Sistema de Gestão de Pavimentos Aeroportuários para Cabo Verde · estágio, durante o...

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UNIVERSIDADE DA BEIRA INTERIOR Engenharia Sistema de Gestão de Pavimentos Aeroportuários para Cabo Verde Débora Sofia Gomes Maurício Lima Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil: Geotecnia e Ambiente (Ciclo de estudos integrado) Orientador: Prof.ª Doutora Bertha Maria Batista dos Santos Co-orientador: Prof. Doutor Pedro Gabriel de Faria Lapa Barbosa de Almeida Covilhã, outubro de 2016

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UNIVERSIDADE DA BEIRA INTERIOR Engenharia

Sistema de Gesto de Pavimentos Aeroporturios para Cabo Verde

Dbora Sofia Gomes Maurcio Lima

Dissertao para obteno do Grau de Mestre em

Engenharia Civil: Geotecnia e Ambiente (Ciclo de estudos integrado)

Orientador: Prof. Doutora Bertha Maria Batista dos Santos Co-orientador: Prof. Doutor Pedro Gabriel de Faria Lapa Barbosa de Almeida

Covilh, outubro de 2016

ii

iii

Dedicatria

Aos meus pais,

Joo de Deus e Ligia Lima

iv

v

Agradecimentos

Este trabalho no teria sido possvel sem o apoio de uma forma direta e/ou indireta de vrias

pessoas s quais quero expressar os meus sinceros agradecimentos .

Aos meus orientadores, Professora Doutora Bertha Maria Batista dos Santos e ao Professor

Doutor Pedro Gabriel de Faria Lapa Barbosa de Almeida, por terem aceite orientar-me, pela

ateno, confiana e disponibilidade que sempre demostraram em todas as fases deste

trabalho. Obrigada por tudo e por todos os conhecimentos que me transmitiram.

empresa ASA, Aeroportos Segurana Area S.A pela oportunidade, confiana e por terem

acreditado e suportado financeiramente os estudos prticos realizados em Cabo Verde, mais

uma vez muito obrigada. todos os colaboradores empresa em particular do DEMIA, pela

amabilidade que me acolheram e por todo o apoio e conhecimento transmitido.

Ao Eng. Irlando Rodrigues, chefe de Departamento de Manuteno Geral da ASA, pela pacincia,

disponibilidade, auxlio, companheirismo e orientao que sempre teve ao longo de todo o

estgio, durante o levantamento e georreferenciao das degradaes existentes no pavimento

da pista do Aeroporto Internacional Amlcar Cabral e por todo o ensinamento. Obrigada pelas

extensas horas que privaste a tua famlia em prole do meu trabalho.

Ao Sr. Sandro Brito, pela confiana depositada em mim e por acreditar no meu trabalho.

todos os meus colegas de curso agradeo o companheirismo ao longo de todo o percurso

acadmico, pelas muitas horas passados juntos na sala de estudo do polo das engenharias, pela

troca de conhecimentos.

Aos meus verdadeiros amigos agradeo o apoio e o carinho.

minha famlia do corao, Rodrigo Vera-Cruz, Margarida Ribeiro e filha Venira de Pina pela

fora, apoio, carinho e amizade.

Ao meu confidente, amigo, concelheiro Rh Nay Even Cabral obrigada por tudo.

vi

Ao meu namorado e amigo Ronaldo Costa, pelo companheirismo, pela fora e pacincia ao

longo desta caminhada.

toda a minha famlia, avs, tios, tias, primos, muito obrigada pelo carinho e apoio

incondicional.

minha tia Manuela Maurcio mezinha obrigada por tudo, carinho, apoio, por estar sempre

presente mesmo distancia.

minha irm Ktia Lima, obrigada pelo apoio e carinho.

Obrigada ao meu irmo Lus Lima por todo o apoio, carinho, pacincia, motivao em todas as

fases deste trabalho, thanks L, bo sabe o quanto bo foi importante pam consegui desenvolve

e conclui esse traboi.

Por ultimo os mais importantes, aos meus pais, Joo de Deus Lima e Ligia Lima, um kria

agradece bzot pa educao que bzot dame, pa confiana, pa tudo esforo que bzot faze e bzot

tem feito pa mim e pa nhas irmon, sem bzot nada disso era possvel. Obrigada pa bzot ser es

pais maravilhoso e pa mdjer que mim .

vii

Resumo

Considerando que os pavimentos aeroporturios se encontram constantemente sujeitos a aes

que contribuem para a reduo da sua qualidade, e que os mesmos desempenham um papel

importante para uma operao segura, eficaz e eficiente do complexo aeroporturio, o

acompanhamento do seu estado e o planeamento da sua conservao constituem duas grandes

preocupaes das entidades responsveis pela gesto da infraestrutura.

Tendo em vista uma gesto sustentada dos pavimentos aeroporturios, o trabalho apresenta

uma descrio das principias componentes de um Sistema de Gesto de Pavimentos

Aeroporturios (SGPA), o procedimento necessrio para a obteno do Pavement Condition

Index PCI (D5340 12), segundo a sua ltima atualizao, e duas abordagens de auscultao

dos pavimentos: levantamento tradicional (a p) e levantamento em veculo com recurso a

prottipo equipado com dispositivos de varrimento laser e de captao e registo de dados de

imagem e de georreferenciao.

Os princpios e metodologias descritos foram aplicados no desenvolvimento das fases de

inventrio, levantamento do estado, preparao da base de dados e avaliao dos pavimentos

de um SGPA adaptado realidade Cabo-verdiana.

As operaes desenvolvidas, o tratamento dos dados e os resultados obtidos pelas duas

abordagens de auscultao dos pavimentos, permitiram concluir que a utilizao do sistema

desenvolvido vivel e que este pode ser usado no processo de tomada de deciso relativo a

investimentos nos pavimentos das infraestruturas que compe o Sistema de Aviao Civil de

Cabo Verde.

Palavras-chave

Pavimentos Aeroporturios, Degradaes, Avaliao de pavimentos, Sistemas de Gesto de

Pavimentos.

viii

ix

Abstract

Given that airport pavements are constantly being subjected to factors which reduce their

quality and undermine their durability, and considering their importance in assuring the safety

and efficiency of an airport complex, studying their state of condition and planning for their

conservation is of the utmost importance for the entities which are responsible for managing

airport infrastructure.

Having sustainable management of airport pavements as a goal, this thesis presents a

description of the main components of an Airport Pavement Management System (APMS); the

necessary procedure for obtaining the Pavement Condition Index PCI according to its last

update (D5340 12); and two assessments on pavements inspection: traditional visual

inspection (on foot) and in-vehicle inspection with prototype equipped with laser scanning

devices and with the ability to capture and register information on imaging and georeferencing.

The referenced principles and methodologies were applied in the development of an APMS

adapted to Cape-Verdean realities, in particular with regard to inventory, survey, data base

and pavements evaluation phases.

The developed operations, the treatment of data and the obtained results resulted in the

conclusion that the usage of the developed system is viable and that it can be used in the

process of decision making related to investment in pavements of infrastructures of the Cape

Verdean Civil Aviation System.

Keywords

Airport Pavements, Distresses, Pavement Analysis, Pavement Management Systems.

x

xi

ndice

Agradecimentos ............................................................................................ v

Resumo .................................................................................................... vii

Palavras-chave ........................................................................................... vii

Abstract .................................................................................................... ix

Keywords ................................................................................................... ix

ndice ....................................................................................................... xi

Lista de Figuras........................................................................................... xv

Lista de Tabelas ......................................................................................... xvii

Lista de Expresses ......................................................................................xix

Lista de Acrnimos .......................................................................................xxi

1 Introduo ........................................................................................... 23

1.1 Enquadramento e justificao do tema ................................................... 23

1.2 Objetivos ...................................................................................... 23

1.3 Estrutura da dissertao .................................................................... 24

2 SISTEMAS DE GESTO DE PAVIMENTOS AEROPORTURIOS ..................................... 25

2.1 Objetivos e benefcios de um SGPA ........................................................ 26

2.2 Estrutura dos SGPA........................................................................... 28

2.2.1 Nveis de Gesto da Rede de Pavimentos Aeroporturios............................ 28

2.2.2 Inventrio e levantamento do estado da rede de pavimentos ...................... 29

2.2.3 Base de Dados dos Pavimentos Aeroporturios ........................................ 30

2.2.4 Avaliao da Qualidade dos Pavimentos Aeronuticos ............................... 30

2.2.5 Estratgia de conservao dos pavimentos ............................................ 31

2.2.6 Programa de conservao ................................................................ 33

3 AVALIAO DO ESTADO DOS PAVIMENTOS AEROPORTURIOS................................. 35

3.1 Introduo..................................................................................... 35

3.2 Pavimentos aeroporturios ................................................................. 35

3.2.1 Pavimentos Flexveis ...................................................................... 35

xii

3.2.2 Pavimentos Rgidos ........................................................................ 37

3.3 Degradaes superficiais dos pavimentos aeroporturios flexveis .................... 38

3.4 Avaliao da qualidade funcional .......................................................... 48

3.4.1 Pavement Condition Index PCI ......................................................... 49

3.4.2 Identificao e segmentao da rede de pavimentos aeroporturios .............. 49

3.4.3 Determinao do nmero de unidades de amostra a observar ...................... 50

3.4.4 Clculo do PCI de uma unidade de amostra ............................................ 51

3.4.5 Clculo do PCI de uma seco ........................................................... 53

3.5 Avaliao estrutural .......................................................................... 55

3.5.1 Mtodo ACN/PCN .......................................................................... 55

3.6 Avaliao da segurana de circulao ..................................................... 57

3.6.1 Textura superficial ........................................................................ 59

3.6.2 Irregularidade longitudinal e transversal ............................................... 59

4 SGP AEROPORTURIOS PARA CABO VERDE: DEFINIO E CASO DE ESTUDO ................. 61

4.1 Introduo ..................................................................................... 61

4.2 Localizao geogrfica....................................................................... 61

4.3 Caracterizao do Aeroporto Internaciona l Amlcar Cabral ............................ 62

4.4 Segmentao da Pista........................................................................ 63

4.5 Levantamento e tratamento dos dados .................................................... 66

4.5.1 Inspeo visual tradicional (a p) ....................................................... 67

4.5.2 Levantamento em veculo com dispositivos de varrimento laser e de captao e

registo de dados de imagem e de georreferenciao .......................................... 69

4.5.3 Tratamento e visualizao em SIG dos dados obtidos no levantamento com veculo

equipado ............................................................................................. 74

4.6 Anlise dos resultados ....................................................................... 77

5 Concluses ........................................................................................... 81

6 Referncias Bibliogrficas ......................................................................... 85

7 Anexos ................................................................................................ 87

I. Planta Lado Ar do Aeroporto Internacional Amlcar Cabral

II. Segmentao da Rede do Aeroporto Internacional Amlcar Cabral

III. Numerao das unidades de amostra

xiii

IV. Localizao das unidades de amostra inspecionadas

V. Representao grfica do PCI (Levantamento tradicional)

VI. Representao grfica do PCI (Levantamento com veculo)

xiv

xv

Lista de Figuras

Figura 2.1 Degradao do estado de um pavimento aeroporturio ao longo do seu ciclo de vida

(adaptado de AC 150/5380-7B, 2014). ................................................................ 27

Figura 2.2: Fluxograma de um Sistema de Gesto de Pavimentos Aeroporturios (Applied, 2013).

