4

O Índice de Gravidade Global (IGG) é um parâmetro

apresenta uma análise gráfica dos resultados.

indicador das condições de superfície do pavimento. Para a determinação do IGG, são empregados os dados levantados

Figura 3. Configurações adotadas para cálculo do IGG por dados

na avaliação da superfície do pavimento, com a divisão

gerados por LVCI de segmentos rodoviários

de segmentos pré-definidos em análise prévia. A Tabela 1

artigos

apresenta os conceitos do IGG em função da faixa de valores, conforme estabelece a norma DNIT 006/2003 – PRO. Conforme discute Bernucci et al. (2008), a atribuição de um conceito para as faixas de IGG é útil para distinguir diferentes graus de deterioração dos segmentos de uma via, subdividindo-os em cinco classes (originalmente eram três).

Entretanto, o conceito não deve substituir a referência ao valor calculado, uma vez que segmentos de mesmo conceito geralmente apresentam valores de IGG distintos e, portanto, diferentes condições a serem consideradas em projetos de restauração, ainda mais considerando que a escala das classes tem intervalos bem distintos.

Tabela 1. Conceito do IGG por faixa de valores (DNIT 006/2003 - PRO)

Os resultados das análises mostram que, de modo geral, não ocorrem diferenças significativas quando o levantamento é realizado ou não de forma alternada. Esse comportamento fica evidenciado no gráfico da Figura 4, onde, em cada trecho, os dois tipos de pontos com menores valores são referentes aos métodos com estações de 6 m de extensão, enquanto os dois tipos de pontos A partir dos levantamentos por LVCI e medidas de ATR

com maiores valores ilustram os resultados dos cálculos

com uso de perfilômetros a laser, realizaram-se cálculos de

de IGG com estações de 20 m. Ao comparar o método da

IGG, com diferentes configurações (Figura 3) em relação a

norma com o método da varredura, verifica-se que, em

prevista em norma, em 9 trechos de uma rodovia, com 1 km

todos os trechos analisados, o IGG calculado pelo método

de extensão cada. Os trechos 1, 2, 4, 8 e 9 são segmentos

da varredura apresenta valores mais elevados do que

homogêneos com relação ao trincamento. Já os trechos

aqueles obtidos com base no método da norma. Portanto,

3, 5, 6 e 7 não são segmentos homogêneos. A primeira

as análises comparativas indicam que para qualquer tipo

configuração para o cálculo do IGG (Figura 3a) corresponde

de segmento, homogêneo ou não homogêneo, o método

àquela recomendada pela norma DNIT 006/2003-PRO:

da varredura fornece um cenário pior e, possivelmente,

estações de avaliação (áreas hachuradas da Figura 3) com

mais realista da condição da superfície do pavimento.

6 m de extensão, alternadas e espaçadas a cada 20 m. Na

Outra questão importante se refere ao conceito do IGG. Os

segunda configuração (Figura 3b), as estações não foram

valores obtidos podem ser subdivididos em faixas, às quais

alternadas. A terceira e quarta configurações (Figuras 3c

são atribuídos conceitos. No caso estudado, verificou-se

e 3d) são semelhantes, respectivamente, às primeira e

que, na maioria dos casos, apesar da variação dos valores

segunda (Figuras 3a e 3b), exceto pela extensão da estação

de IGG em função do tipo de configuração (Figura 3), os

de avaliação, que apresenta 20 m de extensão. Note-se

segmentos apresentam o mesmo conceito. Isso ocorreu

68 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

devido a ampla faixa de valores relacionada a cada

da Varredura foi elaborada análise comparativa entre os

conceito. Portanto, antes de qualquer tomada de decisão,

9 trechos de rodovia considerados no Item 3.1. Conforme

um bom diagnóstico dos defeitos com observações globais,

mencionado, os trechos 1, 2, 4, 5 e 7 são segmentos

e não apenas dos conceitos do IGG, deve ser considerado.

homogêneos com relação ao trincamento. Já os trechos 3,

Tabela 2. Valores de IGG obtidos para cada trecho e configuração

6, 8 e 9 não são segmentos homogêneos. As características de trincamento, determinadas em % de área trincada, obtidas pelos dois métodos são apresentadas na Figura 5. O gráfico da Figura 5 deixa nítido que, em todos os trechos, a porcentagem de área trincada determinada pelo LVCI é maior do que a área obtida pelo método DNIT 007/2003-PRO Figura 5. Análise comparativa entre o trincamento obtido pelos métodos DNIT 007/2003-PRO e LVCI pelo Método da Varredura nos trechos deste estudo

Figura 4. Representação gráfica dos IGGs obtidos para cada trecho e configuração deste estudo

3.3. Segmentação Homogênea 3.2. Área de Trincamento O conhecimento da área de trincas nos pavimentos

Pela forma de apresentação dos resultados do LVCI pelo Método da Varredura, estudos de definição de segmentos

asfálticos é importante para elaboração de diagnóstico,

homogêneos podem ser realizados pelo procedimento do

dimensionamento por métodos mecanicistas e alimentação

método das diferenças acumuladas da AASHTO (1993).

de SGPs. Para o novo método de dimensionamento MeDiNa,

A partir da aplicação do método nos resultados de

a área trincada a ser considerada deve ser levantada de

levantamentos de deflexões e trincamentos dos pavimentos

forma contínua em toda a extensão do pavimento, conforme

também é possível verificar correlações entre as condições

o procedimento do Manual da Rede Temática (2010) e

funcional e estrutural. Silva et al. (2016) apresentam um

norma ainda em fase de aprovação pelo DNIT. A calibração

exemplo de aplicação do método (Figura 6) nos trechos da

do método pela função de transferência estabelecida em

Via040. Apesar dos segmentos homogêneos determinados

Fritzen (2016) utilizou este critério e, portanto, a partir da

pela deflexão e trincamento serem coincidentes no caso

implantação deste método, a área trincada precisará ser

apresentado, os autores ressaltam que variações de

levantada assim.

coeficiente angular das curvas podem não ser coincidentes.

No Brasil, até o momento, a área de trincamento pode

Assim, utilizando o método da AASHTO (1993) com base

ser obtida pela Norma DNIT 007/2003-PRO. Nesta norma,

nos resultados de deflexão e do trincamento obtido pelo

no entanto, assim como nas demais normas de avaliação das

LVCI, pode-se definir melhor segmentos homogêneos de

condições de superfície dos pavimentos, a determinação da

uma rodovia. Dentro de um segmento homogêneo definido

existência de trincas é realizada de forma amostral. Com o

pela deflexão, como normalmente é executado pelo meio

objetivo de avaliar as diferenças entre os resultados obtidos

técnico, pode haver diferentes condições de superfície do

por levantamentos realizados de acordo com as diretrizes

pavimento. Nesse caso, é razoável que o segmento seja

dos métodos DNIT 007/2003-PRO e LVCI pelo Método

subdividido em mais de um trecho.

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

69

Figura 6. Segmentação homogênea pelo método das diferenças

A utilização do LVCI é vantajosa por permitir a

acumuladas (AASHTO, 1993) aplicado nos resultados obtidos

quantificação de todos os defeitos da superfície do

pelo LVCI pelo método da varredura no exemplo analisado

pavimento, sem necessidade de trabalhar por amostragem, podendo ser aplicado para determinações de parâmetros previstos em normas, métodos mecanístico-empíricos e SGPs, fornecendo um panorama mais consistente com a realidade da condição superficial dos pavimentos. Os resultados também podem ser utilizados para definição de segmentos homogêneos por mais de um critério.

artigos

AGRADECIMENTOS Agradecemos a oportunidade de aplicação do procedimento proposto nos trechos da Concessionária BR-040 S.A. (Via040) através do Recurso de Desenvolvimento Tecnológico (RDT) disponibilizado pela

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT).

O Instituto de Pesquisas Rodoviárias (IPR/DNIT) vem desenvolvendo e atualizando normas de pavimentação com apoio técnico do Laboratório de Pavimentação da Universidade Federal do Rio de Janeiro (COPPE/UFRJ). Com a proposição do novo método de dimensionamento, surge a necessidade de obtenção de dados com maiores precisões que aquelas possíveis pelos métodos propostos em algumas normas. O presente artigo refere-se à apresentação do procedimento de levantamento da condição funcional dos pavimentos pelo Levantamento Visual Contínuo Informatizado (LVCI) pelo Método da Varredura de defeitos dos pavimentos.

O procedimento permite a avaliação de toda a área da superfície do pavimento, através do caminhamento de um Laboratório Móvel, munido de instrumentos e um sistema de automação, aquisição e processamento de dados (SAPD). A instrumentação é composta por odômetro digital, Global Position System (GPS), câmera filmadora digital e computador. Pode-se gerar os dados conforme a Norma DNIT 005/2003-TER, ou em espaçamentos pré-definidos, expressos em área, extensão ou unidade. As imagens dos pavimentos em sincronia com o odômetro, planialtimetria e defeitos cadastrados podem ser visualizados em um sistema visualizador do vídeo registro.

O vídeo registro “traz” a rodovia para o escritório, facilitando a elaboração de análises e diagnósticos das condições de superfície dos pavimentos, e valida o LVC, mostrando a legenda dos defeitos cadastrados em sincronia com as imagens e o caminhamento do veículo em planta e perfil. O histórico de filmagens do pavimento também é útil para o desenvolvimento de modelo de previsão de desempenho dos pavimentos e proposições e ajustes de funções de transferência.

70 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Referências AASHTO. AASHTO guide for design of pavement structure. American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, USA, 1993.

BERNUCCI, L. B.; MOTTA, L. M. G.; CERATTI, J. A. P.; SOARES, J. B. Pavimentação Asfáltica – Formação Básica para Engenheiros. PETROBRAS: ABEDA, Rio de Janeiro/ RJ, 504 p., 2007.

DER/SP. IP-DE-P00/004 – Avaliação de pavimentos flexíveis e semirrígidos por meio de levantamento visual contínuo de defeitos da superfície. Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo, São Paulo, 2006.

DNIT 005/2003-TER. Defeitos nos pavimentos flexíveis e semirrígidos: terminologia.

Ministério dos Transportes, Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes DNIT, Rio de Janeiro, Instituto de Pesquisas Rodoviárias IPR, 2003.

