UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA

COLEGIADO DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

UTILIZAÇÃO DO HDMAUXÍLIO À

PAVIMENTOS ASFÁLTICOS COM BASE EM DADOS DA REDE DE RODOVIAS DO ESTADO DA BAHIA

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIAESCOLA POLITÉCNICA

COLEGIADO DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

CLAUDENIR RIOS DE OLIVEIRA

UTILIZAÇÃO DO HDM -4 COMO FERRAMENTA DE AUXÍLIO À AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE

PAVIMENTOS ASFÁLTICOS COM BASE EM DADOS DA REDE DE RODOVIAS DO ESTADO DA BAHIA

Salvador 2012

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA

COLEGIADO DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

4 COMO FERRAMENTA DE AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE

PAVIMENTOS ASFÁLTICOS COM BASE EM DADOS DA REDE DE RODOVIAS DO ESTADO DA BAHIA

1

CLAUDENIR RIOS DE OLIVEIRA

UTILIZAÇÃO DO HDM-4 COMO FERRAMENTA DE AUXÍLIO À AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE

PAVIMENTOS ASFÁLTICOS COM BASE EM DADOS DA REDE DE RODOVIAS DO ESTADO DA BAHIA

Monografia apresentada ao Curso de graduação em Engenharia Civil, Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia, como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Doutor Sérgio Pacífico Soncim

Salvador 2012

2

AGRADECIMENTOS

Agradeço primeiramente a Deus por proporcionar à minha vida o que aprendi fazendo

engenharia: o equilíbrio. Para este equilíbrio me deu saúde, disposição, sonhos e inteligência

para chegar até aqui.

Ao Professor e Orientador Sérgio Pacífico Soncim que propôs um trabalho inovador em

minha carreira acadêmica e deu a oportunidade de conhecer um segmento novo dentro da

engenharia rodoviária. Que com sua sabedoria e paciência soube conduzir e tranquilizar todos

os momentos de avanços e estagnação dentro do Trabalho de Conclusão do Curso.

A todos os outros professores que ensinaram que fazer engenharia é muito mais que

aprender fórmulas e sim aprender conceitos e entender o processo que cada novo projeto ou

estudo está inserido, pois antes de sermos engenheiros somos seres humanos. E com isso pude

aceitar o desafio proposto e vencer as dificuldades encontradas.

Agradeço a meus pais pela humildade e confiança, que mesmo sem poder ter

acompanhado um dia sequer da realização do meu TCC sempre acreditaram na minha chegada.

Também meus irmãos e minha sobrinha pelas conversas alegres ou tristes que tivemos durante

toda essa vida acadêmica.

A todos os colegas por ter acompanhado, dividido as dificuldades e aturado todos os

momentos de impaciência durante a realização deste trabalho. Que me ensinaram a ser fortes

em grupo.

3

Uma pessoa inteligente resolve um problema, um sábio o previne.

Albert Einstein

4

OLIVEIRA, Claudenir Rios. Utilização do HDM-4 como ferramenta de auxílio à avaliação do desempenho de pavimentos asfálticos com base em dados da rede de rodovias do Estado da Bahia. 98 f. il. 2012. Monografia (Trabalho de Conclusão do Curso) – Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2012.

RESUMO

A avaliação do desempenho dos pavimentos rodoviários é essencial para um sistema de

gerência de pavimentos tanto em nível de rede quanto em nível de projeto. Em nível de rede, a

previsão de desempenho do pavimento é importante para planejamento, priorização de

projetos e alocação de recursos. Em nível de projeto, a previsão de desempenho é importante

para a definição de atividades de manutenção e reabilitação, exigindo maior acurácia das

previsões, pois em nível de rede são usadas para a estimativa das necessidades totais de

manutenção e reabilitação, com o propósito de programação de investimentos. O objetivo

desse trabalho foi avaliar o desempenho de pavimentos rodoviários de trechos em tratamento

superficial duplo, pertencentes à rede de rodovias do estado da Bahia. Para isso, foram

utilizados informações e dados de levantamentos realizados pelo Departamento de

Infraestrutura de Transportes do Estado da Bahia (DERBA), coletados em 2004. Foram

selecionados 18 trechos construídos em tratamento superficial duplo, que não haviam sofrido

atividades de manutenção e reabilitação até o ano dos levantamentos, e avaliado o

desempenho da irregularidade longitudinal, desgaste, área de trincas, afundamento da trilha de

roda, quebra de bordo e área de panelas. A ferramenta computacional utilizada para avaliar o

desempenho dos trechos selecionados foi o HDM-4, (Highway Development and

Management Model), versão 1.10 (23/06/2000) que é utilizada pelo Banco Mundial no auxílio

à tomada de decisão em planejamento e programação de investimentos e atividades de

manutenção ou reabilitação de rodovias. O HDM-4 é um modelo computacional que simula

condições físicas e econômicas através de um determinado período de análise, para uma série

de opções e cenários. Finalmente, os resultados encontrados pela aplicação do software

HDM-4 são comparados com os resultados obtidos na pesquisa realizada por Soncim (2011),

para a rede de rodovias em tratamento superficial duplo do Estado da Bahia.