............................................................................................................. 28

Figura 2.3 - Dados de entrada e resultados de uma Anlise do Custo Total do ciclo de vida de

um pavimento aeroporturio (Adaptado McNerney, et al., 1995). ................................ 32

Figura 3.1: (a) Estrutura tpica de um pavimento flexvel; (b) Distribuio da carga do trfego

em pavimentos flexveis (adaptado de AC 150/5380-6B, 2007). .................................. 36

Figura 3.2: (a) Estrutura tpica de pavimento rgido; (b) Distribuio da carga do trfego num

pavimento rgido (adaptado de AC 150/5380-6B, 2007). ........................................... 37

Figura 3.3: Escala de classificao do PCI (adaptado do AC 150/5380-7B, 2014). .............. 54

Figura 4.1: a) Localizao geogrfica da Repblica de Cabo Verde; b) Mapa do arquiplago de

Cabo Verde; c) Mapa da i lha do Sal; d) Mapa do Aeroporto Internacional Amlcar Cabral. .... 61

Figura 4.2 - Aeroporto Internacional Amlcar Cabral. ............................................... 63

Figura 4.3 - Segmentao da Rede do Aeroporto Internacional Amlcar Cabral. ................ 65

Figura 4.4 Numerao das unidades de amostra da Seco A. ................................... 66

Figura 4.5 - Inspeo visual tradicional. .............................................................. 67

Figura 4.6 - Exemplo de folha de clculo do PCI. ................................................... 68

Figura 4.7 - Exemplo de clculo do PCI. .............................................................. 69

Figura 4.8 - Equipamentos uti lizados nos levantamentos........................................... 70

Figura 4.9 - Verificao da amplitude de captao de imagem na posio paralelo a) e

perpendicular ao sentido de movimento do veculo. ............................................... 71

Figura 4.10 - Calibrao do sistema de feixes laser. ................................................ 72

Figura 4.11 - Triangulo obtido com as medies realizadas e o ngulo a determinar. ......... 72

Figura 4.12 - Distncia medida para obter a profundidade da rodeira ou a altura do

empolamento (Nogueira, 2015). ....................................................................... 73

Figura 4.13 - Carta temtica dos valores do PCI obtidos pelo levantamento com veculo equipado

Seco A. ................................................................................................ 76

Figura 4.14 Histogramas de distribuio do PCI Seco A....................................... 78

xvi

Figura 4.15 - Histogramas de distribuio do PCI - Seco B. ...................................... 78

Figura 4.16 - Histogramas de distribuio do PCI - Seco C. ...................................... 79

Figura 4.17 Histogramas totais de distribuio do PCI Pista 01-19. .......................... 79

xvii

Lista de Tabelas

Tabela 3.1 - Caracterizao da degradao: Pele de crocodilo. .................................. 39

Tabela 3.2 - Caracterizao da degradao: Exsudao. ........................................... 40

Tabela 3.3 - Caracterizao da degradao: Fendas cruzadas (formando blocos). ............. 40

Tabela 3.4 - Caracterizao da degradao: Ondulao. .......................................... 41

Tabela 3.5 - Caracterizao da degradao: Depresses. .......................................... 42

Tabela 3.6 - Caracterizao da degradao: Eroso por jet-blast. ............................ 42

Tabela 3.7 - Caracterizao da degradao: Fendas de reflexo no local das juntas da laje de

beto (longitudinais e transversais). .................................................................. 43

Tabela 3.8 - Caracterizao da degradao: Polimento de agregados. .......................... 43

Tabela 3.9 - Caracterizao da degradao: Fendas longitudinais e transversais (excluindo as

fendas devidas existncia de juntas de lajes de beto). ......................................... 44

Tabela 3.10 - Caracterizao da degradao: Derrame de leo, combustvel ou outros solventes.

............................................................................................................. 44

Tabela 3.11 - Caracterizao da degradao: Escorregamento lateral devido existncia de

lajes rgidas. .............................................................................................. 45

Tabela 3.12 - Caracterizao da degradao: Reparaes e cortes tcnicos. ................... 45

Tabela 3.13 - Caracterizao da degradao: Rodeiras. ........................................... 46

Tabela 3.14 - Caracterizao da degradao: Desagregao superficial do agregado. ......... 46

Tabela 3.15 - Caracterizao da degradao: Fendas em forma de meia- lua. ............... 47

Tabela 3.16 - Caracterizao da degradao: Empolamento. ..................................... 47

Tabela 3.17 - Caracterizao da degradao: Desagregao superficial do mstique (em

misturas betuminosas densas).......................................................................... 48

Tabela 3.18 - Capacidade de suporte do solo de fundao, para efeitos do clculo do ACN (AC

150/5335-5C, 2014)...................................................................................... 56

Tabela 3.19 - Classificao da presso mxima permitida nos pneus, para efeitos do clculo do

ACN (ICAO, 2013). ....................................................................................... 56

Tabela 3.20 - Mtodos de avaliao (ICAO, 2013). .................................................. 56

Tabela 3.21 - Frequncia de medio do coeficiente de atrito (AC 150/5320-12C, 1997). .... 58

xviii

Tabela 3.22 - Valores mnimos para os trs nveis de atrito: projeto, manuteno e mnimo

(ICAO, 2002)............................................................................................... 59

Tabela 4.1 - Caractersticas da Pista 01-19 ........................................................... 62

Tabela 4.2 Nmero de unidades de amostra por seco. ......................................... 66

Tabela 4.3 - Valores do PCI de cada unidade de amostra inspecionada. ......................... 77

Tabela 4.4 - Valores do PCI para cada seco. ....................................................... 77

Tabela 4.5 - Percentagem de rea afetada pelas degradaes mais frequentes. ............... 80

xix

Lista de Expresses

Exp. 3.1 Expresso para determinao do nmero mnimo de unidades de amostra

a observar

50

Exp. 3.2 Expresso para a determinao do desvio padro real do PCI 50

Exp. 3.3 Expresso para a determinao do espaamento entre as unidades de

amostra a inspecionar

51

Exp. 3.4 Expresso para a determinao da densidade percentual 51

Exp. 3.5 Expresso para a determinao do nmero de valores deduzidos 52

Exp. 3.6 Expresso para a determinao do PCI 52

Exp. 3.7 Expresso para a determinao do PCI de uma seco (unidades de

amostra selecionadas)

53

Exp. 3.8 Expresso para a determinao da mdia ponderada do PCI das unidades

de amostras adicionadas

53

Exp. 3.9 Expresso para a determinao do PCI de uma seco (unidades de

amostra adicionadas)

54

Exp. 4.1 Expresso para determinar o ngulo 73

Exp. 4.2 Expresso para determinar a altura mxima da degradao 73

xx

xxi

Lista de Acrnimos

A Alto (nvel de gravidade de uma degradao)

AC Advisory Circular

ACN Aircraft Classification Number

AIAC Aeroporto Internacional Amlcar Cabral

AIP Aeronautical Information Publication

ASA Aeroportos Segurana erea S.A

ASTM American Society for Testing and Materials

B Baixo (nvel de gravidade de uma degradao)

CAL Coeficiente de Atrito Longitudinal

CAT Coeficiente de Atrito Transversal

DEMIA Direo de Engenharia e Manuteno de Infraestruturas Aeroporturias

Exp. Expresso

FAA Federal Aviation Administration

FOD Foreign Object Damage

GVAC Cdigo ICAO do Aeroporto Internacional Amlcar Cabral

IATA International Air Transport Association

ICAO International Civil Aviation Organization

ILS Instrument Landing System

M Mdio (nvel de gravidade de uma degradao)

M&R Manuteno e Reabilitao

PCC Portland Cement Concrete

PCI Pavement Condition Index

PCN Pavement Classification Number

PMMS Pavement Maintenance Management System

SGPA Sistemas de Gesto de Pavimentos Aeroportuarios

SID Cdigo IATA do Aeroporto Internacional Amlcar Cabral

U.S. United States

VOR Very high Frequency Omnidirectional Radio Range

xxii

23

1 Introduo

1.1 Enquadramento e justificao do tema

A Repblica de Cabo Verde um pas africano composto por 10 ilhas com uma localizao

geogrfica privilegiada no Atlntico Norte. A sua populao maioritariamente jovem e

emigrante, em conjunto com o seu grande potencial turstico, so fatores que levaram

necessidade de serem criadas infraestruturas aeroporturias adaptadas s necessidades de cada

ilha.

Questes relacionadas com a acessibilidade entre ilhas e destas com o mundo justificam a

existncia atual de 4 aeroportos (nas ilhas do Sal, Santiago, So Vicente e Boavista) e de 3

aerdromos (nas ilhas do Fogo, Maio e So Nicolau). O transporte areo em Cabo Verde constitui

assim um importante impulsionador da economia, pelo que urge gerir de forma eficaz e

sustentada as 7 infraestruturas aeroporturias existentes, em particular no que diz respeito aos

seus pavimentos.

Tendo presente que os pavimentos aeroporturios se encontram constantemente sujeitos a

aes que contribuem para a diminuio da sua qualidade, e que os mesmos assumem um papel

importante para que o funcionamento do complexo aeroporturio decorra de forma segura,

eficaz e eficiente, o acompanhamento do seu estado e a programao da sua conservao

constituem uma das grandes preocupaes das entidades que tm a cargo a sua gesto.