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ENGGEOTECH. Serviços Técnicos Especializados de Levantamento Visual Contínuo de Defeitos (LVC), Lote B-2, Unidade de Federação: GO; DF; BA; SE; AL; PE; PB; RN; CE; PI; MA; PA e TO, realizado em dois ciclos com extensão total de 49.324,0 km. Ministério dos Transportes MT, Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes DNIT, Coordenação Geral de Planejamento e Programação de Investimentos CGPLAN, 2006.

FRITZEN, M. A. Desenvolvimento e validação de função de transferência para previsão de dano por fadiga em pavimentos asfálticos, 2016. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) Universidade Federal do Rio de Janeiro.

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REIS, C. A. R. Desenvolvimento de equipamento e método para levantamento visual contínuo com vídeo registro de defeitos de pavimentos rodoviários. Dissertação Mestrado (COPPE/ UFRJ), 2007.

SILVA, R. C.; SOUZA JR, J. G.; COSTA, D. P.; AMARAL, L. S.; ROMEIRO JUNIOR, C. L. S.; MUNIZ, D. D. Análises do Comportamento e Desempenho dos Pavimentos da Via040 - Brasília/DF a Juiz de Fora/MG. In: X Workshop RDT Recurso de Desenvolvimento Tecnológico nas Concessões Rodoviárias, 2016, Brasília.

O Rio Grande do Sul não pode Estudo da evolução da deformabilidade prescindir DAER elástica e da do rigidez de um pavimento reciclado com cimento Cylon Rosa Neto

artigos

Diretor da Bourscheid Engenharia, Presidente do Fórum de Infraestrutura e Vice-Presidente do SICEPOT.

William Fedrigo, Washington Peres Núñez, Matheus Ferreira Matuella, Thaís Radünz Kleinert, Lucas Marin Malabarba, Jorge Augusto Pereira Ceratti Laboratório de Pavimentação, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (LAPAV/UFRGS)

José Euclides da Silva Albuquerque, José Augusto de Oliveira

Departamento Estadual de Infraestrutura de Santa Catarina (DEINFRA-SC)

Essa pesquisa visou analisar a evolução da deformabilidade elástica e da rigidez de um pavimento reciclado com cimento. Um trecho experimental foi construído e monitorado por meio de levantamentos deflectométricos, que também foram utilizados para estimar a rigidez da camada reciclada. O trecho foi divido em segmentos com camadas recicladas de diferentes características (quantidades de cimento e de fresado, espessura e adição de agregados virgens). Houve melhora nos parâmetros de deformabilidade elástica e aumento da rigidez da camada reciclada ao longo do tempo, possivelmente devido ao contínuo processo de cura e às melhorias estruturais realizadas (aumento da espessura de revestimento). O aumento da espessura da camada reciclada não resultou em acréscimo de sua rigidez. Maiores valores de módulo foram observados quando da adição de agregados virgens e para maiores quantidades de cimento e fresado. De forma geral, os módulos estimados pelo método de Otte (1978) foram similares aos obtidos por retroanálise de bacias deflectométricas, mas esse superestimou os valores de módulo em certas situações. Destaca-se que as conclusões são iniciais e têm como base um número limitado de dados. O trecho continua sendo monitorado para que tais conclusões possam ser confirmadas ou questionadas.

1. INTRODUÇÃO

laboratório (Castañeda López et al., 2018), também é necessário conhecê-lo nas condições de campo.

Em parceria com o Departamento Estadual de Infraestrutura de Santa Catarina (DEINFRA-SC), foi

Os pavimentos asfálticos de muitos países desenvolvidos

construído um trecho experimental reciclado com cimento,

e em desenvolvimento estão chegando ao final de sua vida

visando identificar mecanismos de degradação e relacioná-

útil e necessitam ser restaurados. Devido à preocupação com

los com os dados obtidos em laboratório. Nesse artigo são

a escassez de recursos naturais, a reciclagem dos materiais

apresentados os resultados dos primeiros monitoramentos e

desses pavimentos está se tornando bastante comum. Dentre

analisadas as evoluções da deformabilidade do pavimento e

os diversos tipos existentes, a reciclagem profunda com

da rigidez da camada reciclada com cimento.

adição de cimento é usada no Brasil há algumas décadas, mas ainda existem lacunas acerca da técnica.

2. EXECUÇÃO DO TRECHO EXPERIMENTAL

Nesse contexto, o Laboratório de Pavimentação da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (LAPAV/UFRGS)

O trecho foi construído na rodovia SC-453, entre os

vem desenvolvendo uma ampla pesquisa sobre o tema,

km 53+000 e 53+900, próximo ao acesso para a cidade

visando principalmente auxiliar na dosagem dos materiais e

de Ibicaré, Santa Catarina. O pavimento era formado por

no dimensionamento racional da camada reciclada (Kleinert,

revestimento asfáltico (7 a 10 cm), base de brita graduada

2016; Fedrigo et al., 2017; Castañeda López et al., 2018;

(18 a 33 cm) e sub-base granular (36 cm), tendo sido

Fedrigo et al., 2018). Conhecer o comportamento à fadiga

construído sobre subleito argiloso. Para executar a reciclagem

é indispensável para o dimensionamento dessas camadas

do pavimento (03/11/2016), seguiu-se a experiência do

e, embora tal comportamento já tenha sido estudado em

DEINFRA-SC (2016). Após, aplicou-se tratamento superficial Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

71

simples (TSS) para cura e proteção da camada cimentada.

levantamentos a temperatura na superfície do pavimento

O revestimento em concreto asfáltico (CA) foi aplicado em

não foi medida. Entretanto, as temperaturas máximas

duas camadas, uma com 4,5 cm (19/11/2016) e outra

apresentadas na Tabela 5 variam apenas de 23 a 26 °C, não

com 5 cm (15/06/2017). As Tabelas 1 e 2 apresentam,

sendo esperada grande influência nas leituras.

artigos

respectivamente, as características das misturas recicladas

A Figura 1 apresenta as deflexões máximas médias

e as estruturas dos segmentos, além das siglas para

e o desvio padrão (barras de erro) para os levantamentos

identificação. A Tabela 3 apresenta os efeitos analisados

realizados. A soma dos dois valores é a deflexão característica

por meio de comparações dos diferentes segmentos. Os

(Dc), que pode ser comparada com a deflexão admissível

principais resultados do controle tecnológico da camada

(Dadm) para pavimentos flexíveis e semirrígidos (DNIT,

reciclada constam na Tabela 4.

1979). O número de operações do eixo padrão (N) para o

Tabela 1 - Descrição das misturas recicladas com cimento de cada segmento

final do período de projeto (ano de 2025) foi de 8,55x106 (SOTEPA, 2013).

Tabela 5 - Descrição dos levantamentos deflectométricos

Tabela 2 - Espessuras das camadas dos segmentos

Figura 1 - Deflexões máximas médias e características ao longo Tabela 3 - Possíveis comparações entre as camadas recicladas dos diferentes

dos levantamentos

segmentos

Tabela 4 - Principais resultados do controle tecnológico

Verificou-se que as maiores deflexões foram apresentadas pela camada logo após a reciclagem, devido a essa estar

3. LEVANTAMENTOS DEFLECTOMÉTRICOS

trabalhando essencialmente como uma camada granular, com baixo nível de cimentação. Após 7 dias de cura e com a aplicação de TSS, as deflexões se encontraram abaixo da

Foram realizados levantamentos deflectométricos com

Dadm para pavimentos flexíveis, mas acima da Dadm para

viga Benkelman, seguindo-se as recomendações do DNIT

pavimentos semirrígidos. Também se verificou uma redução

(1994; 2010). As datas, medidas realizadas e as condições

das deflexões após a aplicação da primeira camada asfáltica,

gerais de temperatura e precipitação (INMET, 2018) são

embora existam valores superiores à Dadm para pavimentos

apresentadas na Tabela 5. Destaca-se que as deflexões

semirrígidos. Após isso, observou-se que, possivelmente

não foram corrigidas pela temperatura, pois em alguns

devido ao efeito do tráfego, as deflexões aumentaram, 5

72 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

meses após a reciclagem. Essas voltaram a reduzir após a

elevar a rigidez da camada. Entretanto, não se deve descartar a

execução da segunda camada asfáltica, sendo essa redução

possibilidade de erros de precisão do aparelho utilizado.

bastante acentuada para os segmentos 4 e 5.

Todas as deflexões se apresentaram inferiores à Dadm para pavimento flexível, porém, apenas após a execução da segunda

Figura 3 - Bacias deflectométricas após a conclusão da restauração

camada asfáltica as deflexões se apresentaram inferiores à Dadm para pavimento semirrígido. Isso se dá por dois possíveis motivos: (a) o contínuo processo de cura da camada reciclada, tornando-a mais rígida ao longo do tempo, e; (b) o aumento da espessura do revestimento, elevando a capacidade estrutural do pavimento.