PALAVRAS-CHAVE : Pavimentos asfálticos, Sistema de gerência, Modelos de desempenho.

5

ABSTRACT

Pavement performance evaluation is essential for a pavement management system. At

network level, the performance prediction of the pavement is important for planning,

prioritizing projects and allocating resources. At project level, the prediction performance is

important for defining maintenance activities and rehabilitation, requiring more accurate

predictions, because at the network level are used to estimate the total needs of maintenance

and rehabilitation, with the purpose programming investment. The purpose of this study is to

evaluate the performance of road pavements in parts of double surface treatment, belonging to

the network of highways of the state of Bahia. For this, we used information and data from

surveys conducted by the Department of Transport Infrastructure in the State of Bahia (Derba)

collected in 2004. We selected eighteen sections built in double surface treatment, which had

not undergone maintenance and rehabilitation activities until the year of withdrawals, and

evaluated the performance of roughness, raveling, cracking, rut depth, edge break and

potholing. The computational tool used to evaluate the performance of excerpts was the

HDM-4 (Highway Development and Management Model), which is used by the World Bank

aid to decision making in planning and scheduling of investment and maintenance activities

and rehabilitation of roads . The HDM-4 is a computer model that simulates physical and

economic conditions through a period of analysis, for a number of options and scenarios.

Finally, the results found by application of HDM-4 software are compared with results

obtained in research conducted by Soncim (2011), for the road network in double surface

treatment of the State of Bahia.

KEY WORDS: Asphalt pavements, Management systems, Performance models.

6

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - Gráfico de variação de serventia dos pavimentos asfálticos. Fonte DNIT, 2011. ... 17

Figura 2 - Organograma de um Sistema de Gerência de Pavimentos. Fonte DNIT, 2011....... 19

Figura 3 - Irregularidade longitudinal provocada por correção das panelas. ........................... 26

Figura 4 - Desgastes provocados pela perda de ligantes e agregados. Fonte Surface

Engineering. .............................................................................................................................. 28

Figura 5 - Área trincada tipo "couro de jacaré". Fonte Public Domain. ................................... 29

Figura 6 - Afundamento da trilha de roda. Fonte Wikipédia.................................................... 30

Figura 7 - Panelas atingindo camada de base. Fonte The Expired Meter. ............................... 31

Figura 8 - Quebra de bordo. Fonte Western Bay of Plenty. ..................................................... 33

Figura 9 - Gráfico de evolução de IRI numa Análise por Estratégia. Fonte Overview of HDM-

4. ............................................................................................................................................... 50

Figura 10 - Localização dos trechos dentro do Estado da Bahia. ............................................. 60

Figura 11 – Gráfico da evolução da Área de Trincas no trecho 2 da BA148. Clima Semiárido.

.................................................................................................................................................. 69

Figura 12 – Gráfico da evolução da Área de Trincas no trecho da BR410. Clima Úmido. ..... 69

Figura 13 – Gráfico da evolução do desgaste no trecho da BR122. Clima Semiárido. ........... 70

Figura 14 – Gráfico da evolução de desgaste no trecho 1 da BA262. Clima úmido. ............... 71

Figura 15 – Gráfico da evolução do número de panelas no trecho 1 da BA148. Clima

Semiárido. ................................................................................................................................. 71

Figura 16 – Gráfico da evolução do número de panelas no trecho 2 da BA120. Clima Úmido.

.................................................................................................................................................. 72

Figura 17 – Gráfico da evolução da quebra de bordo no trecho da BA026. Clima Semiárido.73

Figura 18 – Gráfico da evolução da quebra de bordo no trecho da BR410. Clima Úmido...... 73

Figura 19 – Gráfico da evolução do IRI no trecho 1 da BA161. Clima Semiárido. ................ 74

7

Figura 20 – Gráfico da evolução do IRI no trecho 1 da BA409. Clima úmido. ....................... 74

Figura 21 – Gráfico da evolução do Afundamento de trilha de roda no trecho da BR122.