A implementao de um Sistema de Gesto de Pavimentos Aeroporturios (SGPA) permite

abordar de forma sustentada a questo da gesto destes ativos , apoiando o administrador na

tomada de deciso atravs da determinao de prioridades, da quantificao dos custos e da

programao das atividades, desenvolvendo estratgias economicamente viveis para a

manuteno dos pavimentos. O objetivo final o de garantir determinadas condies de servio

durante um dado perodo de tempo.

1.2 Objetivos

O trabalho proposto tem como objetivo contribuir, com base em sistemas de gesto de

pavimentos aeroporturios de referncia e nos recursos humanos e materiais disponveis ou

passveis de serem adquiridos, para o desenvolvimento e implementao de um Sistema de

Gesto de Pavimentos Aeroporturios adaptado realidade de Cabo Verde. O desenvolvimento

do SGPA permitir auxiliar a tomada de decises relativas a investimentos nos pavimentos das

infraestruturas que compe o Sistema de Aviao Civil de Cabo Verde.

No desenvolvimento do caso prtico pretende-se comparar os resultados da avaliao do estado

dos pavimentos obtidos a partir de duas abordagens de auscultao dos pavimentos:

levantamento tradicional (a p) e levantamento em veculo com recurso a prottipo equipado

24

com dispositivos de varrimento laser e de captao e registo de dados de imagem e de

georreferenciao.

1.3 Estrutura da dissertao

A presente dissertao encontra-se dividida em cinco captulos, sendo que este primeiro

captulo consiste numa breve justificao da escolha do tema. Inclui ainda os objetivos e a

estrutura da dissertao.

O segundo captulo inteiramente dedicado compreenso do tema dos SGPA. So

apresentados os objetivos e os benefcios dum SGPA, a sua estrutura geral e feita a descrio

dos diferentes mdulos que a compe.

No terceiro captulo so abordados conceitos importantes sobre os pavimentos aeroporturios,

nomeadamente: os tipos de pavimentos, as degradaes a que esto sujeitos e como pode ser

avaliado o seu estado.

No quarto captulo apresenta-se o caso de estudo, o Aeroporto Internacional Amlcar Cabral.

Inclui a descrio dos procedimentos adotados para o levantamento e tratamento dos dados

relativos caracterizao do estado de conservao dos pavimentos da pista principal do

aeroporto, e integra uma anlise aos resultados obtidos.

No quinto captulo apresentam-se as principais concluses obtidas com o trabalho desenvolvido

e incluem-se alguns aspetos a melhorar no futuro.

25

2 SISTEMAS DE GESTO DE PAVIMENTOS

AEROPORTURIOS

Sistemas de Gesto de Pavimentos Aeroporturios so um conjunto de procedimentos

consistentes, objetivos e sistemticos cujo intuito passa pela avaliao, acompanhamento,

suporte e estabelecimento de prioridades no processo de tomada de decises economicamente

viveis para a manuteno e reabilitao (M&R) dos pavimentos aeroporturios (AC 150/5380-

7B, 2014).

O conceito de Pavement Maintenance Management System (PMMS), foi originalmente

desenvolvido pelo U.S. Construction Engineer Reseach Laboratory na dcada de setenta, tendo

sido financiado pela Federal Aviation Administration (FAA) (U.S Army Corps of Engineer, 2014).

As aplicaes informticas mais recentes, disponibilizam um conjunto de recursos de gesto de

pavimentos que permitem:

(1) desenvolver e organizar dados sobre os pavimentos aeroporturios;

(2) avaliar o estado atual dos pavimentos;

(3) desenvolver modelos de previso do estado futuro dos pavimentos;

(4) armazenar informaes sobre o desempenho do pavimento (passado e futuro);

(5) desenvolver estratgias de manuteno e reabilitao (M&R) com base em oramentos ou

outros requisitos;

(6) analisar as consequncias de diferentes cenrios de oramento;

(7) e o planeamento do projeto.

Vrias empresas desenvolveram programas semelhantes utilizando o mesmo conceito de

prestao de servios de avaliao e gesto de pavimentos aeroporturios, tendo em conta os

recursos humanos e materiais disponveis, como o FAA PAVEAIR (AC 150/5380-7B, 2014) e entre

outros.

Recentemente, em Portugal vem sendo desenvolvidos e implementados SGPA, orientados para

funcionar ao nvel da rede e com objetivo de minimizar os custos tidos em operaes de

conservao e reabilitao. Algumas foram desenvolvidas no mbito de dissertaes com o

intuito de associar a teoria a prtica, como o caso do Aeroporto de Lisboa (Fernandes, 2010) e

do Aerdromo Municipal Gonalves Lobato (Barros, 2008).

Em Cabo Verde, at a data, ainda no tinha sido introduzido o conceito de sistema de gesto

de pavimentos aeroporturios, da a necessidade de desenvolver e implementar um SGPA

estruturado e organizado.

26

2.1 Objetivos e benefcios de um SGPA

O principal objetivo de um SGPA apoiar os tcnicos na tomada de decises, traando

estratgias eficientes e econmicas de conservao, manuteno e previso, ao longo do

tempo, mantendo assim a rede de pavimentos sob padres aceitveis de utilizao e garantindo

segurana aos operadores.

A sua implementao e funcionamento permite obter um inventrio dos dados disponveis sobre

o estado dos pavimentos constituintes do sistema. Os dados so armazenados numa nica base

de dados informatizada, de forma a facilitar a consulta e o cruzamento dos mesmos, permitindo

examinar as tendncias de deteriorao do pavimento e adotar estratgias de manuteno a

longo prazo. As estratgias de manuteno definidas so baseadas no comportamento e na

evoluo do estado do pavimento ao longo da sua vida, ou seja, um SGPA no s avalia o estado

atual do pavimento, como tambm prev a sua condio futura.

Aps o estudo da tendncia de deteriorao do pavimento, a anlise do custo do ciclo de vida

do pavimento pode ser feita para vrias alternativas de manuteno e reabilitao, permitindo

determinar o momento ideal para a aplicao da melhor soluo atendendo aos impactos

gerados em termos de custos e benefcios.

A Figura 2.1 ilustra como um pavimento geralmente se deteriora e os custos relativos aos tipos

de intervenes que vo sendo executados ao longo da sua utilizao. Os pavimentos

apresentam em geral um bom desempenho ao longo da sua vida til, no entanto, assim que

atingirem o chamado estado crtico comeam a deteriorar-se rapidamente. Vrios estudos

demostraram que a manuteno peridica de um pavimento 4 a 5 vezes menos dispendiosa

do que a reabilitao de um pavimento em mau estado e aumenta a vida til do mesmo. Nos

pontos onde a deteriorao do pavimento aumenta significativamente, como consta na figura,

corresponde ao momento ideal para intervir em termos de manuteno peridica ou de

reabilitao. O nmero de anos que um pavimento permanece em bom estado antes de

atingir o ponto de deteriorao rpida depende de vrios fatores como o tipo e qualidade da

construo, do uso do pavimento, do clima e da manuteno (AC 150/5380-7B, 2014).

O SGPA permite assim administrar os recursos, determinando o nvel de financiamento mais

adequado, planificar as intervenes na rede em funo da disponibilidade de recursos, definir

o efeito do adiamento dos trabalhos de conservao sobre os custos da administrao e

assegurar a rentabilidade dos recursos disponveis, utilizando um sistema de prioridades,

baseado na comparao de custos e benefcios emergentes das diferentes alternativas possveis

(Fernandes, 2010).

27

Figura 2.1 Degradao do estado de um pavimento aeroporturio ao longo do seu ciclo de vida

(adaptado de AC 150/5380-7B, 2014).

Os benefcios proporcionados por um SGPA so vrios. Entre eles possvel destacar (AC

150/5380-7B, 2014):

O aumento da vida til do pavimento;

Permite uma avaliao objetiva e consistente do estado da rede de pavimentos;

Proporciona uma base de dados de tcnicas documentvel e sistemtica capaz de

determinar as necessidades de M&R, incluindo as consideraes sobre futuras

operaes necessrias e/ou planear projetos de expanso do aeroporto;

Permite identificar e oramentar as necessidades para manter a rede de pavimentos

operacional;

Documentao sobre o estado presente e a evoluo futura dos pavimentos;

Analisar o custo do ciclo de vida dos pavimentos para diversas alternativas de

manuteno e reabilitao;

Identificar o impacto de pequenas reparaes no desempenho global da rede de

pavimentos.

Convm salientar tambm que o sucesso de SGPA depende da proximidade entre os tcnicos e

os administradores dos recursos, para minimizarem as dificuldades e entenderem que as

atividades de manuteno no significam apenas reduo de custos, mas tambm garantem a

segurana operacional e conservam o patrimnio.

28

2.2 Estrutura dos SGPA

O fluxograma que se apresenta na Figura 2.2. ilustra de forma simplificada os componentes de

um SGPA. Para uma melhor compresso da funo de cada componente de um SGPA e as

respetivas ligaes entre os mesmos, teve-se como base o Washington Airport Pavement

Management Manual (Applied, 2013), o Airport Pavement Management Program (AC 150/5380-

7B, 2014), na Dissertao de Mestrado intitulada Sistemas de Gesto de Pavimentos

Aeroporturios (Fernandes, 2010) e o Implementation of an Airport Pavement Management

System (TRB, 2008). O fluxograma corresponde a um SGPA orientado para funcionar ao nvel da

rede e ao nvel de projeto em simultneo. O desenvolvimento ou no de todos os componentes

pertencentes a cada modulo ir depender do objetivo que se pretender atingir ao implementar

o sistema.

Figura 2.2: Fluxograma de um Sistema de Gesto de Pavimentos Aeroporturios (Applied, 2013).

2.2.1 Nveis de Gesto da Rede de Pavimentos Aeroporturios

Um SGPA permite tomar decises eficazes ao nvel da rede e ao nvel de projeto, em simultneo

ou separadamente, dependendo da finalidade que se pretende com a sua implementao.

29

A gesto ao nvel da rede requer uma avaliao do estado de todos os pavimentos que

pertencem a rede, identificar as necessidades de M&R imediatas e futuras, determinar a

respetiva prioridade de interveno. Determinar as necessidades oramentais a curto e longo

prazo. Apenas uma inspeo visual as unidades de amostra representativas da rede de

pavimentos so suficientes para a avaliao feita a este nvel de gesto. Com bases nesses

dados recolhidos, as reas que necessitam de interveno so selecionadas para M&R, no so

desenvolvidos projetos especficos.