Analisando-se apenas a influência da camada reciclada, dois fatos podem ter contribuído para as deflexões dos segmentos 4 e 5 serem inferiores às dos demais, após a finalização da restauração do pavimento (aplicação da segunda camada asfáltica). Tais fatores são: (a) foi utilizado agregado virgem no segmento 4, o que pode ter aumentado a densidade e a

4. RIGIDEZ DA CAMADA RECICLADA COM CIMENTO

rigidez da camada reciclada, devido a uma possível melhoria na

Nas situações em que se dispunha dos valores de D0 e

granulometria, e; (b) no segmento 5, o teor de cimento aplicado

RC, seguiu-se o método descrito por Otte (1978) para obtenção

foi mais elevado, também elevando a rigidez.

do módulo da base por meio de análises mecanísticas. O autor

A Figura 2 apresenta os raios de curvatura (RC), para as

utilizou esse procedimento para auxiliar no desenvolvimento

situações em que foi medida D25. Verificou-se uma redução

do método de dimensionamento de camadas cimentadas da

do RC após 5 meses e um aumento após a execução da

República da África do Sul. O módulo é estimado graficamente,

segunda camada asfáltica (8 meses). Tais fatos corroboram

ao se analisar os resultados de D0 e RC obtidos por meio das

com as discussões tecidas acima acerca do comportamento do

análises mecanísticas juntamente com os obtidos em campo,

pavimento. Independentemente do período de avaliação, todos

conforme exemplo apresentado na Figura 4 para o levantamento

os segmentos apresentaram valores de RC superiores ao mínimo

realizado imediatamente após a reciclagem. As diversas

indicado pelo DNIT (1979), igual a 100 m.

condições analisadas constam na Tabela 6. Foi considerado um

Figura 2 - Raios de curvatura observados ao longo dos levantamentos

eixo simples de rodas duplas (20 kN em cada roda) e pressão de contato de 560 kPa. Figura 4- Módulos obtidos pelo método de Otte (1978) para a camada reciclada

A Figura 3 apresenta as bacias deflectométricas médias (duas leituras) obtidas após a aplicação da segunda camada

Tabela 6 - Módulos (em MPa) obtidos pelo método de Otte (1978)

de CA (conclusão da restauração). Todas apresentaram-se pouco arqueadas, comportamento típico de pavimentos semirrígidos. O segmento 4 apresentou as menores deflexões e a bacia com o menor arqueamento. Isso corrobora com os

Figura 4 - Determinação do módulo da camada de base por meio do método de Otte (1978)

comentários anteriores sobre a incorporação de agregado virgem

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

73

6 - Condições analisadas para utilização dos do método de Otte (1978) A Tabela Tabela 7 apresenta um resumo módulos obtidos

3 por possuírem, respectivamente, adição de agregado virgem

cimento e para a fundação (base remanescente + sub-base

e maior teor de cimento. Por tais motivos, o esperado seria que

+ subleito). De forma geral, verificou-se que os valores de

essas duas camadas apresentassem maior rigidez. Contudo, as

módulo reduziram após 5 meses da reciclagem e aumentam

três camadas apresentaram a mesma rigidez.

após a construção da segunda camada asfáltica. Essa

artigos

camadas recicladas dos segmentos 4 e 5 diferem do segmento

pelo método de Otte (1978) para a base reciclada com

A partir das bacias deflectométricas do último

evolução também é apresentada na Figura 5. Os módulos

levantamento, foram obtidos os módulos das camadas

logo após a reciclagem são semelhantes aos obtidos em

do pavimento por meio de retroanálises. A conversão das

laboratório por Castañeda López et al. (2018) para corpos de

deflexões medidas com viga Benkelman para aquelas de FWD

prova prismáticos de misturas com características similares

(Falling Weight Deflectometer) foi realizada utilizando-se a

testados em flexão aos 28 dias de cura. Contudo, os módulos

equação obtida por Pinto (1991). As espessuras constam

após 5 meses são inferiores e após 8 meses são bastante

na Tabela 2 e os parâmetros dos materiais na Tabela 8. Foi

superiores.

utilizado um raio de placa do FWD de 15 cm e uma carga de

Tabela 7 - Módulos (em MPa) obtidos pelo método de Otte (1978)

40 kN. Os resultados obtidos por meio da retroanálise são apresentados na Tabela 9.

Tabela 8 - Parâmetros utilizados nas retroanálises das bacias do último levantamento

Figura 5 - Módulos obtidos pelo método de Otte (1978) para a camada reciclada

Tabela 9 - Módulos (em MPa) obtidos por retroanálise para as camadas do pavimento

As mesmas tendências observadas para os resultados do método de Otte (1978) foram verificadas para as comparações entre as camadas recicladas dos segmentos 1a, 1b e 2. A camada reciclada do segmento 3 possui mais fresado que os anteriores, mas sua rigidez foi superior aos dois primeiros, o Apenas os módulos obtidos para o último levantamento

que vai contra as informações da literatura (redução da rigidez

representam as condições do pavimento finalizado

com aumento de fresado). A diferença entre os segmentos

(restauração completa), já que a estrutura não passará por

3 e 5 é que a camada reciclada do último possui maior teor

novas modificações. Desse modo, a seguir são realizadas

de cimento, por consequência, também apresentou maior

comparações entre os módulos das camadas recicladas dos

rigidez. Somente a adição de agregados virgens difere as

diferentes segmentos somente para essa situação, seguindo a

camadas recicladas dos segmentos 3 e 4, sendo que o último

Tabela 3.

apresentou maior rigidez. Destaca-se que os valores de

Os segmentos 1a e 1b são idênticos, mas a rigidez da

módulo das camadas recicladas dos segmentos 1b e 4 são

camada reciclada do segundo foi o dobro daquela do primeiro,

bastante superiores aos obtidos em laboratório por Castañeda

talvez pelo maior grau de compactação. A camada reciclada

López et al. (2018). Ainda, os erros quadráticos médios das

do segmento 2, que é mais espessa que a dos anteriores,

retroanálises foram baixos, com exceção para o segmento

apresentou rigidez inferior. A mistura reciclada do segmento

4. Isso e o elevado valor do módulo dessa camada reciclada

3 possui mais fresado que a dos segmentos 1a e 1b, fato que

podem indicar erros nas medidas das deflexões, como já

deveria reduzir sua rigidez, mas o inverso foi observado. As

comentado.

74 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

A Figura 6 apresenta a comparação dos módulos da

equipamento que não fornece uma confiabilidade tão elevada

camada reciclada obtidos pelo método de Otte (1978) e

(viga Benkelman). O trecho experimental objeto desse

por meio da retroanálise, ambos para o último levantamento

estudo continua sendo monitorado para que as conclusões

realizado. Verificou-se que o método de Otte (1978) resultou

apresentadas sejam confirmadas ou questionadas. Nos

em valores de módulo aproximados aos obtidos por meio de

próximos levantamentos, espera-se empregar equipamento

retroanálise para 4 dos 6 segmentos analisados. Contudo, a

que forneça dados mais confiáveis (como, por exemplo,

tendência é que o método superestime os valores de módulo.

FWD). Além disso, foram coletados materiais das camadas do pavimento do trecho experimental e esses estão em processo

Figura 6 - Módulos obtidos pelo método de Otte (1978) e por

de análise laboratorial para refinar as análises expostas

retroanálise

nesse trabalho, bem como as futuras análises, a partir de comparações dos comportamentos observados em campo e em laboratório.

AGRADECIMENTOS Os autores agradecem às equipes do LAPAV/UFRGS, do DEINFRA-SC e das empresas SOTEPA LTDA e Planaterrra Terraplenagem e Pavimentação LTDA. Os agradecimentos são estendidos ao CNPq e à CAPES pelas bolsas fornecidas.

4. CONCLUSÕES De forma geral, as seguintes conclusões podem ser inferidas a partir dos resultados apresentados nesse trabalho: •

Ao longo do tempo, houve uma melhora nos

parâmetros de deformabilidade elástica (deflexões e raio de curvatura) do pavimento do trecho experimental e um aumento da rigidez da camada reciclada com cimento. Tais fatos estão ligados ao contínuo processo de cura da camada reciclada com cimento e às melhorias estruturais realizadas no pavimento (aumento da espessura do revestimento asfáltico); •

O aumento da espessura da camada reciclada não

resultou em acréscimo na rigidez da mesma. Maiores valores de módulo foram observados quando da adição de agregados virgens e para maiores teores de cimento e porcentagens de fresado. Contudo, ainda existem dúvidas acerca de tais efeitos, já que alguns não se mostraram tão claros; •

Na maior parte das análises, o método de Otte

(1978) resultou em módulos similares aos obtidos por retroanálise de bacias deflectométricas. Contudo, tal método tende a superestimar os valores do módulo da camada reciclada com cimento em algumas situações.

Destaca-se que as análises e conclusões apresentadas nesse trabalho são iniciais e têm como base um número limitado de dados, que foram obtidos utilizando-se um

REFERÊNCIAS CASTAÑEDA LÓPEZ, M. A., FEDRIGO, W., KLEINERT, T. R., MATUELLA, M. F., NÚÑEZ, W. P., AND CERATTI, J. A. P. Flexural fatigue evaluation of cement-treated mixtures of reclaimed asphalt pavement and crushed aggregates, Construction and Building Materials, 158, pp. 320-325.

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Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

75

Avaliação das condições de visibilidade em faixas de travessias de pedestres em contorno urbano Eduardo Martinz Renz

Engenheiro Civil, mestrando - Universidade Federal de Santa Maria

artigos

Lucas Dotto Bueno

Engenheiro Civil, doutorando - Universidade Federal de Santa Maria

Deividi da Silva Pereira

Professor - pesquisador - Universidade Federal de Santa Maria

A sinalização viária é um dos principais componentes das condições de segurança das rodovias. Dispositivos de sinalização, quando em correto funcionamento, indicam, alertam e regulam o comportamento dos usuários da via.

Dentre estes dispositivos, destacam-se as travessias de pedestres, pontos cruciais onde a interação entre veículos e transeuntes é intensa. Frente ao crescente número de atropelamentos nos contornos de centros urbanos em todo o Brasil, este trabalho visa avaliar a condição de visibilidade das travessias de pedestres em duas rodovias que circundam o município de Santa Maria/RS. Foram realizadas avaliações quantitativas dos elementos de segurança horizontais e verticais, além da verificação da eficiência destes dispositivos conforme as normas vigentes em território nacional. Ademais, determinou-se a efetiva distância de visibilidade de alguns pontos de travessia em períodos noturnos. Os resultados constataram a precariedade das condições de sinalização nas travessias de pedestres nestas rodovias. Menos da metade dos pontos avaliados exibiu sinalização de advertência, sendo que, quando existentes, estes elementos não estavam de acordo com os valores mínimos de retrorrefletividade exigidos.

Além disso, em termos gerais, os valores de retrorrefletividade das linhas pintadas nas faixas de travessia de pedestres ficaram aquém do necessário para assegurar segurança em períodos sem incidência de luz, tanto para o pedestre quanto para os motoristas. Adicionalmente, o estudo da distância de visibilidade indicou que a presença de iluminação artificial sobre a travessia torna sua utilização relativamente segura, mesmo diante de baixos níveis de retrorrefletividade da sinalização.