Clima semiárido. ....................................................................................................................... 75

Figura 22 – Gráfico da evolução do Afundamento de trilha de roda no trecho 2 da BA262.

Clima úmido. ............................................................................................................................ 75

Figura 23 - Gráfico comparativo de IRI entre o HDM-4 Model e o modelo proposto por

Soncim (2011). ......................................................................................................................... 77

Figura 24 - Gráfico comparativo da ATT entre o HDM-4 Model e o modelo proposto por

Soncim (2011). ......................................................................................................................... 79

8

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - International Roughness Index. Limites do DNIT. Fonte DNIT. ........................... 26

Tabela 2 - Índice de Defeitos. Fonte DNIT. ............................................................................. 54

Tabela 3 - Dados das rodovias selecionadas em clima semiárido. ........................................... 59

Tabela 4 - Dados das rodovias selecionadas em clima úmido. ................................................ 59

9

SUMÁRIO

AGRADECIMENTOS ............................................................................................................... 2

RESUMO ................................................................................................................................... 4

ABSTRACT ............................................................................................................................... 5

LISTA DE ILUSTRAÇÕES ...................................................................................................... 6

LISTA DE TABELAS ............................................................................................................... 8

SUMÁRIO .................................................................................................................................. 9

1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 12

1.1 JUSTIFICATIVA DO TRABALHO............................................................................ 14

1.2 OBJETIVOS ................................................................................................................. 15

1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO ................................................................................. 15

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ..................................................................................... 17

2.1 SISTEMA DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS ........................................................ 17

2.2 MANUTENÇÃO E RECUPERAÇÃO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS .............. 20

2.3 DEFEITOS NOS PAVIMENTOS FLEXÍVEIS .......................................................... 24

3 MODELO DE ANÁLISE COM O USO DA FERRAMENTA HDM-4 ..................... 35

3.1 ÁREA TOTAL DE TRINCAS ..................................................................................... 37

3.1.1 Modelo para Trincas Estruturais......................................................................... 38

3.1.2 Modelo para Trincas Térmicas Transversais ...................................................... 39

3.2 DESGASTE .................................................................................................................. 41

3.3 PANELAS .................................................................................................................... 43

3.4 QUEBRA DE BORDO ................................................................................................ 45

3.5 IRI – ÍNDICE INTERNACIONAL DE IRREGULARIDADE LONGITUDINAL .... 46

3.6 AFUNDAMENTO DA TRILHA DE RODA .............................................................. 50

10

3.7 ÁREA DANIFICADA E ÁREA NÃO DANIFICADA DA SUPERFÍCIE ................ 53

3.8 OPORTUNIDADES DE DESENVOLVIMENTO DOS MODELOS DO HDM-4 .... 54

4 REDE DE RODOVIAS PAVIMENTADAS DO ESTADO DA BAHIA ................... 57

4.1 SELEÇÃO DOS TRECHOS NO BANCO DE DADOS DO DERBA ........................ 58

5 MODELO DE DESEMPENHO DESENVOLVIDO PARA A MALHA

RODOVIÁRIA DO ESTADO DA BAHIA ............................................................................. 61

6 AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DOS TRECHOS SELECIONADOS ................. 64

6.1 FROTA DE VEICULOS QUE UTILIZAM AS VIAS SELECIONADAS ................. 64

6.2 DEFINIÇÃO DAS ALTERNATIVAS DE INTERVENÇÃO .................................... 67

6.3 RESULTADOS GRÁFICOS ....................................................................................... 68

7 COMPARAÇÃO COM OS MODELOS DESENVOLVIDOS POR SONCIM (2011)76

8 CONCLUSÕES ............................................................................................................ 81