Na gesto ao nvel de projeto, aps a identificao das zonas que necessitam de interveno

(por exemplo um projeto de reabilitao da pista), so necessrios ensaios adicionais como

ensaios no destrutivos ou destrutivos para uma melhor caracterizao/compreenso do estado

do pavimento. Com base nos resultados obtidos podem ser selecionados tratamentos especficos

para estas zonas do pavimento e estimativas de custos mais precisas podem ser desenvolvidas.

2.2.2 Inventrio e levantamento do estado da rede de pavimentos

A observao dos pavimentos tem que ser obrigatoriamente includa nos sistemas de gesto de

pavimentos, uma vez que essencial para a manuteno da base de dados. A eficincia do

SGPA depende da qualidade dos dados sobre o estado da superfcie e da estrutura dos

pavimentos. Os dados devem ser objetivos, fiveis, atualizados e organizados por categorias,

permitindo assim a representao do comportamento da rede em cada fase da sua vida.

Durante o inventrio feita a recolha de todos os dados existentes sobre a rede de pavimentos,

que devem ser fiveis, atualizados e organizados. As informaes normalmente recolhidas so:

Dados sobre a localizao e sobre as caractersticas da rede de pavimentos (a geometria

transversal e longitudinal);

O ano e o histrico da construo;

O tipo de material e a espessura das camadas dos pavimentos;

O historial de todas as M&R realizadas e os custos associados;

O estado de conservao do sistema de drenagem e da sinalizao;

Os dados sobre o trfego, como o tipo, o modelo e a configurao das aeronaves, assim

como a frequncia de operao, a classificao e a carga.

Os dados provenientes do levantamento das condies do pavimento, conseguidos atravs da

avaliao funcional e estrutural, envolvendo a identificao de irregularidades, degradaes,

da capacidade de suporte e segurana, permitiro proceder avaliao da qualidade dos

pavimentos. Os mesmos devem ser continuamente atualizados.

30

2.2.3 Base de Dados dos Pavimentos Aeroporturios

Aps a recolha das informaes, deve-se desenvolver a base de dados, que permitir armazenar

de forma informatizada e organizada toda a informao recolhida e produzida pelos diferentes

componentes do SGPA, interrelaciona-los e trata-los seguindo os critrios dos utilizadores.

As informaes inseridas na base de dados devem ser fiveis e atualizadas, pois permitiro

representar o desempenho dos pavimentos em cada fase da sua vida.

De um modo geral, o tratamento dos dados feito de forma automtica pelo sistema ou na

sequncia de um pedido de informao efetuado pelo utilizador. Na fase de utilizao da base

de dados, o pedido de informao facilitado pela presena de menus de procura de

informao. A extrao da informao apresentada sobre determinado suporte (quadro,

grfico, cartas temticas) (Fernandes, 2010).

2.2.4 Avaliao da Qualidade dos Pavimentos Aeronuticos

A anlise dos dados recolhidos durante as inspees feitas rede de pavimentos e dos ensaios

feitos ao mesmo, permitem determinar ndices relacionados com a qualidade estrutura l

(capacidade de suporte de carga e degradao estrutural) e funcional (segurana e conforto de

circulao) que caracterizam o estado dos pavimentos.

A inspeo rede de pavimentos ao longo do tempo, com uma frequncia adequada, permite

monitorizar a evoluo do estado dos pavimentos que constitui uma das tarefas fundamentais

dum SGPA.

A gesto a nvel de projeto requer informaes mais detalhadas, logo, para compreender

melhor os dados estruturais podero ser necessrios a realizao de ensaios destrutivos como

a extrao de carotes ou execuo de poos de inspeo. Para a gesto a nvel de rede, uma

avaliao visual das condies da superfcie dos pavimentos normalmente suficiente (Applied,

2013).

O mtodo de avaliao mais usado ao nvel da rede o Pavement Condition Index (PCI). Um

mtodo de avaliao global que atravs de um nico ndice numrico, determinado com base

nas degradaes observadas, traduz as condies funcionais e estruturais do pavimento. A partir

desse ndice possvel estabelecer metas quanto s necessidades de manuteno e recuperao

dos pavimentos, bem como do desempenho em servio. Foi originalmente desenvolvido para

pavimentos aeroporturios pelo grupo de engenheiros do exrcito americano (Unitated States

Army Corps of Engineers) atravs de um financiamento atribudo pelo US Air Force (ASTM D

5340, 2012).

A informao obtida da avaliao da qualidade no s importante para a caracterizao do

pavimento num dado instante, como tambm fundamental para o desenvolvimento de

modelos de comportamento para cada tipo de pavimento (relativamente sua estrutura e

31

funcionalidade), para a realizao de anlises econmicas de alternativas de conservao e

definio de prioridades.

2.2.5 Estratgia de conservao dos pavimentos

Dependendo dos objetivos a atingir com a implementao do SGPA, este componente tem como

finalidade:

Definir prioridades de conservao do pavimento;

Um dos dilemas que, em geral, se coloca aos responsveis da administrao aeroporturia a

insuficincia de recursos financeiros para preservar a rede (ou redes) de pavimentos com o

nvel de qualidade desejado, sendo necessrio tomar decises quanto aos ramos ou seces a

serem beneficiados perante determinado oramento disponvel

Ao nvel da rede necessrio definir prioridades de conservao do pavimento e determinar o

oramento necessrio para a sua manuteno ou reabilitao. Para determinar as prioridades

so consideradas apenas alguns fatores como o estado de conservao (estrutural e funcional)

dos pavimentos da rede (normalmente o nico que tido em conta) e o tipo de trfego a que

esto expostos.

Ao nvel de projeto, a definio das prioridades de conservao considera todos os fatores

tcnicos e econmicos a curto, a mdio e a longo prazo, atravs da utilizao dos modelos de

comportamento existente nos sistemas de gesto, permitindo assim simular os efeitos de

diferentes estratgias de conservao. Estes instrumentos possibilitam a determinao dos

investimentos necessrios face a determinados padres de qualidade e a determinados recursos

disponveis, favorecendo tanto a administrao como os utilizadores do aeroporto (Fernandes,

2010).

Desenvolver modelos de previso da evoluo do estado do pavimento

A previso do estado do pavimento conseguida com recurso aos modelos de previso da

evoluo do comportamento dos pavimentos (abreviadamente designados de modelos de

comportamento) e a princpios bsicos de avaliao econmica (de forma a melhorar a afetao

dos recursos financeiros disponibilizados para este fim), tendo em conta os custos associados

gesto de pavimentos.

Os modelos de previso do comportamento dos pavimentos possibilitam elaborar um cenrio

evolutivo do estado de conservao da rede, permite traar vrias estratgias de reabilitao.

Estes planos, uma vez apoiados por anlises econmicas, permitem fazer uma avaliao

estratgica e de aplicao de recursos que leva finalmente ao programa de conservao dos

pavimentos aeronuticos (Fernandes, 2010). A escolha do modelo mais adequado depende da

quantidade de informao disponvel e do tipo de software de gesto da rede de pavimentos

adotado.

32

Num SGPA o desenvolvimento de modelos de comportamento dos pavimentos constitui a fase

mais difcil da sua implementao, sendo ainda considerada a sua componente menos fivel.

Anlise econmica de estratgias de conservao dos pavimentos;

A anlise econmica de estratgias de conservao dos pavimentos tem como finalidade

suportar as decises quanto escolha de alternativas de construo e de conservao mais

rentveis, atendendo relao custo-benefcio e a aspetos tcnico-econmicos avaliados para

o ciclo de vida dos pavimentos (Fernandes, 2010).

Para que seja possvel definir estratgias que proporcionem padres elevados de qualidade,

tanto de construo como de conservao ao longo do ciclo de vida do pavimento, necessrio

fazer uma Anlise de Custo Total, isto porque a desativao dos pavimentos aeronuticos

bastante penalizante em termos de custos, quer para o administrador, quer para os

utilizadores.

Alguns investigadores acreditam que, caso forem apenas considerados os custos para a

administrao e para o utilizador, outros gastos importantes sero negligenciados. Na Figura

2.3 apresenta-se um modelo de Anlise de Custo Total do ciclo da vida de um pavimento

aeroporturio (McNerney, et al., 1995). O modelo considera como dados de entrada os

elementos constituintes da rede de pavimentos e o impacto dos trabalhos de construo e

conservao nas operaes aeroporturias

Seriam ainda tidos em conta nos dados de entrada, os Custos Externos, muitos vezes no so

contabilizados, mas so indicadores importantes dos aspetos ambientais. Os Custos Externos

Locais inclui os custos do rudo associado ao estacionamento e perodo de espera das aeronaves

bem como o custo da poluio do ar. Os custos da rea exterior do aeroporto, engloba o

aumento da poluio nas imediaes do aeroporto associado ao tempo que as das aeronaves

esperam para obterem a permisso de aterragem em pistas com muita afluncia.

Figura 2.3 - Dados de entrada e resultados de uma Anlise do Custo Total do ciclo de vida de um

pavimento aeroporturio (Adaptado McNerney, et al., 1995).

33

Nos resultados, o mais importante so as Estratgias de Reabilitao. Baseia na tentativa de

minimizar os custos totais tendo em conta uma ampla gama de categorias do que atualmente

utilizado na anlise econmica. Considera ainda os custos associados ao atraso das aeronaves e

dos passageiros, nveis de rudo e de qualidade associado ao padro de explorao, o aumento

do custo de combustvel resultante das filas de aterragem/descolagem e da capacidade do

aeroporto. A anlise dos custos associados gesto da manuteno de pavimentos

aeroporturios de facto muito complexa, verificando-se em geral, por uma questo de

simplificao, a adoo de abordagens baseadas nas utilizadas no sector rodovirio (adaptadas

para o domnio aeroporturio) (McNerney, et al., 1995).

2.2.6 Programa de conservao

O programa de conservao estabelece o tipo de interveno a nvel de cada ramo ou seco,

devidamente localizada no espao e no tempo, e os respetivos pormenores do projeto de

execuo. A correta referenciao das aes de conservao realizadas ao longo da rede

essencial para estudos posteriores, em particular para os de avaliao do comportamento de

cada ao de conservao.

Toda a informao que possa ser essencial para a compreenso do comportamento futuro dos

pavimentos deve ser recolhida durante a fase de implementao do programa de conservao,

em especial, dados sobre as condies de realizao dos trabalhos, as caractersticas fsicas e

mecnicas dos materiais utilizados e a geometria da nova camada de desgaste. A introduo

destes novos dados no sistema permitir apoiar a melhoria dos modelos de comportamento,

tornando-os mais viveis para futuras aplicaes (Fernandes, 2010).