Lucio Salles de Salles

Professor – pesquisador - Universidade Federal de São Carlos

Luciano Pivoto Specht

Professor - pesquisador - Universidade Federal de Santa Maria

Marina Frederich de Oliveira

Engenheira Civil, mestranda - Universidade de São Paulo

1. INTRODUÇÃO

Entre os elementos que compõem o sistema de transporte rodoviário, as travessias de pedestres assumem importância vital em zonas em que as rodovias circundam regiões urbanas, visto que estas são as áreas de maior interação do tráfego de veículos com pedestres. Desse modo, tais travessias, se projetadas e localizadas adequadamente, exercem duas funções essenciais: incentivar o pedestre a efetuar a travessia no espaço destinado a este fim e alertar o motorista sobre o local de passagem em nível de pedestres, sugerindo maior cuidado ao transitar neste trecho.

Durante o período noturno, ocorrem mudanças no campo de visão do motorista, alterando seu comportamento em comparação ao período diurno. Segundo Lee e Donnell (2007), em algumas situações, durante a noite, a única forma de visualizar a sinalização viária são os faróis do veículo. Desta maneira, é imprescindível que o sistema de sinalização seja constituído de materiais capazes de guiar o veículo com segurança através da via.

Segundo o Diagnóstico de Acidentalidade no Trânsito do Departamento Estadual de Trânsito do Rio Grande do Sul (DETRAN-RS, 2018), o número de vítimas fatais nas rodovias gaúchas em 2018, decorrentes de acidentes no período noturno, chega mais de 50% do total de registros. Mesmo que apenas um terço dos deslocamentos ocorra nestes horários, a periculosidade aumenta devido, entre outros

76 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

fatores, à falta de visibilidade dos usuários da via. Ocorreram

retrorrefletiva. Austin e Schultz (2006) afirmam que o

mais de 1.500 acidentes com vítimas fatais em 2017; deste

fenômeno de retrorrefletividade acontece quando as luzes

número, 20,3% foram atropelamentos. Além disso, de 1.741

dos faróis são refletidas nos dispositivos de sinalização,

vítimas do trânsito gaúcho no mesmo ano, 18,3% foram

retornando parcialmente aos olhos do motorista. Isto é

pedestres.

possível pela presença de microesferas de vidro colocadas

O Brasil registra em torno de 47 mil mortes no trânsito por ano, além das aproximadas 400 mil pessoas que ficam com algum tipo de limitação após sofrerem acidentes. O

na pintura horizontal ou películas especiais nas placas (sinalização vertical).

A retrorrefletividade é medida através do coeficiente

custo dessa epidemia ao país é de R$ 56 bilhões, segundo

de luminância retrorrefletida (RL), que é o quociente entre

levantamento do Observatório Nacional de Segurança

a iluminância e luminância. A luminância (L) é dada pela

Viária (ONSV, 2017). Com esse montante, seria possível a

relação entre a intensidade luminosa, em candelas (cd), e a

construção de 28 mil escolas ou 1,8 mil hospitais.

sua área em metros quadrados (m²); já a iluminância (E) é

Em face desta realidade, desenvolveu-se a presente pesquisa, com o intuito de avaliar as reais condições de segurança das travessias de pedestres em contornos urbanos

explicada como a quantidade de fluxo luminoso incidente em um elemento pela área deste, com unidade lux (lx).

A geometria do retrorrefletômetro de sinalização

no município de Santa Maria/RS, centrando as atenções

horizontal, equipamento empregado para mensurar a

sobre a capacidade de motoristas em visualizar a sinalização

retrorrefletividade, corresponde à distância em que os

viária e os pedestres nas travessias das faixas de segurança.

faróis estariam da pintura de demarcação. A simulação da referida distância é possível através de mudanças nos

2.

PARÂMENTROS E ELEMENTOS VIÁRIOS DE TRAVESSIAS DE PEDESTRES

ângulos de incidência da luz pelo equipamento. O aparelho, ao ser posicionado no elemento de sinalização, simula uma distância de 15 ou 30m, incidindo uma quantidade de luz e determinando o quanto retorna ao ponto de incidência

Ao trafegar pela via, o motorista é exposto a uma grande quantidade de informações visuais. Assim, é

simulado.

A norma brasileira que rege os métodos e critérios para

necessário selecionar quais delas são importantes, reagindo

a avaliação da retrorrefletividade da sinalização vertical é a

à informação detectada num período de tempo apropriado.

NBR 15426 (ABNT, 2013a). Já para a sinalização horizontal,

Para tal, a sinalização deve ser posicionada de maneira

a norma vigente é a NBR 14723 (ABNT, 2013b), que regula

eficiente e permanecer sempre em condições adequadas, a

o uso de um retrorrefletômetro com geometria de 15m.

fim de garantir capacidade de frenagem. Define-se, portanto,

Em outros países, como os europeus e os EUA, as medidas

uma distância mínima de visibilidade de parada, levando

de retrorrefletividade horizontal são dadas com o auxílio

em consideração a velocidade do veículo e o tempo que o

de equipamentos com geometria de 30m. Uma discussão

condutor leva para reagir à informação. O Conselho Nacional

mais completa acerca destas geometrias de medida da

de Trânsito (CONTRAN, 2007) adota alguns padrões de

retrorrefletividade horizontal se encontra em Salles et al.

distância mínima necessária para se efetuar desaceleração e/

(2015) e Renz (2018).

ou a manobra entre a sinalização e a situação sobre a qual ela adverte. Para vias urbanas, o órgão considera necessária uma distância mínima de desaceleração ou parada de 50m para veículos trafegando a uma velocidade menor do que 60km/h. Para velocidades entre 60 e 80km/h, a distância cresce para100m, aumentando para 150m nos casos de veículos trafegando acima de 80km/h.

Para que o tempo de reação do condutor e o período de desaceleração sejam respeitados adequadamente, a sinalização viária deve permitir a visualização fácil e inequívoca das mensagens que a compõe. Para que isso ocorra, mesmo em condições de baixa luminosidade, os elementos da sinalização devem ter significativa capacidade

2.1

Tipos de travessias de pedestres

Diferentes regulamentações definem condições distintas de travessias de pedestres entre os países. No Brasil, os moldes de aplicação de sinalização vertical e horizontal de faixas de travessia de pedestres são nacionalmente padronizados. Conforme a Resolução nº 160 (CONTRAN, 2004), a faixa de travessia de pedestres compreende dois tipos: a zebrada (FTP-1) e a paralela (FTP-2). Neste estudo, há ocorrência apenas do tipo de pintura zebrada,executadas conforme especificações do referido documento. CONTRAN (2004) afirma que a

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

77

faixa de pedestres deve ocupar toda a largura da pista,

equipamento de geometria igual a 30m, o que corresponde

acompanhada de uma linha de retenção (LRE), indicando

a valores mais rigorosos daqueles medidos no Brasil, que

ao condutor o local limite de parada do veículo. A LRE

exige geometria de 15m, conforme disposto em Salles et

deve estar posicionada a uma distância mínima de 1,60m

al. (2015) e Renz (2018).

da faixa.

artigos

Quanto à sinalização vertical complementar a

Já em relação ao continente europeu, o United Kingdom Department for Transport (2003), para

travessia, o referido manual indica o uso da placa A32-b,

exemplificar, regula quatro tipos de faixa de travessia de

com função de advertir o condutor do veículo sobre a

pedestres. Estas faixas são dimensionadas de acordo com o

existência da faixa de pedestres. Este dispositivo deve ser

fluxo de pedestres do local e são acompanhadas de outros

locado no lado direito do sentido da via, antecedendo em

dispositivos de sinalização. Na Europa, as marcas no

100m a faixa. Adicionalmente, deve-se posicionar outra

pavimento devem ter cor branca ou cinza clara, compostas

placa exatamente no local de demarcação da faixa.

por material retrorrefletivo. Pode haver dispositivos de

Ainda em relação às regulamentações nacionais, a

sinalização auxiliares como tachas, linhas em zigue-zague,

sinalização vertical deve observar parâmetros mínimos

Give Way Line (Retenção) e linhas de parada. Segundo a

de retrorrefletividade especificados pela NBR 14644

norma européia EN 1436 (EN, 2007), para sinalização

(ABNT, 2013c). Nos dispositivos de sinalização vertical

horizontal de cor branca, a retrorrefletividade RL deve

das rodovias estudadas neste trabalho, foi detectada

atender valor mínimo de 100mcd/lux/m², utilizando

a presença de película do tipo I, conhecida também

equipamento de medição com geometria de 30m.

como “grau engenharia” ou “grau técnico”, que possui

No continente europeu, a utilização de placas

valor de retrorrefletividade residual mínimo (50% da

de advertência aos motoristas é obrigatória no

retrorrefletividade inicial após sete anos) fixado em 25cd/

ponto de travessia e à distância de meio quarteirão

lux/m² para a cor amarela e 35cd/lux/m² para a cor branca.

(aproximadamente 50m) do ponto onde a faixa está

Para a sinalização horizontal, o Programa BR Legal

locada. A retrorrefletividade mínima das películas deve

(DNIT, 2013), indica uma retrorrefletividade residual,

ser de 70 e 50cd/m²/lux, para as cores branca e amarela,

independente do material especificado no projeto, de

respectivamente.

100 mcd/lux/m² para a cor branca e 80mcd/lux/m² para a cor amarela. Já nos projetos CREMA do DAER/RS, o valor mínimo adotado é de 130mcd/lux/m², para ambas as cores (DAER, 2013). Não há, nas normas nacionais,

3. METODOLOGIA

determinações expressas para a existência de iluminação artificial nos pontos de travessia de pedestres.

Nos EUA, o Departamento de Transportes do Estado de

A metodologia aplicada a este estudo foi baseada na

Virginia (VDOT, 2012), por exemplo, descreve o processo

observação das travessias de pedestres em dois trechos

de escolha dos dispositivos de acordo com uma tabela

de rodovias no contorno urbano da cidade de Santa Maria/

de correlação entre o tráfego médio diário, a velocidade

RS. As vias escolhidas são importantes para a região,

máxima permitida e o número de faixas da via. As normas

uma vez que ligam o centro da cidade à UFSM e à Base

americanas especificam valores de retrorrefletividade

Aérea de Santa Maria, além de proporcionar as principais

mínima para as películas em dispositivos de sinalização

ligações do município com a capital do estado. Foram

vertical. Segundo a D4956 (ASTM, 2013), para películas

realizadas avaliações quantitativas e de eficiência dos

de cor amarela e branca, a retrorrefletividade mínima deve

pontos de travessia, baseando-se nos requisitos dos órgãos

ser de 50cd/lux/m² e 70cd/lux/m², respectivamente.

reguladores.