Terminada a implementao do programa de conservao, iniciam-se de novo as campanhas de

observao peridicas dos pavimentos, de forma a atualizar a base de dados do sistema e a

avaliar a eficincia de cada ao de conservao efetuada, contribuindo para o

desenvolvimento das tcnicas e da tecnologia de construo.

Com a definio do programa o sistema completa um ciclo de gesto.

34

35

3 AVALIAO DO ESTADO DOS PAVIMENTOS

AEROPORTURIOS

3.1 Introduo

A avaliao do estado dos pavimentos um requisito fundamental para uma gesto eficaz

destes ativos. Tem como finalidade a obteno de dados, informaes e parmetros que

permitam identificar em que fase da vida til se encontra o pavimento, aferir sobre o seu

desempenho e diagnosticar os problemas atuais e futuros. Aps a recolha e tratamento dos

dados possvel programar diferentes estratgias de manuteno e prever possveis

intervenes, sustentando uma conservao atempada e otimizada.

3.2 Pavimentos aeroporturios

Os pavimentos aeroporturios so projetados e construdos para suportar as cargas crticas

impostas pelas aeronaves, para resistir s condies atmosfricas a que esto sujeitos, assim

como a outras aes desfavorveis (como o derrame de combustvel, leo, etc.), e para garantir

conforto e segurana ao usurio (AC 150/5380-6C, 2014). Tal s possvel se as camadas

constituintes do pavimento forem construdas com materiais de qualidade, apresentarem

espessura suficiente e se o mesmo estiver sujeito a inspees, manutenes regulares e

reabilitao ao longo da sua vida.

Normalmente so utilizados dois tipos de pavimentos, os flexveis e os rgidos. A maior diferena

entre os mesmos o modo de dissipao das cargas atuantes.

No desenvolvimento do catalogo de degradaes e do processo de calculo do PCI, includos no

presente captulo, considerou-se apenas os pavimentos flexveis, por ser o tipo de pavimento

estudado no caso pratico.

3.2.1 Pavimentos Flexveis

Este tipo de pavimentos normalmente utilizado nas pistas e caminhos de circulao devido s

suas boas caractersticas de aderncia (previne a hidroplanagem das aeronaves), regularidade

e conforto (Fernandes, 2010).

So constitudos por vrias camadas de materiais granulares e betuminosos, selecionados

cuidadosamente, sendo concebidos para distribuir gradualmente as cargas a partir da superfcie

do pavimento para as camadas inferiores, no ultrapassando a capacidade de carga de cada

uma, ou seja, a resistncia deformao decresce com a profundidade (ver Figura 3.1) (AC

150/5380-6C, 2014).

36

Figura 3.1: (a) Estrutura tpica de um pavimento flexvel; (b) Distribuio da carga do trfego em

pavimentos flexveis (adaptado de AC 150/5380-6B, 2007).

Estes pavimentos so em geral constitudos pelas seguintes camadas:

Camada de desgaste (ou camada superficial) e de regularizao constitudas por

agregados selecionados ligados por ligante betuminoso segundo o especificado na Parte

5 - Seco P-401 da AC 150/5379-10G (AC 150/5370-10G, 2014)). Deve apresentar uma

superfcie uniforme; textura antiderrapante que no cause desgaste excessivo dos

pneus; no apresentar partculas soltas que possam por em risco as aeronaves ou as

pessoas; ser impermevel de forma a no permitir a infiltrao de gua para as camadas

inferiores; resistir s cargas aplicadas pelo trfego e transmiti-las as camadas inferiores

(AC 150/5380-6C, 2014).

Camada de base principal componente estrutural do pavimento, tem como funo

principal distribuir as cargas a que est sujeita para as camadas inferiores, sub-base e

leito de pavimento. Deve dispor de uma espessura suficiente para resistir as foras de

compresso impostas pelo trafego, evitando que o pavimento atinja o estado de limite

ltimo. A qualidade da camada depende dos materiais que a compem (propriedades

fsicas) e da compactao, podendo ainda ser estabilizada ou no com ligantes

hidrulicos ou betuminosos, transformando o pavimento respetivamente numa

estrutura semirrgida ou semi-flexvel (Fernandes, 2010).

Camada de sub-base tem como principal finalidade fazer a transio e distribuio

das cargas do trfego entre as camadas superficiais do pavimento e o leito do

pavimento, encontrando-se sujeita a cargas menos intensas. constituda por material

37

granular ou estabilizado com ligante hidrulico (beto pobre, solo-cimento)

adequadamente compactado, mas de pouco valor econmico.

Leito do pavimento camada de solo natural compactado que forma a base da seco

do pavimento. Esta camada esta sujeita a tenses muito inferiores do que a camada de

desgaste, base e sub-base, isto porque as tenses impostas pelo trfego diminuem com

a profundidade, ou seja, estas camadas devem apresentar espessura suficiente para

reduzir as tenses que chegam a camada de leito de pavimento para valores que no

causaro o deslocamento da camada.

3.2.2 Pavimentos Rgidos

Os pavimentos rgidos so utilizados nas placas de estacionamento das aeronaves devido sua

maior resistncia ao derrame de combustveis, leos e lubrificantes (Fernandes, 2010). So

constitudos por uma camada superficial de beto de cimento portland (Portland cement

concrete (PCC)) com elevada resistncia a flexo que dissipa as cargas verticais sobre uma

grande rea com presses muito reduzidas evitando que o pavimento sofra deformaes

acentuadas, mesmo no caso de estarem sujeito a elevadas temperaturas, a trfego pesado e

intenso (Fernandes, 2010); e por uma base e sub-base granular (Figura 3.2).

De modo a facilitar os movimentos de expanso e de contrao das lajes de beto e evitar a

sua fendilhao as lajes so subdivididas em vrias partes por juntas, devidamente seladas por

materiais elsticos e impermeveis de forma a impedir a infiltrao de gua e materiais

incompressveis.

Figura 3.2: (a) Estrutura tpica de pavimento rgido; (b) Distribuio da carga do trfego num pavimento

rgido (adaptado de AC 150/5380-6B, 2007).

So em geral constitudos pelas seguintes camadas:

38

Laje de beto (camada de desgaste) a laje de beto deve apresentar uma superfcie

resistente e antiderrapante que absorve as cargas impostas ao pavimento, dissipando-

as por uma grande rea da mesma. Deve garantir a impermeabilidade do pavimento

para que no ocorram infiltraes da gua superficial para as camadas inferiores . A

camada pode apresentar uma das seguintes configuraes; beto no armado, beto

armado, beto armado continuo ou beto pr-esforado (AC 150/5380-6C, 2014).

Camada de base proporciona laje de beto um suporte estvel e uniforme, serve

para controlar a ao destrutiva do gelo, pode assegurar uma funo de drenagem

subterrnea, controla a dilatao da camada de sub-base e o controlo da subida de

materiais finos para a superfcie. Todo o pavimento previamente projetado para

suportar aeronaves muito pesadas deve ter uma base estabilizada. Pavimento rgido

requer no mnimo 10 cm de espessura (AC 150/5380-6C, 2014).

Camada de sub-base usada em zonas onde o pavimento se encontra sujeito a ciclos

de gelo e degelo muito severas ou o solo de fundao fraco. Apresenta as mesmas

funes que a camada de base, mas as exigncias de material no so to rigorosas

como da camada de base, porque esta sujeito a cargas de tenses mais baixas. as

caractersticas dos materiais granulares que o constituem no so to nobres como os

materiais usados na camada de base. Devem ser adequadamente compactadas (AC

150/5380-6C, 2014).

Leito de pavimento camada de solo que forma a fundao da seco do pavimento. A

estrutura do pavimento (camadas) deve ser capaz de diss ipar cargas impostas pelo

trfego para valores baixos o suficiente para prevenir a deformao e deslocamento

excessivo da camada de solo do leito de pavimento.

3.3 Degradaes superficiais dos pavimentos aeroporturios

flexveis

Os pavimentos aeronuticos encontram-se expostos, logo aps a sua construo, a aes que

contribuem para a reduo progressiva da sua qualidade inicial. Uma degradao no evolui

sozinha, da origem a novos tipos de degradaes que por sua vez interferem nas caractersticas

da primeira.

Estas aes so traduzidas por um conjunto de fatores que influenciam a evoluo do estado e

das degradaes dos pavimentos, como o trfego (carga atuante) e o clima (variaes de

temperatura). Outros fatores, como os erros de construo, podem alterar as caractersticas

dos materiais originando um ciclo de evoluo das degradaes, quer para os pavimentos rgidos

como para os pavimentos flexveis.

Apresentam-se nas Tabelas 3.1 a 3.17 as degradaes tpicas dos pavimentos flexveis, as suas

causas possveis, os nveis de gravidade e como podem ser avaliadas.

39

O conjunto de degradaes e as descries consideradas baseiam-se na informao constante

nas normas ASTM D 5340 (2012), AC 150/5380-6C (2014), AC 150/5380-7B (2014) e no manual

Asphalt Surfaced Airfields (U.S Army Corps of Enginneers, 2009), PAVER Distress

Identification Manual (U.S Army Corps of Engineer, 2014).

Tabela 3.1 - Caracterizao da degradao: Pele de crocodilo.

Pele de crocodilo

Descrio da degradao

Conjunto de fendas causadas pela atuao repetida das cargas do trfego. As fendas tm origem na base das camadas betuminosas, propagam-se paralelamente at atingirem a superfcie e interligam-se segmentando o pavimento num padro semelhante a pele de crocodilo, com uma malha inferior a 0,6 metros.

Causas possveis

A repetio ou o aumento das cargas de trfego origina na base das camadas betuminosas, por ser o local onde as tenses e extenses so mximas, uma falha por fadiga que se estende superfcie e evolui at ao estado de pele de crocodilo. Ocorre em locais submetidos a repetidas cargas.

Nv

eis

de g

ravid

ade

Baixo (B)

Conjunto de fendas longitudinais com poucas ou nenhumas ramificaes que se propagam paralelamente ao longo do pavimento.

Mdio(M)

Padro de fendas bem definido e interligado com o aspeto tipo Pele de crocodilo.

Alto (A)

Padro de fendas bem definido, pode eventualmente haver desagregao. Elevado potencial de foreign object damage (FOD).

Como avaliar?

Mede-se a rea da superfcie afetada (m2). Caso sejam constatados diferentes nveis de gravidade, estes devem ser registados separadamente. Caso no seja fcil distingui-los, a rea total deve ser registada como tendo o nvel de gravidade mais condicionante.

As imagens que exemplificam os nveis de gravidade da degradao apresentado, foram tiradas

durante as inspees feitas aos pavimentos do Aeroporto Internacional Amlcar Cabral. No foi

40

possvel apresentar as imagens exemplificativas em todos os catlogos, porque nem todas as

degradaes foram registadas.

Tabela 3.2 - Caracterizao da degradao: Exsudao.

Exsudao

Descrio da degradao

Aparecimento de material betuminoso superfcie do pavimento, tornando -o brilhante e pegajoso.

Causas possveis

Pode ocorrer devido a um excesso de betume ou a um baixo ndice de vazios na mistura betuminosa. Verifica-se quando h um aumento de temperatura e o betume preenche os espaos vazios. Por ser um processo no reversvel, quando h uma diminuio da temperatura o betume ir acumular-se superfcie do pavimento.

Nvel de gravidade

No se definem nveis de gravidade.

Como avaliar?

Mede-se a rea da superfcie afetada (m2). Registada quando se verifica uma diminuio da aderncia do pavimento.

Tabela 3.3 - Caracterizao da degradao: Fendas cruzadas (formando blocos).

Fendas cruzadas (formando blocos)

Descrio da degradao

Fissuras interligadas que dividem o pavimento em blocos aproximadamente retangulares. Podem variar de tamanho entre 0,3x0,3 m e 3,0x3,0 m.

Causas possveis Retrao do pavimento devido idade e aos ciclos dirios de variao da temperatura. No esta associada aplicao de cargas.

Nv

eis

de g

ravid

ade

Baixo (B) Pouca ou nenhuma desagregao. Fendas no preenchidas com abertura mdia mxima de 6 mm. Nenhum potencial de FOD.

Mdio (M)

Fendas moderadamente desagregadas ou no. Fendas no preenchidas e no desagregadas ou ligeiramente desagregadas, mas com abertura mdia superior a 6 mm. Fendas preenchidas e no desagregadas ou ligeiramente desagregadas, cujo enchimento encontra-se em mau estado. Pouco potencial de darem origem a FOD.

Alto (A) Fendas bem definidas e severamente desagradadas; Elevado potencial de FOD.

Como avaliar?

Mede-se a rea da superfcie afetada (m2). Caso se verifiquem diferentes nveis de gravidade devem ser contabilizados separadamente. Nos pavimentos flexveis, as fendas cruzadas devem ser registadas separadamente das fendas longitudinais e transversais.

41

Tabela 3.4 - Caracterizao da degradao: Ondulao.

Ondulao

Descrio da degradao

Srie de elevaes e depresses perpendiculares ao fluxo do trfego. Ocorrem de forma bastante regular em intervalos de comprimento mximo de 1,5m.

Causas possveis

A ao das cargas do trfego associada a uma fundao instvel ou mal compactada.

Nv

eis

de g

ravid

ade

Baixo (B)

Ondulao insignificante que praticamente no afeta a qualidade da circulao do trfego. [< 6mm*; < 13mm**]

Mdio (M)

Ondulao visvel que afeta significativamente a qualidade da circulao do trfego. [6 a 13mm*; 13 a 25mm**]

Alto (A)

Ondulao facilmente notvel que afeta severamente a circulao do trfego. [>13mm*; >25mm**]

Como avaliar?

Mede-se a rea afetada (m2). O nvel de gravidade depende da altura mdia entre o topo e a base da ondulao. Para a sua medio necessria uma rgua de 3m, que deve ser colocada na perpendicular ao desenvolvimento da ondulao para que a profundidade seja medida em milmetros (por uma rgua vertical de 30cm). A altura mdia determinada a partir de 5 medies.

* Altura mdia a considerar nas pistas e corredores rpidos de circulao (runways and high-speed taxiways).

** Altura mdia a considerar nos corredores de circulao e placas de estacionamento (taxiways and aprons).

42

Tabela 3.5 - Caracterizao da degradao: Depresses.

Depresses

Descrio da degradao

Depresses so rebaixamentos existentes na superfcie do pavimento, so reas facilmente percetveis aps a ocorrncia de chuva devido formao de pequenas poas de gua, podendo provocar a hidroplanagem das aeronaves. Podem ser tambm identificadas em tempo seco pelas manchas deixadas pelas poas de gua.

Causas possveis Erros de compactao durante a construo ou assentamento do solo de fundao.

Nv

eis

de g

ravid

ade

Baixo (B)

A depresso visvel apenas atravs de manchas de gua existentes na superfcie do pavimento. Afeta ligeiramente a qualidade de circulao. Correspondem a situaes de baixo risco de hidroplanagem nas pistas. [3 a 13 mm*; 13 a 25 mm**]

Mdio (M)

A depresso pode ser observada em quaisquer condies, afeta de forma moderada a circulao no pavimento e nas pistas existe um risco moderado de hidroplanagem. [13 a 25mm*; 25 a 51mm**]

Alto (A) A depresso facilmente observvel, afeta de forma severa a qualidade da circulao no pavimento e existe um risco elevado de hidroplanagem. [>25mm*; >51mm**]

Como avaliar?

Mede-se a rea da superfcie afetada (m2). A profundidade mxima da depresso determina o nvel de gravidade. medida apoiando uma rgua de 3m sobre o dimetro do rebaixamento e com recurso a uma rgua colocada na vertical para medio da profundidade em milmetros. Depresses com largura superior a 3m devem ser medidas por estimativa visual ou por medio direta quando se encontra cheia de gua.

Profundidade a considerar nas *pistas e nos **caminho de circulao e parque de estacionamento.

Tabela 3.6 - Caracterizao da degradao: Eroso por jet-blast.

Eroso por jet-blast

Descrio da degradao

Zonas escuras existentes na superfcie do pavimento.

Causas possveis

Carbonizao do betume ao ser atingido pelos gases quentes de um avio a jato. A profundidade dessas reas queimadas pode variar at aproximadamente 13mm.

Nvel de gravidade

No so considerados nveis de gravidade, sendo suficiente indicar a existncia da degradao.

Como avaliar?

Mede-se a rea da superfcie afetada (m2).

43

Tabela 3.7 - Caracterizao da degradao: Fendas de reflexo no local das juntas da laje de beto

(longitudinais e transversais).

Fendas de reflexo no local das juntas da laje de beto (longitudinais e transversais)

Descrio da

degradao

Degradao tpica dos pavimentos constitudos por uma camada betuminosa sobre uma laje de beto (pavimento misto). No inclui as fendas de reflexo devido a camadas de base constitudas por outro material. As fendas devem ser registadas como fissuras longitudinais ou transversais.

Causas possveis

Fendas causadas pelo movimento de retrao e expanso da laje de beto devido a variao da temperatura e da humidade. O seu aparecimento no esta associado s cargas do trfego, no entanto, a passagem do trfego pode levar a desagregao do betuminoso perto das fendas, causando o despendimento de materiais e aumentando o potencial de FOD. Conhecendo as dimenses das lajes de beto possvel identificar este tipo de fendas.

Nv

eis

de g

ravid

ade

Baixo (B)

Fendas com bordos levemente desagregados, preenchidas ou no. Fendas no preenchidas com largura igual ou inferior a 6mm. As fendas preenchidas podem apresentar qualquer largura desde que o material de preenchimento esteja em bom estado. Pouco ou nenhum potencial de FOD.

Mdio (M)

Fendas com bordos moderadamente desagregados, preenchidas ou no preenchidas de qualquer largura e com algum potencial de FOD. Fendas com ligeira ou nenhuma desagregao, mas apresentando material de preenchimento muito deteriorado. Fendas no preenchidas, ligeiramente ou nada desagregadas, mas com largura mdia superior a 6mm. Ligeira desagregao nos bordos das fendas ou nas zonas de interseo entre fendas.

Alto (A)

Fendas severamente desagregadas, preenchidas ou no e de qualquer largura. Claro potencial de FOD.

Como avaliar?

Mede-se o seu desenvolvimento em metros lineares. O comprimento e o nvel de gravidade de cada fenda devem ser identificados e registados. Se a fenda apresenta diferentes nveis de gravidade ao longo do seu desenvolvimento, os nveis de gravidade devem ser registados separadamente. Caso no seja possvel identificar os diferentes nveis presentes, a fenda deve ser registada com o nvel mais grave identificado.

Tabela 3.8 - Caracterizao da degradao: Polimento de agregados.

Polimento de agregados

Descrio da degradao

Desgaste da superfcie do pavimento. Numa anlise mais profunda do pavimento pode-se constatar que os agregados presentes na superfcie so muito pequenos ou no so speros ou angulares de forma a proporcionar boa resistncia derrapagem.

Causas possveis

Carbonizao do betume ao ser atingido pelos gases quentes de um avio a jato. A profundidade dessas reas queimadas pode variar at aproximadamente 13mm.

Nvel de gravidade

No so considerados nveis de gravidade, sendo suficiente indicar a existncia da degradao.

Como avaliar?

Passagem repetida do trfego.

44

Tabela 3.9 - Caracterizao da degradao: Fendas longitudinais e transversais (excluindo as fendas

devidas existncia de juntas de lajes de beto).

Fendas longitudinais e transversais (excluindo as fendas devidas existncia de juntas de lajes de beto)

Descrio da degradao

So consideradas, as fendas longitudinais as que surgem na direo da pavimentao. As fendas transversais so aproximadamente perpendiculares linha central do pavimento, ou seja, aproximadamente perpendiculares ao sentido de pavimentao. Se o pavimento junto s fendas se encontra fragmentado, a fenda considerada desagregada.

Causas possveis

Incorreta construo do pavimento. Retrao da camada betuminosa devido a variaes de temperatura. Fenda com origem nas das camadas inferiores, incluindo as fissuras que ocorrem nas lajes de PCC (fora do local das juntas). O seu aparecimento no est relacionado com a aplicao das cargas do trfego.

Nv

eis

de g

ravid

ade

Baixo (B)

Fendas com bordos moderadamente desagregados, preenchidas ou no, de qualquer largura e com algum potencial de FOD. Fendas preenchidas com ligeira ou nenhuma desagregao dos bordos, mas com material de preenchimento muito deteriorado. Fendas no preenchidas, ligeiramente ou nada desagregadas, mas com abertura mdia superior a 6mm. Pequenas fendas aleatrias junto da fenda principal ou na interseo das fendas. A largura mdia da rea desagregada junto fenda est compreendida entre os 6 e os 25 mm.