Já para demarcações horizontais, não existem valores

As vias escolhidas (expostas na Figura 1) foram

em norma; porém, o departamento de rodovias federal

a RSC-287, no trecho entre o entroncamento com a

(FHWA, 2008) e alguns estudos norte-americanos, como

ERS-509 e BR-158, totalizando 7km, e a ERS-509, no

Deballion et al. (2008) e Hummert et al. (2011), fazem

trecho entre o entroncamento com a RSC-287 e BR-158,

recomendações de valores em torno de 80 a 120mcd/m²/

totalizando 9km. Os volumes diários médios unidirecionais

lux (dependendo da velocidade de operação da via). Vale

aproximam-se a 14.500 veículos, para o caso da ERS-

salientar que estes dados são referentes a medidas com

509, e 11.000 veículos na RSC-287.

78 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Figura 1 - Vista superior da RSC-287 e ERS-509 (Adaptado de GOOGLE EARTH, 2018)

Inicialmente, foi determinado o número de pontos com travessia de pedestres em cada uma das vias. Na ERS-509,

B)

foram identificados 17 pontos, enquanto que, na RSC-287, foram contabilizados 18 pontos. Estes locais são dotados de sinalização horizontal composta de marca longitudinal FTP-1 e faixa de travessia de pedestres do tipo zebrada (Figura 2a). Foi realizada caracterização de cada um dos trechos, indicando quais tipos de dispositivos de segurança acompanhavam as demarcações FTP-1.

Todos os 35 pontos de travessia de pedestres foram nomeados conforme a posição da travessia na respectiva via (contabilizadas no sentido bairro/centro). Por exemplo, a quinta faixa de travessia de pedestres da rodovia ERS-509 recebeu a nomenclatura de 509-05.

3.1

Avaliação de Eficiência

Em relação à avaliação quantitativa, baseando-se nas normas vigentes, foram determinados quatro itens de

Para avaliação de eficiência, os quatro itens

investigação em cada travessia. Dois referentes à sinalização

selecionados anteriormente foram avaliados de acordo

horizontal – faixa de travessia de pedestres e linha de

com sua retrorrefletividade. As avaliações foram realizadas

retenção – LRE (Figura 2a), e outros dois atinentes à

separadamente em dispositivos de sinalização horizontal

sinalização vertical, contemplando a existência ou não de

e vertical. Nas medições dos dispositivos de sinalização

placas de sinalização de advertência (Figura 2b) no ponto

horizontal, o equipamento utilizado foi um retrorrefletômetro

onde está alocada a faixa de travessia de pedestres, para os

de dupla geometria, capaz de realizar leituras tanto na

dois sentidos, e, por fim, a uma distância adequada do ponto

geometria de 15m, quanto de 30m. Os ângulos de incidência

onde a faixa está locada, também nos dois sentidos.

e observação são respectivamente 1,5º e 86,5º para geometria de 15 m, e de, 1,05º e 88,76º para geometria de

Figura 2 - Sinalização horizontal FTP-1 (a) e vertical (b) de

30m. Para as faixas de travessia de pedestres, a avaliação foi

indicação I-24 (em desuso) e de advertência A-32b. (CONTRAN,

conduzida em conformidade à norma brasileira NBR 14723

2007)

(ABNT, 2013b). Para avaliação das linhas de retenção (LRE), seguiu-se a mesma metodologia.

A)

Visando avaliar a qualidade dos dispositivos de sinalização vertical em termos de retrorrefletividade, utilizou-se o equipamento DELTA LIGHT & Optics 4000.

Este equipamento possui ângulos de observação de 0,2º, 0,5º e 1,0º, com ângulo de entrada de -4º, obedecendo à norma brasileira NBR15426 (ABNT, 2013a) e as normas americanas E1709 (ASTM, 2009), E2540 (ASTM, 2008) e E1809 (ASTM 2001). As avaliações foram realizadas

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

79

em todas as placas seguindo a norma NBR 14664 (ABNT,

horizontais em dois locais de travessia, (RSC-287-12 e

2013c).

RSC-287-18), isto é, havia placas de sinalização vertical indicando a travessia, mas o pavimento não apresentava as

3.2 Determinação da distância de visibilidade da faixa de travessia e do pedestre

pinturas horizontais características. Em relação às linhas de retenção, os únicos locais em que não foram encontrados esses elementos coincidiram com os dois pontos onde inexistiam as demarcações das faixas de travessia.

artigos

Para obter os valores de distância de visibilidade noturna

Já em relação à sinalização vertical da RSC-287, dos

da faixa de travessia e do próprio pedestre, foi utilizado

18 pontos de avaliação, 61,1% apresentaram pelo menos

um carro popular com luz baixa e uma trena. Tal avaliação

uma placa de advertência em alusão à faixa de travessia de

determinou a distância em que o motorista conseguia

pedestres. Destes pontos, seis locais apresentaram elemento

visualizar apropriadamente a faixa de segurança de travessia

único, ou seja, voltado apenas para um dos sentidos da via.

de pedestres. Também foi mensurada a distância na qual

Um ponto apresentou placas de advertência de travessia

o motorista conseguiu visualizar o pedestre posicionado no

voltadas aos dois sentidos; porém, este local não exibiu

início da travessia sobre as faixas demarcadas no pavimento.

sinalização de advertência a qualquer distância precedendo o

Ambos, o motorista e o pedestre, que conduziram os testes,

ponto de travessia. Quatro pontos de travessia apresentaram

eram do sexo masculino, com idades entre 20 e 25 anos e

sinalização de advertência voltada para os dois sentidos,

altura aproximada de 1,75m.

precedendo o ponto onde a travessia deve ser realizada;

Para esta avaliação, buscou-se considerar a pior situação

todavia, não exibiam nenhum tipo de sinalização vertical

de visibilidade do pedestre pelo motorista (condição em

no local de travessia. Sendo assim, nenhum dos 18 locais

que o pedestre usa vestimentas escuras). Foram escolhidos

destinados à travessia de pedestres na RSC-287 dispunha

4 pontos para obtenção de dados, com características

de todos os elementos de sinalização vertical exigidos pelos

distintas entre eles, avaliando um conjunto representativo das

órgãos regulamentadores.

diferentes condições de travessias de pedestres encontradas neste estudo. A saber: situação com sinalização horizontal nova e com pouca ou nenhuma iluminação artificial; sinalização nova com iluminação externa; ponto com sinalização horizontal considerada insatisfatória com ausência

4.1 Avaliação da retrorrefletividade dos elementos viários associados às travessias de pedestres

de iluminação externa; e, por último, sinalização insuficiente com iluminação artificial.

A sinalização horizontal da ERS-509, assim como representado na Figura 3, não mostra valores de

4

RESULTADOS E ANÁLISES

retrorrefletividade residual condizentes com o exigido, por exemplo, pelo Programa BR Legal do DNIT, de 100mcd/lx/

Em relação à sinalização horizontal da ERS-509, em

m². Constata-se que, apenas 23,5% do total de 17 pontos

todos os 17 pontos que foram identificados como locais de

medidos atende aos requisitos mínimos, com valores de

travessia de pedestres, as demarcações horizontais foram

retrorrefletividade em torno de 120mcd/lx/m². É possível

identificadas como do tipo zebrada, sem a presença de

encontrar valores menores do que 20mcd/lx/m², isto é,

linhas de retenção. Dos 17 pontos de avaliação, apenas

mais de 80% inferiores ao mínimo exigido. Tratando-se de

35% apresentavam sinalização vertical acompanhando

faixas de travessia de pedestres, a medição de valores desta

a horizontal. Destes, dois pontos exibiam elementos de

magnitude é incompatível com a necessária e esperada

sinalização vertical apenas onde a faixa de travessia está

condição de visibilidade por parte do motorista.

locada, voltada para os dois sentidos da via. Outros dois

Em relação à sinalização horizontal, é necessário

pontos apresentavam apenas sinalização de advertência antes

ressaltar que os valores exigidos nos EUA e Europa são

do ponto de travessia, voltada para os dois sentidos da via.

referentes a medidas com equipamentos de geometria de

Somente um local de travessia exibia todos os elementos de

30m. Segundo Salles et al. (2015) e Renz (2018), quando as

sinalização vertical exigidos pelos órgãos regulamentadores,

medições são realizadas com equipamentos desta geometria,

isto é, placas antes e na própria travessia de pedestres.

os valores relativos à qualidade da pintura de demarcação

Na RSC-287 foi constatada a falta de demarcações

80 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

viária tendem a cair em 50% do valor.

Figura 3 - Análise da retrorrefletividade da sinalização horizontal

poucos dias antes das avaliações de campo realizadas nesta

da ERS-509 com geometria de 15 metros.

pesquisa. No entanto, os demais pontos resultaram em valores de retrorrefletividade inferiores à metade do mínimo determinado. Os pontos de travessia identificados como 12 e 18 não apresentavam sinalização horizontal, já os pontos 10 e 11 exibiram valores de retrorrefletividade igual à zero.

Figura 4 - Análise da retrorrefletividade da sinalização horizontal da RSC-287 com geometria de 15 metros.

Tratando-se da sinalização vertical, além da escassez de placas de sinalização indicando a existência de travessias de pedestre, na ERS-509, os levantamentos mostraram que as placas existentes não apresentam a qualidade retrorrefletiva esperada a sua adequada visualização noturna por parte do motorista. A Tabela 1 exibe os valores de retrorrefletividade medidos.

Tabela 1 - Valores de retrorrefletividade da sinalização vertical da ERS-509

Em síntese, o segmento estudado na RSC-287, no que tange à sinalização horizontal, possui 33% de suas travessias (apenas aquelas que tiveram a demarcação reforçada) enquadradas na norma brasileira; entretanto, quando o valor mínimo de referência utilizado é o da norma americana e/ou europeia, esse valor cai para 28% dos pontos de avaliação.

Em termos de sinalização vertical, a precariedade dos valores de retrorrefletividade discutidos anteriormente para a ERS-509 é compartilhada pela RSC-287. A Tabela 2 apresenta os valores medidos nas placas encontradas.