Mdio (M)

Fendas com bordos severamente desagregados, podem ser preenchidas ou no e de qualquer largura. Claro potencial de FOD. A largura mdia da rea desagregada junto fenda superior a 25 mm.

Alto (A)

Mede-se o seu desenvolvimento em metros lineares. O comprimento e o nvel de gravidade de cada fenda devem ser registados e identificados. Se a fenda no apresentar o mesmo nvel de gravidade ao longo de todo o seu desenvolvimento, cada nvel de gravidade deve ser registado separadamente. Caso no seja possvel identificar os diferentes nveis de gravidade presentes, a fenda deve ser registada com o nvel mais grave identificado.

Como avaliar?

Mede-se o seu desenvolvimento em metros lineares. O comprimento e o nvel de gravidade de cada fenda devem ser registados e identificados. Se a fenda no apresentar o mesmo nvel de gravidade ao longo de todo o seu desenvolvimento, cada nvel de gravidade deve ser registado separadamente. Caso no seja possvel identificar os diferentes nveis de gravidade presentes, a fenda deve ser registada com o nvel mais grave identificado.

Tabela 3.10 - Caracterizao da degradao: Derrame de leo, combustvel ou outros solventes.

Derrame de leo, combustvel ou outros solventes

Descrio da degradao

Deteriorao da superfcie do pavimento e amaciamento do betume.

Causas possveis

Derrame de combustvel, leo ou outro solvente.

Nvel de gravidade

No so definidos nveis de gravidade, bastando indicar a existncia da degradao.

Como avaliar? Mede-se a rea da superfcie afetada (m2). Uma mancha no considerada uma degradao, exceto no caso de perda de rigidez e despreendimento de do betume ou de material.

45

Tabela 3.11 - Caracterizao da degradao: Escorregamento lateral devido existncia de lajes

rgidas.

Escorregamento lateral devido existncia de lajes rgidas

Descrio da degradao

Os pavimentos constitudos por lajes rgidas eventualmente aumentam de comprimento, empurrando os pavimentos adjacentes betuminosos, fazendo-os empolar e fendilhar, dando origem ao escorregamento lateral.

Causas possveis

Dilatao das lajes de beto associado a um material de preenchimento das juntas incompressvel. Este crescimento comprime e eleva o pavimento flexvel na zona da junta.

Nv

eis

de g

ravid

ade

Baixo (B)

Ligeira dilatao da laje de beto, com pouco efeito na qualidade de circulao do trfego e sem fendilhamento do pavimento. Altura mdia do empolamento inferior a 19mm.

Mdio (M)

Dilatao significativa da laje de beto, fendilhando do pavimento. Altura mdia do empolamento entre os 19mm e os 38mm.

Alto (A)

Acentuada dilatao da laje de beto causando fendilhamento severo do pavimento. Altura mdia do empolamento superior a 38mm.

Como avaliar? Mede-se a rea afetada (m2).

Tabela 3.12 - Caracterizao da degradao: Reparaes e cortes tcnicos.

Reparaes e cortes tcnicos

Descrio da degradao

Uma reparao localizada no pavimento, proveniente do tratamento de alguma degradao existe anteriormente. considerada uma degradao, quer tenha sido bem executada ou no.

Nv

eis

de g

ravid

ade

Baixo (B)

A reparao est em boas condies e foi realizada de forma adequada. Nenhum potencial de FOD.

Mdio (M)

A reparao encontra-se ligeiramente deteriorada, afetando a qualidade de circulao. Algum potencial de FOD.

Alto (A)

A reparao encontra-se muito deteriorada, afetando significativamente a qualidade de circulao. Elevado potencial de FOD. A reparao necessita de interveno.

Observao

O uso de misturas betuminosas densas bem graduadas em reparaes de pavimentos de lajes rgidas causa um efeito de barragem, ou seja, favorece a acumulao de gua junto da reparao, contribuindo para a diminuio da aderncia na superfcie do pavimento.

Como avaliar?

Mede-se a rea afetada (m2). Caso a reparao apresente diferentes nveis de gravidade, as reas devem ser medidas e registadas separadamente. Qualquer degradao dentro da rea da reparao no deve ser registada, no entanto, na determinao do nvel de gravidade da reparao devem ser considerados os efeitos das degradaes existentes.

46

Tabela 3.13 - Caracterizao da degradao: Rodeiras.

Rodeiras

Descrio da degradao

Depresso da superfcie do pavimento devido passagem consecutiva das rodas das aeronaves no mesmo stio. Quando significativas indicam uma falha estrutural do pavimento.

Causas possveis

Ocorre devido a uma deformao permanente em uma ou mais camadas do pavimento, ou mesmo do leito do pavimento, originada pela consolidao ou movimento lateral dos materiais devido ao das cargas do trfego.

Nv

eis

de g

ravid

ade

Baixo (B)

A profundidade da rodeira varia entre 6 a 13mm.

Mdio (M)

A profundidade da rodeira varia entre 13 a 25 mm.

Alto (A)

A profundidade da rodeira superior a 25mm.

Como avaliar?

Mede-se a rea afetada (m2). O nvel de gravidade definido de acordo com a profundidade mdia constatada ao longo da rodeira. Caso as degradaes do tipo pele de crocodilo e rodeira ocorram na mesma rea, cada uma deve ser registrada separadamente com o respetivo nvel de gravidade.

Tabela 3.14 - Caracterizao da degradao: Desagregao superficial do agregado.

Desagregao superficial do agregado

Descrio da degradao

Desprendimento do agregado grosso da superfcie do pavimento.

Causas possveis

Envelhecimento do ligante.

Nv

eis

de g

ravid

ade

Baixo (B)

A superfcie do pavimento encontra-se no geral em bom estado, mas com perda de 5 a 20 agregados por 1 m2. A falta dos agregados grossos verifica-se em 2% da rea examinada. Pouco ou nenhum potencial de FOD.

Mdio (M)

Em 1m2 de pavimento, a perda de agregado varia entre 21 a 40 unidades. A percentagem dos agregados grossos em falta encontra-se no intervalo entre 2% a 10% da rea examinada. Algum potencial de FOD.

Alto (A)

Em 1 m2 de pavimento, o nmero de agregados em falta superior a 40; (2) A percentagem dos agregados grossos em falta superior a 10% da rea examinada. Elevado potencial de FOD.

Como avaliar? Mede-se a rea afetada (m2).

47

Tabela 3.15 - Caracterizao da degradao: Fendas em forma de meia-lua.

Fendas em forma de meia-lua

Descrio da degradao

Deslizamento da mistura na superfcie do pavimento em forma de meia-lua com as extremidades apontando para o sentido oposto ao sentido do trfego.

Causas possveis

Derrame de combustvel, leo ou outro solvente.

Nvel de gravidade

No so definidos nveis de gravidade, bastando indicar a existncia da degradao.

Como avaliar?

Quando a camada betuminosa superfcie apresenta uma baixa resistncia (m conceo da camada) ou se verifica uma m ligao entre esta camada e a prxima, permitindo o deslizamento e a deformao do pavimento durante as manobras de travagem e mudana de direo das aeronaves.

Tabela 3.16 - Caracterizao da degradao: Empolamento.

Empolamento

Descrio da degradao

Elevao da superfcie do pavimento que pode ocorrer numa rea pequena de forma brusca, ou numa rea considervel do pavimento de forma gradual e longa. Pode estar acompanhado por fendilhamento e desagregao do pavimento.

Causas possveis

Dilatao, quer da fundao, quer das camadas inferiores do pavimento devido ao da gua e do gelo. No caso de camadas betuminosas construdas sobre lajes de beto pode surgir um ligeiro empolamento superfcie devido dilatao da laje de beto.

Nv

eis

de g

ravid

ade

Baixo (B)

Empolamento pouco visvel que afeta ligeiramente a circulao do trfego. Esta degradao nem sempre pode ser observada, mas pode ser detetada atravs da passagem de um veculo ao longo do percurso circulando mesma velocidade que uma aeronave. Desta forma possvel identificar a presena de um empolamento, uma vez que provoca uma oscilao ascendente que sentida no interior da viatura. Altura do empolamento inferior a 20 mm.

Mdio (M)

Empolamento facilmente observvel que afeta de forma moderada a circulao do trfego. Altura do empolamento entre 20 mm e os 40 mm.

Alto (A)

Empolamento facilmente observvel que afeta de forma significativa a circulao do trfego. Altura do empolamento superior a 40mm.

Como avaliar?

Mede-se a rea afetada (m2). Na determinao do nvel de gravidade h que ter em ateno se o pavimento em anlise pertence a uma pista, caminho de circulao ou placa de estacionamento. Os valores indicados devem ser usados na definio dos nveis de gravidade em pistas.

48

Tabela 3.17 - Caracterizao da degradao: Desagregao superficial do mstique (em misturas

betuminosas densas).

Desagregao superficial do mstique (em misturas betuminosas densas)

Descrio da degradao

Desgaste do ligante asfltico e do agregado fino superfcie do pavimento.

Causas possveis

A superfcie do pavimento comea a mostrar sinais de envelhecimento que podem piorar devido s alteraes climticas.

Nv

eis

de g

ravid

ade

Baixo (B)

A perda do agregado fino notvel e pode ser acompanhada da descolorao do ligante; os agregados grossos comeam a estar expostos (menos de 1mm). O pavimento pode ser relativamente novo (exemplo: 6 meses de idade).

Mdio (M)

A perda do agregado fino ntida e o agregado grosso est exposto at cerca de da sua dimenso maior.

Alto (A)

Perda considervel do agregado fino levando perda de algum agregado grosso.

Como avaliar? Mede-se a rea afetada (m2). Esta degradao no registada caso se registe a desagregao superficial do agregado (Raveling) com nvel de gravidade mdio ou alto.

Tambm foi desenvolvido um catlogo das degradaes para os pavimentos rgidos, mas uma

vez que no se procedeu a anlise deste tipo de pavimento, o mesmo no foi apresentado no

documento, no entanto um dos trabalhos futuros previstos.

3.4 Avaliao da qualidade funcional

A monitorizao contnua das degradaes superficiais dos pavimentos aeroporturios permite

a identificao precoce da necessidade de grandes reabilitaes. A avaliao da qualidade

funcional, apoiada na monitorizao das degradaes superficiais, tem por objetivo avaliar o

estado atual da superfcie dos pavimentos rgidos e flexveis. Esta avaliao pode ser efetuada

atravs da determinao de um ndice que traduz o estado dos pavimentos.