Tabela 2 - Valores de retrorrefletividade da sinalização vertical da RSC-287

Infere-se, a partir dos dados expostos na Tabela 1, que apenas a placa do ponto 09-CB corresponde à especificação da ABNT (2013c) de retrorrefletividade mínima residual de 25cd/lx/m². Com exceção do ponto citado, percebe-se que, para a cor amarela, as outras placas atingem valores em torno de 5cd/lx/m² (cinco vezes menor que o requisito mínimo). Adicionalmente, o melhor valor medido para a cor branca foi de 1,8cd/lx/m², significativamente menor que o especificado em norma (35cd/lx/m²). Nos EUA e Europa, para a sinalização vertical, exige-se um valor mínimo de 50cd/lx/ m², para a cor amarela, e 70cd/lx/m² para a cor branca, o dobro dos valores exigidos no Brasil. Assim, os elementos de

Para a RSC-287, percebe-se a elevação dos valores de

sinalização vertical da rodovia em análise não atingiram os

retrorrefletividade residual em comparação com a ERS-509.

requisitos mínimos internacionais. Para a RSC-287, observa-

Apesar disso, apenas um dos dispositivos de sinalização

se na Figura 4 que, em termos de sinalização horizontal,

vertical atende as especificações de norma. Por outro lado, há

33,3% dos 18 pontos avaliados atingem valores até 3,5 vezes

aumento do número de placas com retrorrefletividade nula.

superiores ao mínimo exigido pelo órgão regulamentador. Isso

Além disso, constata-se que os pontos de retrorrefletividade

ocorre devido a uma revitalização destes pontos, ocorrida

nula se distribuem entre as distâncias de 0, 25, 50 e 100m,

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

81

ou seja, a sinalização vertical de advertência não cumpre sua

deficiente, porém com distintas condições de iluminação

função. Assim, analogamente à ERS-509, tem-se um cenário

externa.

de reduzida condição de visibilidade da sinalização nos entornos das travessias de pedestres.

4.2 Determinação da distância de visibilidade da faixa de travessia e do pedestre

Figura 5 - Determinação da distância de visibilidade nos pontos (a) 509-11 e (b) 509-09

Foram selecionados quatro pontos de travessia para

artigos

determinação de tal parâmetro. Dois deles locados na ERS-509 (um com pouca ou nenhuma iluminação artificial e outro bem iluminado, ambos com valores de retrorrefletividade abaixo do exigido pelos órgãos regulamentadores) e outros dois pontos na RSC-287 (um deles com pouca ou nenhuma iluminação e outro bem iluminado, ambos com valores de retrorrefletividade condizentes com os exigidos pelos órgãos regulamentadores nacionais). A Tabela 3 apresenta os resultados obtidos na avaliação.

Tabela 3 - Levantamentos de distância de visibilidade

Nas condições em que o estudo foi desenvolvido, a Tabela 3 mostra que os valores de distância de visibilidade dos pedestres são maiores do que os valores referentes às faixas de travessia, sendo assim, o pedestre é visualizado antes do que a faixa, não

4

CONSIDERAÇÕES FINAIS A avaliação dos casos expostos neste trabalho demonstra

importando a condição da retrorrefletividade da sinalização

o desempenho falho da sinalização vertical e horizontal das

horizontal. Fica evidente também a influência da iluminação

travessias de pedestres analisadas. Da totalidade dos casos

externa (artificial) sobre os valores de distância de visibilidade.

estudados (35 situações), nenhum deles atende plenamente

Para as travessias com pouca iluminação, o pedestre começa a

os quatro itens de investigação avaliados quantitativamente

ser observado apenas quando os primeiros focos de luz oriundos

em cada travessia, considerando tanto sinalização vertical

dos faróis do veículo o iluminam. Assim, em uma situação de

como horizontal, de acordo com as especificações brasileiras.

risco, a distância existente entre o veículo e o pedestre seria

A baixa qualidade dos dispositivos de sinalização

pequena. Locais como este podem ser considerados como pontos

horizontal e vertical, traduzida pela reduzida

de alto potencial para a ocorrência de atropelamentos, uma vez

retrorrefletividade, também ficou evidente. Do total

que para a velocidade operacional da via (60km/h), a distância

de 30 placas de sinalização vertical, apenas duas se

de parada é de 50m.

encontravam acima da retrorrefletividade mínima exigida.

Nas condições com boa iluminação, o pedestre é avistado

Para a sinalização horizontal, menos de 25% dos pontos

em distâncias consideradas seguras para o CONTRAN

medidos atingiu a retrorrefletividade mínima. Considerando,

(2007), independentemente da condição da sinalização

comparativamente, as recomendações nacionais e

horizontal. Cumpre observar, por fim, que mesmo com baixa

internacionais, os locais analisados apresentam um

retrorrefletividade da sinalização horizontal, a presença de

desempenho ainda mais alarmante, tendo em vista o maior

iluminação artificial sobre a travessia de pedestre permite sua

rigor das agências reguladoras no exterior.

visualização a distâncias seguras. A Figura 5 apresenta duas das condições analisadas, ambas com sinalização horizontal

82 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Portanto, além da limitação quantitativa, confirmouse também a precariedade em termos de capacidade de

visualização dos elementos de sinalização existentes nos períodos noturnos. Diante deste cenário, foi possível observar que a presença de iluminação artificial sobre a faixa de pedestre poderia compensar a ineficiência retrorrefletiva dos dispositivos de sinalização nas travessias, mitigando os riscos de possíveis atropelamentos.

Entende-se, portanto, que para as referências normativas avaliadas (brasileiras, americanas e europeias), a sinalização viária nas travessias de pedestres das rodovias analisadas se encontra em situação deficiente, quantitativa e qualitativamente. Assim, os resultados encontrados refletem as alarmantes condições de segurança viária as quais ficam expostos os pedestres e condutores de veículos, visto o elevado número de acidentes de trânsito em rodovias como estas estudadas. Atenta-se, portanto, a necessidade da correta implantação e manutenção das travessias de pedestres em rodovias, bem como a capacidade destes dispositivos se fazerem visíveis em períodos noturnos.

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Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

83

Comunicação Técnica

Adaptações em usinas de asfalto para reciclagem a quente ou morna de material fresado (RAP)

Karina Yuriko Suzuki Desenvolvimento Tecnológico – Grupo CCR Engelog

Kamilla L. Vasconcelos

Laboratório de Tecnologia de Pavimentação Departamento de Engenharia de Transportes – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

Sandra A. Margarido Bertollo

Desenvolvimento Tecnológico – Grupo CCR Engelog

Liedi Légi Bariani Bernucci

Laboratório de Tecnologia de Pavimentação Departamento de Engenharia de Transportes – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

Carls Yukio Suzuki

Planservi Engenharia Ltda.

1. INTRODUÇÃO A reciclagem, a quente ou morna, de uma mistura asfáltica é um processo em que o material fresado de pavimento asfáltico (RAP) é combinado com um novo cimento asfáltico de petróleo (CAP), e/ou Agente Rejuvenescedor (AR) e/ou agregados virgens, conforme necessários, para a produção de misturas asfálticas que A utilização de material fresado de pavimento asfáltico, também conhecido como RAP (do inglês, Reclaimed Asphalt Pavement), em misturas asfálticas recicladas, já tem comprovada os benefícios econômicos, ambientais e sociais na literatura internacional. A qualidade e o desempenho final da mistura reciclada dependerão do teor de RAP utilizado e principalmente, da maneira como o material será dosado e produzido. O objetivo do artigo é apresentar as principais adaptações em usinas de asfalto estacionárias, para a incorporação de diferentes proporções de material fresado no processo de usinagem de misturas asfálticas recicladas a quente ou mornas.

satisfaçam as especificações e normas do tipo de mistura produzida (Asphalt Institute, 1986). O teor de RAP na mistura dependerá dos limites máximos impostos por regulamentos, da homogeneidade do material fresado, da qualidade desejada na mistura final e da tecnologia de produção (Kerkhof, 2012).

A transferência de calor para o RAP durante o processo de usinagem pode ser por condução, convecção, ou de forma indireta. Por esse motivo, a umidade do material fresado é um fator importante, pois pode aumentar os custos com combustível para secagem e aquecimento, reduzir a taxa de produção da usina e aumentar as emissões atmosféricas.

Segundo a NAPA (1996), as áreas destacadas na Tabela 1 apresentam as temperaturas excessivamente altas dos agregados, as quais seriam necessárias para altos teores de RAP e de umidade, mas que na prática, dificilmente podem ser atingidas.

84 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Tabela 1: Temperatura necessária para aquecimento dos agregados.

2.

BENEFICIAMENTO DO RAP O gerenciamento do RAP consiste nas etapas de fresagem,

processamento, estocagem e controle de qualidade. O tamanho das partículas do material depende da velocidade de operação da fresadora, da rigidez da camada, do espaçamento e conservação dos dentes de corte do cilindro fresador.

Velocidade de avanço lenta ou rotação rápida do tambor irá gerar mais finos (Zaumanis et al, 2014).

O fracionamento do RAP é o processamento e a separação do material em pelo menos dois tamanhos, uma fração mais grossa e outra mais fina (Copeland, 2011). A Figura 1 exemplifica um processo de fracionamento do RAP com britagem, peneiramento e formação de pilhas.

Figura 1: Fracionamento do RAP.

Fonte: Adaptado de Risley,2010

O RAP tem a tendência de reter água e não drenar ao longo do tempo. Portanto, pilhas baixas, horizontais e planas estão sujeitas a um maior acúmulo de umidade do que as pilhas altas e cônicas. Além disso, não é recomendável cobrir Uma alternativa tecnológica que tem sido utilizada

a pilha de RAP com lonas ou plásticos. Em climas úmidos,

para a produção de misturas asfálticas em temperaturas

quando o RAP é coberto, a cobertura causa a condensação da

mais amenas é o asfalto morno (WMA – Warm Mix Asphalt),

água sob a lona, aumentando a umidade. Por esse motivo, o

desenvolvido com o intuito de diminuir a temperatura de

ideal é o armazenamento sob o teto de um prédio de laterais

usinagem em cerca de 30°C a 50°C (Motta, 2011). Assim

abertas, de modo que o ar livre possa passar sobre o RAP e o

sendo, a utilização de teores elevados de RAP pode ser

material esteja protegido da chuva (NAPA, 1996).

combinada com esta tecnologia e apresentar vantagens

Uma superfície de apoio com declividade para a parte

não só quanto ao consumo energético, como também

de trás da pilha auxilia a drenagem d’água para o fundo do

pela necessidade de superaquecer os agregados virgens

estoque e evita o acúmulo de umidade na parte da frente da

complementares da mistura final.

pilha onde poderá ser feito o carregamento do material para

Conforme aumenta-se o teor de RAP na mistura, deve-se avaliar a necessidade de adição de um agente rejuvenescedor,

os silos frios (Risley, 2010).