A U.S. Army Corps of Engineers (AC 150/5380-7B, 2014) desenvolveu o Pavement Condition

Index -PCI, um indicador numrico que traduz o estado atual de pavimentos aeroporturios

flexveis e rgidos. A determinao do ndice baseia-se na identificao e medio das

degradaes observadas na superfcie dos pavimentos, fornecendo uma base objetiva que

permite priorizar as manutenes e reparaes futuras, no entanto, no traduz diretamente a

capacidade estrutural nem informao relativa resistncia derrapagem ou rugosidade.

49

3.4.1 Pavement Condition Index PCI

O PCI assume valores compreendidos entre 0 (Pavimento em runa - falha estrutural) e 100

(pavimento novo em bom estado), sendo determinado de acordo com a norma ASTM D 5340-

12 Standard Test Method for Airport Pavement Condition Index Surveys (ASTM D 5340, 2012).

Para a determinao do ndice necessrio:

Identificar e segmentar a rede de pavimentos aeroporturios em anlise;

Determinar o nmero de unidades de amostra a serem inspecionadas;

Selecionar as unidades de amostra a ser inspecionadas;

Inspecionar as unidades de amostra;

Calcular o PCI por uma unidade de amostra;

Calcular o PCI para cada seco;

Consultar a escala de classificao do PCI.

3.4.2 Identificao e segmentao da rede de pavimentos aeroporturios

Designa-se por rede de pavimentos aeroporturios todos os pavimentos existentes na

infraestrutura aeroporturia ou todos os pavimentos do Lado Ar que compe o sistema de

aviao do pas (AC 150/5380-7B, 2014).

A rede de pavimentos segmentada de acordo com as diferentes funes que assumem os

pavimentos dentro da infraestrutura, como por exemplo: as pistas, os caminhos de circulao

e as placas de estacionamento. O resultado desta diviso d origem a um conjunto de elementos

designados por ramos.

Cada ramo subdividido em seces consoante o tipo e estrutura do pavimento, o histrico de

construo e manuteno, o trfego e o uso. Posto isto cada seco deve ser subdividida em

reas de estudo de tamanho padro denominadas de unidades de amostra. A dimenso tima

de uma unidade de amostra de um pavimento rgido de 20 lajes contnuas (lajes com

aproximadamente 8m de comprimento), caso o nmero de lajes seja divisvel por 20. Para

distncias entre juntas superiores a 8m, as lajes devem ser divididas em lajes imaginrias,

considerando-se que as juntas imaginrias esto em perfeitas condies e apresentam um

espaamento igual ou inferior a 8m. A dimenso tima de uma unidade de amostra para

pavimentos flexveis de 450m2. Caso a rea do pavimento no for divisvel por 450, ou para

alcanar melhores condies de campo, a esta rea pode variar at 180m2 (ASTM D 5340,

2012).

A segmentao constitui um processo importante na organizao do sistema e no

acompanhamento da evoluo do estado do pavimento e permite ainda analisar a necessidade

de inspecionar todas as unidades de amostra existente.

50

3.4.3 Determinao do nmero de unidades de amostra a observar

O nmero de unidades de amostra a observar varia de todas as unidades de amostra da seco

a um nmero mnimo de unidades de amostra calculado para que represente um nvel de

confiana de 95% na determinar o PCI da respetiva seco.

O nmero mnimo de unidades de amostras a observar (n) determinado de acordo com a

Expresso 3.1.

= 2

((2

4) ( 1) + 2)

(Exp. 3.1)

Em que:

N Nmero total de unidades de amostra da seco;

s Desvio padro do PCI de uma unidade de amostra para outra dentro da seco. Na primeira

inspeo assume-se a seguinte hiptese: desvio padro de 10 pontos para os pavimentos

flexveis (AC) e de 15 pontos para os pavimentos rgidos (PCC). Esta hiptese deve ser verificada

de acordo com as indicaes expostas a seguir. Nas inspees seguintes o desvio padro da

observao anterior deve ser utilizado no clculo de n;

e Erro aceitvel na estimativa do PCI da seco. Em geral utiliza-se e = 5 pontos PCI.

Para comprovar que o nmero de unidades de amostra observadas realmente transmite um

nvel de confiana de 95%, aps o clculo do PCI da seco necessrio recalcular o nmero

mnimo de amostras a observar utilizando o desvio padro associado ao PCI determinado. O

desvio padro real (sr eal) determinado de acordo com a Expresso 3.2.

= ( )

2

( 1)

=1

(Exp. 3.2)

Em que:

PCIi PCI das unidades de amostra inspecionadas i;

PCIf Mdia dos PCIi das unidades de amostra inspecionadas;

51

De seguida recalcula-se o nmero mnimo de amostras utilizando a Equao 3.1 e o valor do

desvio padro real obtido. Caso o novo valor de n for superior ao inicialmente determinado,

necessrio selecionar de modo aleatrio, mas uniformemente espaadas, as unidades de

amostra adicionais, procedendo-se posteriormente sua inspeo. Este processo repetido at

que o nmero de unidades de amostra inspecionadas for superior ou igual ao nmero mnimo

de unidades de amostra requeridas (n) pela aplicao da Exp. 3.1, considerando o valor do

desvio padro real obtido.

As unidades de amostras devem estar igualmente espaadas ao longo da seco, sendo a

primeira escolhida ao acaso. As restantes unidades de amostra so selecionadas em funo do

espaamento determinado de acordo com a Expresso 3.3, arredondado para o nmero inteiro

mais baixo.

=

(Exp. 3.3)

Em que:

i Espaamento entre as unidades de amostra;

De seguida, inicia-se as inspees visuais ao pavimento para o levantamento dos dados

necessrios ao clculo do PCI de cada unidade de amostra.

3.4.4 Clculo do PCI de uma unidade de amostra

Segundo a ASTM D5340 (2012), para o clculo do PCI de uma unidade de amostra necessrio

determinar:

I. A densidade percentual e o valor de deduo (deduct value - DV) associado a cada

combinao de tipo de degradao e nvel de gravidade;

A Densidade percentual (D) representa a percentagem de incidncia de uma degradao numa

unidade de amostra. determinada dividindo a quantidade total afetada pela degradao

(quantificao das vrias degradaes feita em unidades diferentes), pela rea total da

unidade de amostra (ver Expresso 3.4).

= ( 2)

( 2) 100% (Exp.3.4)

52

Os valores de deduo de cada degradao so obtidos pela consulta das respetivas curvas do

Apndice X3 da norma ASTM D 5340 12 (ASTM D 5340, 2012).

II. O nmero mximo de valores deduzidos a considerar na determinao dos valores

deduzidos corrigidos (ver Expresso 3.5);

= 1 + (9

95) (100 ) (Exp.3.5)

Em que:

m Nmero mximo de valores deduzidos;

HDV maior valor individual dos valores de deduo.

III. O valor mximo de deduo corrigido (maximum corrected dedut value (Max CDV));

O valor mximo de deduo corrigido o valor a ser deduzido do valor mximo do PCI. Para a

sua determinao, seguiu-se os postos 9.5.1.2 a 9.5.5.5 da norma ASTM D 5340 12 (ASTM D

5340, 2012).

IV. O PCI da unidade amostra (PCIamostra) atravs da aplicao da Expresso 3.6.

= 100 (Exp.3.6)

Em que:

100 Valor mximo do PCI;

Max CDV valor mximo de deduo corrigido.

No caso de apenas um dos valores de deduo for superior a cinco, o valor mximo de deduo

corrigido a usar no calculo do PCI, igual a soma de todos os DV.

Hiptese 1: quando existem dois nveis de gravidade de uma degradao na mesma unidade de

amostra (seco 9.6.2.1 da norma ASTM D 5340-12 (ASTM D 5340, 2012)):

Determinar o valor de PCI, considerando os dois nveis de gravidade separadamente.

Determinar o valor de PCI, considerando apenas o nvel de gravidade mais

condicionante, ou seja, as quantidades afetadas pela degradao so somadas e

atribudas o nvel de gravidade mais condicionante.

Aps os clculos, atribuda a unidade de amostra o valor de PCI mais elevado, ou seja,

menos condicionante.

Hiptese 2: quando existem trs nveis de gravidade de uma degradao na mesma unidade de

amostra (seco 9.6.2.2 da norma ASTM D 5340-12 (ASTM D 5340, 2012)):

53

Determinar o valor de PCI, considerando os trs nveis de gravidade separadamente.

Determinar o valor de PCI, considerando as seguintes conjugaes: B+M=M, M+A=A,

B+A=A, B+M+A =A.

Aps os clculos, atribuda a unidade de amostra o valor de PCI mais elevado, ou seja,

menos condicionante.

3.4.5 Clculo do PCI de uma seco

Para as unidades de amostras inspecionadas, selecionadas de forma aleatria, calcula-se a

mdia ponderada do PCI das unidades de amostras ( ) que constituem a seco,

representando o valor de PCI da seco (PCIs) (ver Exp. 3.7).

PCI = PCI = (PCI )

=1

=1

(Exp.3.7)

Em que:

PCIs Valor do PCI da seco;

Mdia ponderada, pela rea, do PCI das unidades de amostras aleatoriamente

selecionadas;

PCIr i PCI da unidade de amostra i aleatoriamente selecionada;

Ar i rea da unidade de amostra i aleatoriamente selecionada;

n Nmero total de unidades de amostras aleatoriamente selecionadas.

Se ao longo do processo de inspeo forem adicionadas unidades de amostra, necessrio

determinar a mdia ponderada do PCI das unidades de amostras adicionais (PCI a) de acordo

com a expresso seguinte (Exp. 3.8).

PCI = (PCI )

=1

=1

(Exp.3.8)

Em que:

PCI a Mdia ponderada do PCI das unidades de amostras adicionais;

PCIai PCI da unidade de amostra adicional i;

m Nmero total de unidades de amostras adicionais.

O PCI do pavimento da seco (PCIs) determinado atravs da expresso (3.9).

54

PCI =PCI (

=1

) + PCI ( =1 )

(Exp.3.9)

Em que:

PCIs Valor do PCI dos pavimentos da seco, ponderado pela rea;

A rea total da seo.

Concludo o clculo do PCI das unidades de amostras e das seces, necessrio relacionar os

valores obtidos com a escala classificao do PCI apresenta