Outro aspecto que deve ser levado em consideração

afim de restaurar as propriedades do ligante envelhecido. O

é o grau de homogeneização do RAP. Os materiais

AR deve ser devidamente dosado e combinado tanto com o

fresados provenientes de um único projeto são tipicamente

ligante novo quanto com o ligante remanescente no RAP. A

consistentes em sua composição. Esses materiais são

adição do agente rejuvenescedor na usina pode ser realizada

frequentemente mantidos em pilhas separadas e utilizados

por bombeamento através de barras espargidoras durante

sem processamento adicional, além do peneiramento de

a trajetória do RAP na correia transportadora, ou ainda em

partículas maiores que 2 polegadas (West et al., 2013). Já os

sistema de dosagem de aditivo líquido.

materiais de RAP com diferentes procedências e composições Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

85

Comunicação Técnica

devem ser processados para criar um material homogêneo e

Nas usinas gravimétricas, para baixos teores de RAP,

apropriado para uso. Para obter um RAP consistente, uma

o método de transferência de calor ocorre por condução

mistura cuidadosa é necessária como parte da operação

por meio do superaquecimento dos agregados virgens

do processamento. Uma escavadeira ou equipamento

para aumentar a temperatura do RAP. Nestes casos, a

similar deve ser usado para misturar os materiais antes do

incorporação de RAP durante o processo de usinagem pode

peneiramento e a operação de britagem (West, 2015).

ser realizada de duas maneiras, introduzindo o material a ser

A caracterização do RAP é fundamental para a dosagem da mistura e um controle de qualidade. Para misturas com

reciclado diretamente no misturador ou na entrada inferior de um elevador, conforme abordado a seguir.

baixos teores de RAP, a granulometria e o teor de CAP podem ser suficientes. Já para misturas com altos teores, as

3.1.1 Misturador

propriedades dos agregados e do ligante também devem ser determinadas (Newcomb et al, 2007).

3. USINAGEM Uma mistura asfáltica reciclada a quente ou morna

O primeiro modelo de usina usado para produzir uma mistura asfáltica reciclada de alta qualidade foi desenvolvido em Maplewood, para o Departamento de Transportes de Minnesota (NAPA,1996). Este modelo ficou conhecido na

pode ser obtida em usinas de asfalto fixas (estacionárias) ou

literatura internacional como “Minnesota Method”, traduzido

móveis. A seguir, serão apresentadas as principais adaptações

aqui livremente para o “Método de Minnesota”, pois provou

especificamente para usinas fixas, visando a incorporação de

que misturas asfálticas de alta qualidade poderiam ser

material fresado no processo de usinagem. Tradicionalmente,

produzidas com material fresado.

para a produção de misturas asfálticas são empregados dois

Esta técnica consiste na passagem do RAP (frio e com

tipos de usinas de asfalto: gravimétricas e contínuas, ambas

baixo teor de umidade) pelo funil de pesagem como um

abordadas no presente artigo. As Figuras apresentadas a

material adicional, onde a troca de calor ocorre por condução

seguir limitam-se a ilustrar apenas as adaptações para a

com os materiais virgens superaquecidos na caixa de

inserção do RAP na linha de produção e não contemplam

pesagem e no misturador ao longo do ciclo de mistura a seco.

as questões relacionadas ao controle de emissões e demais

A adição de um funil de pesagem independente para

etapas necessárias ao processo (incorporação do ligante,

o RAP permite a redução do tempo da batelada. Quando a

retorno de finos etc).

troca de calor ocorre no misturador, o percentual de RAP em

3.1

Usinas Gravimétricas

As usinas gravimétricas são conhecidas por terem a produção da mistura asfáltica por bateladas devidamente controladas por pesagem. Os silos frios armazenam os agregados e por meio de uma correia transportadora migram para um tambor secador para secagem e aquecimento através da energia de um queimador.

usinas gravimétricas raramente ultrapassam 25-30%, pois quando a umidade do material varia entre 3 a 5% é difícil superaquecer os agregados devido a eficiência do secador. A Figura 2 ilustra a adição do RAP no misturador de uma usina gravimétrica.

Figura 2: Adição de RAP (frio e com baixo teor de umidade) no misturador de uma usina gravimétrica.

Após a extração da umidade, um elevador de caneca transporta os materiais para a parte superior de uma torre de pesagem. Um conjunto de telas vibratórias classifica as partículas na granulometria desejada que posteriormente são separadas nos silos quentes.

Os materiais são individualmente pesados em balanças de modo a garantir a correta proporção da mistura. O CAP é injetado no misturador para homogeneização e o tempo de mistura é controlado por um sistema automatizado. A mistura é armazenada em um silo quente ou descarregada diretamente no caminhão que será enviado para a obra. A produção deste tipo de planta é determinada pela capacidade de bateladas por hora.

86 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Fonte: Adaptado de Ammann, 2012

3.1.2 Elevador Uma outra adaptação em usinas gravimétricas é a entrada

Figura 4 ilustra a configuração de uma usina gravimétrica com secador externo específico para o pré-aquecimento do RAP.

do RAP (frio e com baixo teor de umidade) na entrada inferior de

Figura 4: Configuração de usina gravimétrica com secador

um elevador. O material fresado é misturado com os agregados

externo para pré-aquecimento do RAP.

virgens superaquecidos à medida que estes saem do secador.

Com esta configuração, o teor de RAP raramente ultrapassa 20%, pois no caminho até o elevador, o material fresado leva pouco tempo para ser aquecido. Além disso, o RAP necessita estar seco antes de passar sobre as telas, caso contrário, estas podem entupir (Banasiak, 2000) e causar a segregação da mistura. A Figura 3 apresenta a entrada do RAP na parte inferior do elevador de uma usina gravimétrica.

Figura 3: Entrada de RAP (frio e com baixo teor de umidade) na parte inferior do elevador de uma usina gravimétrica.

Fonte: Adaptado de Ammann, 2012 Usinas de última geração permitem a utilização de até 100% de RAP em usinas gravimétricas. O diferencial está no tambor secador do tipo contrafluxo que possui dupla inclinação para o centro, de forma que o material fresado não tenha contato direto com a chama do secador, conforme ilustra a Figura 5. A fase de aquecimento e secagem, o tambor gira, enquanto que a câmara de combustão é estática.

O RAP é aquecido pelo ar quente e é descarregado antes de entrar em contato com a chama, reduzindo assim as emissões e limitando o envelhecimento do ligante do RAP. Posteriormente, o material é conduzido para a balança e o misturador. O agente rejuvenescedor e o novo ligante, se

Fonte: Adaptado de Ammann, 2012

3.1.3 Secador externo

houver, são adicionados e misturados com o RAP. Figura 5: Tambor para 100% de RAP.

Visando aumentar o teor de RAP na mistura para acima de 25%, um novo secador especialmente para o material fresado pode ser adicionado ao processo. Uma técnica amplamente utilizada na Europa Ocidental na década de 90 foi a incorporação de um secador externo de fluxo paralelo. O RAP é aquecido por convecção gerando gases que contém vapor e hidrocarbonetos.

Fonte: Adaptado de Zaumanis et al, 2014

Esses gases são emitidos para o primeiro secador de agregados virgens, onde os hidrocarbonetos são reaproveitados na área de combustão deste secador.

3.2 Usinas Contínuas

O RAP aquecido é conduzido para um silo quente de

As usinas contínuas, como o próprio nome sugere, têm a

armazenamento que tem seu próprio sistema de pesagem

produção da mistura asfáltica de maneira ininterrupta, onde a

e posteriormente encaminhado ao misturador. Com esta

pesagem dos agregados é feita de forma individual. As correias

configuração, o percentual de RAP é limitado sobretudo pela

possuem um dispositivo eletrônico que faz a pesagem dos

capacidade do queimador no primeiro secador de agregados

materiais e a regulagem das quantidades automaticamente.

virgens em receber os gases provenientes do segundo secador

Os agregados são encaminhados para um tambor ligeiramente

de RAP, sendo possível alcançar até 60% de RAP na mistura. A

inclinado, que pode ser do tipo paralelo ou contrafluxo do sentido

Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

87

da chama de queimador, para a secagem e aquecimento dos

Figura 7: Adição de RAP via anel em tambor misturador de

agregados. O CAP é então adicionado e a homogeneização da

contrafluxo.

mistura pode ser feita no próprio tambor misturador (drum-

Comunicação Técnica

mixer), ou em um misturador externo contínuo. A seguir serão apresentadas as diversas maneiras de incorporar o RAP ao processo de usinagem em usinas contínuas.

3.2.1 Fluxo paralelo Em usinas volumétricas com tambor misturador do tipo de fluxo paralelo, os agregados entram na mesma extremidade em que se encontra o queimador. Desta forma, os agregados são secos e aquecidos pelos gases de exaustão do queimador que

Fonte: Adaptado de Risley, 2010

fluem no mesmo sentido. A configuração para a adição de RAP é através de um anel no centro do tambor, onde o RAP é aquecido principalmente por convecção. Segundo a NAPA (1996), em

3.2.3 Tambor Duplo

relação à transferência de calor, é possível atingir percentuais de até 70% de RAP. No entanto, para Kandhal & Mallick (1997),

Há ainda a opção de adicionar o RAP num tambor duplo, em

este teor é limitado para um valor máximo de 50% em usinas

um compartimento entre o secador e o misturador. O processo

volumétricas. A Figura 6 ilustra a configuração de entrada de

consiste na secagem dos agregados virgens em um secador de

RAP via anel em um tambor misturador do tipo de fluxo paralelo.

contrafluxo, que posteriormente são descarregados por lâminas

Figura 6: Entrada de RAP via anel intermediário em um tambor misturador de fluxo paralelo.

fixadas na parte externa do secador para um leito localizado entre o invólucro de secagem rotativo e o invólucro do misturador externo fixo.

O RAP é então misturado com os agregados virgens, com o CAP, os finos e outros aditivos, ganhando calor também no revestimento metálico quente do secador na área de combustão. Um alto percentual de RAP pode ser alcançado pois este tem um maior tempo de contato com os agregados virgens na proximidade mais quente da superfície externa do tambor secador. No entanto, o teor de material fresado pode ser

Fonte: Adaptado de Risley, 2010 3.2.2 Contrafluxo Em usinas volumétricas com tambor do tipo contrafluxo,

limitado pelo espaço e tempo disponível para a homogeneização da mistura dentro do compartimento. A Figura 8 ilustra a configuração da entrada de RAP em um tambor duplo.

Figura 8: Entrada de RAP em um tambor duplo.

os agregados são inseridos na extremidade superior oposta ao do queimador e fluem em sentido contrário aos gases. O RAP pode ser incorporado num anel localizado no último terço do tambor, sem que tenha contato direto com as chamas do queimador. Neste caso, os agregados virgens são aquecidos por convecção com os gases quentes, enquanto o RAP é aquecido por condução com os agregados virgens superaquecidos.

Normalmente, este tipo de usina pode processar misturas com até 50% de RAP, com pouco ou nenhum efeito observado sobre as emissões (EPA, 2004). A Figura 7 ilustra a adição de RAP via anel em tambor misturador do tipo contrafluxo após a área de combustão dos gases.

88 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Fonte: Adaptado de Risley, 2010

3.2.4 Misturador Contínuo

Neto (2000) relata que, após 14 anos de serviço, o desempenho do pavimento encontrava-se excelente e propôs, em sua

Uma possível adição de RAP na mistura pode ser feita através de um misturador externo contínuo ao secador do tipo contrafluxo. O teor de RAP na mistura é limitado dependendo

dissertação de mestrado, um método de dosagem de misturas recicladas a quente.

Gennesseaux (2015) aponta que as misturas asfálticas

da dimensão do misturador que irá afetar o tempo de

recicladas na técnica morna, com altos teores de RAP, ou

homogeneização da mistura entre o RAP (frio e com baixo

combinando ambas as técnicas, atendem aos níveis de

teor de umidade) e os agregados virgens quentes e secos. A

durabilidade requeridos pelas normas. No entanto, ressalta que é

Figura 9 ilustra a configuração da entrada de RAP em um

necessário o uso de usinas adaptadas que prevejam a entrada do

misturador contínuo ao secador de contrafluxo.

material longe da chama do secador.

Figura 9: Configuração da entrada de RAP em um misturador contínuo ao secador de contrafluxo.

5. CONCLUSÃO A reciclagem a quente ou morna de misturas asfálticas já é uma técnica bastante difundida nos países desenvolvidos, porém ainda pouco explorada no Brasil. Um dos métodos adotados para aquecer e dar trabalhabilidade ao RAP é utilizar o excesso de calor proveniente do superaquecimento dos agregados virgens. Assim sendo, é necessário controlar a temperatura de usinagem para que não ocorra o risco de queima e oxidação do ligante remanescente.

Fonte: Adaptado de Ammann, 2012

Dentro deste contexto, tem sido analisado e pesquisado em função do tipo de usina, do teor de RAP utilizado e o volume total produzido, o melhor local para se introduzir o

Em usinas contínuas adaptadas para produzir misturas 100% recicladas, a diferença não está no processo de secagem e aquecimento do material, mas no controle de emissão de

RAP na linha de produção da mistura reciclada tanto morna, como totalmente a quente.

A incorporação de RAP em misturas asfálticas recicladas

poluentes. Segundo Frank (2014), o ligante asfáltico não é

pode ser realizada tanto em usinas gravimétricas, quanto

queimado ou prejudicado. Para o controle de emissões, um

em usinas contínuas. Em usinas gravimétricas, para baixos

dispositivo de multi-estágios remove as partículas no ar e um

teores de RAP, o material pode ser introduzido diretamente

filtro final remove a “fumaça azul” (termo dado em inglês como

no misturador ou na parte inferior do elevador. Já nas

blue smoke). Além disso, para uma mistura final de qualidade,

usinas contínuas, o RAP pode ser introduzido em tambores

é necessário um maior fracionamento das pilhas de fresado e

secadores do tipo paralelo, contrafluxo (via anel ou tambor

consistência dos materiais.

duplo), ou ainda em um misturador contínuo ao secador.

Tanto nas usinas gravimétricas, quanto volumétricas, a

4.

ADAPTAÇÕES DE USINAS NO BRASIL No Brasil, existem poucos casos relatados na literatura de

aplicação de misturas asfálticas recicladas a quente/morna.

Isso deve-se ao fato da falta de exigência por parte dos órgãos governamentais por materiais reciclados, e ainda por falta de conscientização dos impactos ambientais causados por obtenção de agregados e ligantes asfálticos novos.

Uma das primeiras experiências de reciclagens de material fresado no país ocorreu em 1986, quando a DERSA (Desenvolvimento Rodoviário S/A) aplicou no recapeamento da Rodovia Anhanguera uma mistura asfáltica reciclada com 50% de RAP, produzida em uma usina do tipo drum-mixer. Castro

utilização de altos teores de RAP na mistura final requer um aquecimento do material de modo a evitar o contato direto da chama do queimador com o ligante presente no RAP. Em vista disso, o teor de RAP será função do tempo e da forma de exposição ao calor durante todo o processo de usinagem da nova mistura. A usina deve estar preparada e adaptada para garantir o aquecimento e homogeneização entre os materiais reciclados, virgens e possíveis aditivos químicos.

A incorporação do RAP em misturas asfálticas recicladas não está limitada apenas ao tipo de usina. O material fresado requer alguns cuidados em sua gestão que vão desde o momento da operação da fresagem, o seu beneficiamento, Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

89

fracionamento, estocagem, monitoramento das pilhas, controle de granulometria e principalmente de umidade, até a fase de usinagem.

Por fim, recomenda-se o estudo da viabilidade de

Comunicação Técnica

utilização de material fresado em misturas asfálticas, sobretudo em programas de manutenção de rodovias que dispõe da previsão do volume de material fresado a ser gerado, do mapeamento das usinas de asfalto, das distâncias de transporte de materiais e dos custos dos insumos de produção e aplicação de misturas asfálticas. Com uma boa gestão do processo de geração do RAP é possível garantir uma pavimentação cada vez mais sustentável.

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90 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

Quando iniciou suas atividades em 1938, o DAER tinha

fortes, algumas com mais 20% de inclinação, impedindo o

uma missão específica e urgente: dotar o RS de uma rede

tráfego por semanas. A conservação era desperdício de esforços

rodoviária que garantisse trafegabilidade. A solução imediata foi

e investimento: qualquer chuva um pouco mais forte carregava o

aproveitar as estradas existentes, corrigindo suas deficiências e

material depositado, tornando-a intransitável.

permitindo o tráfego em qualquer época do ano.

No entanto, havia rodovias cujo aproveitamento e retificação

Concluídos estudos e feito o projeto, a licitação ocorreu em maio de 1941. Em outubro do mesmo ano foram iniciadas

seriam antieconômicos. Era preciso construir novas estradas.

as obras, pela construtora Dahne Conceição e Cia. A obra

A ligação entre Porto Alegre e São Francisco de Paula era um

foi paralisada em 1945. Daí em diante, várias empreiteiras

desses casos. De Taquara a São Francisco de Paula a antiga

assumiram a terraplenagem e o DAER fazia a consolidação

estrada, com leito de pedras, subia a Serra com rampas muito

através de sua seção especializada.

Corte de 18m de altura em trecho da estrada.

Resgate Histórico

ERS 020

Ao fundo o Morro Alto, com o traçado da estrada a meia encosta.

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A ponte sobre o Rio dos Sinos foi concluída em 1950.

Com 93 metros de extensão, com um arco central de 45 metros de vão. A obra facilitou enormemente a travessia, até

Resgate Histórico

então feita por balsa com capacidade para dois veículos.

Início da subida do Morro Alto.

Na metade da década de 50 o DAER iniciou a pavimentação A Ponte sobre o rio dos Sinos, hoje.

da RS 020, que foi totalmente concluída em 1962. Aponte seu celular para o QR code da página e acesse uma página especial da REVISTA ESTRADAS com o filme da obra de pavimentação e mais imagens e informações sobre esta estrada.

A atual ERS-020 passou por obras de recuperação em 1995 e atualmente estão sendo pavimentados três quilômetros entre Cambará do Sul e São José dos Ausentes e a obras de recuperação e ampliação da capacidade da ponte sobre o Rio dos Sinos.

Foto 6. Construção da ponte sobre o rio dos Sinos.

No quilômetro 32, no Morro Grande, foram empregadas as capacidades técnicas máximas do projeto.

Desse ponto até o km 34,5, situado a mais de mil metros de altitude há somente uma curva com raio de 60 m e duas rampas de pequena extensão, com 7%.

Obra na encosta do Morro Alto.

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Fotos: Site do DAER e Boletim do DAER n° 47 Jun/1950

2019

janeiro

março

13 - 17

27 - 29

Encontro Anual do TRB – Transportation Research Board, Washington, EUA. www.trb.org

Simpósio da Associação Internacional de Pontes e Engenharia Estrutural, Guimarães, Portugal. www.iabse.org

Junho

2019

03 - 05 8ª Conferência da Associação Europeia de Tecnologia do Asfalto, Granada, Espanha. www.eata2019.com

agosto

2019

14 - 16 VIII Congresso Brasileiro de Geossintéticos e IX Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental, São Carlos, São Paulo. www.regeossinteticos2019 .com.br

2019

outubro

setembro 21 - 23

10 -13

10° Congresso Iberoamericano de Pavimentos de Concreto, Santiago, Chile. www.ich.cl

6ª Conferência Internacional sobre Questões das Mulheres nos Transportes, Irvine, Califórnia, EUA. www.trb.org

novembro

06 -10

25 -29

26° Congresso Mundial de Rodovias, Abu Dhabi, Emirados Árabes Unidos. www.piarc.org

XX Congresso Ibero Latinoamericano do Asfalto, Guadalajara, México. www.xxcila.mx

Revista Estradas N°16 | Dezembro 2011 Revista Estradas N°23 | Novembro 2018

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