9 REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 83

APÊNDICE A – GRÁFICOS DESENVOLVIDOS PARA EVOLUÇÃO DA ÁREA TOTAL

DE TRINCAS EM TRECHOS SITUADOS EM CLIMA TROPICAL ÚMIDO. ................... 85

APÊNDICE B – GRÁFICOS DESENVOLVIDOS PARA EVOLUÇÃO DA ÁREA TOTAL

DE TRINCAS EM TRECHOS SITUADOS EM CLIMA TROPICAL SEMIÁRIDO. .......... 86

APÊNDICE C – GRÁFICOS DESENVOLVIDOS PARA EVOLUÇÃO DA ÁREA DE

DESGASTE EM TRECHOS SITUADOS EM CLIMA TROPICAL ÚMIDO. ...................... 87

APÊNDICE D – GRÁFICOS DESENVOLVIDOS PARA EVOLUÇÃO DA ÁREA DE

DESGASTE EM TRECHOS SITUADOS EM CLIMA TROPICAL SEMIÁRIDO. ............. 88

APÊNDICE E – GRÁFICOS DESENVOLVIDOS PARA EVOLUÇÃO DO NÚMERO DE

PANELAS EM TRECHOS SITUADOS EM CLIMA TROPICAL SEMIÁRIDO................. 89

APÊNDICE F – GRÁFICOS DESENVOLVIDOS PARA EVOLUÇÃO DO NÚMERO DE

PANELAS EM TRECHOS SITUADOS EM CLIMA TROPICAL ÚMIDO. ........................ 90

APÊNDICE G – GRÁFICOS DESENVOLVIDOS PARA EVOLUÇÃO DA QUEBRA DE

BORDO EM TRECHOS SITUADOS EM CLIMA TROPICAL ÚMIDO. ............................ 91

APÊNDICE H – GRÁFICOS DESENVOLVIDOS PARA EVOLUÇÃO DA QUEBRA DE

11

BORDO EM TRECHOS SITUADOS EM CLIMA TROPICAL SEMIÁRIDO. ................... 92

APÊNDICE I – GRÁFICOS DESENVOLVIDOS PARA EVOLUÇÃO DO IRI EM

TRECHOS SITUADOS EM CLIMA TROPICAL ÚMIDO. .................................................. 93

APÊNDICE J – GRÁFICOS DESENVOLVIDOS PARA EVOLUÇÃO DO IRI EM

TRECHOS SITUADOS EM CLIMA TROPICAL SEMIÁRIDO. ......................................... 94

APÊNDICE K – GRÁFICOS DESENVOLVIDOS PARA EVOLUÇÃO DO

AFUNDAMENTO DA TRILHA DE RODA EM TRECHOS SITUADOS EM CLIMA

TROPICAL ÚMIDO. ............................................................................................................... 95

APÊNDICE L – GRÁFICOS DESENVOLVIDOS PARA EVOLUÇÃO DO

AFUNDAMENTO DA TRILHA DE RODA EM TRECHOS SITUADOS EM CLIMA

TROPICAL SEMIÁRIDO. ...................................................................................................... 96

ANEXO I: VALORES DAS ESPESSURAS DAS CAMADAS DOS TRECHOS PARA

CÁLCULO DO SNC. FONTE SONCIM (2011). .................................................................... 97

ANEXO II - REGULAMENTAÇÕES NA GESTÃO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS ... 98

12

1 INTRODUÇÃO

A necessidade de intervenção nas vias pavimentadas pode ser medida pela quantidade

de patologias manifestas na superfície, tais como: área de trincas, formação de trilhas de

rodas, surgimentos de “panelas”, quebra de bordo, desgaste e irregularidades longitudinais.

Em condições normais elas são causadas pelo uso comum da rodovia e a ação dos agentes

climáticos, se manifestando de maneira constante próximo ao final da vida útil estimada.

Em um projeto de engenharia rodoviária as variáveis são maiores devido a fatores como

a variedade de climas, diversidade de materiais de suporte e a variação na utilização da via,

portanto a gestão do desempenho destes empreendimentos são facilitadas por ferramentas que

possibilitem simulações das realidades vividas em campo.

Com o desenvolvimento da informatização no mundo, o controle das características dos

pavimentos asfálticos passou a ser feito através de softwares, que podem inclusive fazer

previsões sobre desempenhos futuros. Desenvolvido pelo Banco Mundial, o HDM-4 é uma

ferramenta que possibilita tanto a simulação de implantação de novas vias como a gestão de

estradas já implantadas, sugerindo a essas possibilidades de melhorias.

Conforme definido no projeto de implantação da via, o surgimento das patologias no

pavimento asfáltico está diretamente ligado à quantidade de vezes que a mesma é utilizada.

Neste contexto pode-se analisar os resultados fornecidos pelas previsões da ferramenta e

comparar com os dados do DERBA – Departamento de Infraestrutura de Transportes da

Bahia para o mesmo trecho no mesmo intervalo de tempo.

O Highway Development and Management Model, desenvolvido pelo Banco Mundial,

é uma ferramenta de auxílio utilizada em planejamento e programação de investimentos e

atividades de manutenção ou reabilitação de rodovias. O HDM é um modelo computacional

que simula condições físicas e econômicas através de um determinado período de análise,

para uma série de alternativas e cenários. As primeiras versões do HDM (HCM e HDM-II)

levavam em consideração apenas modelos de regressão simples que foram desenvolvidos a

partir de dados observados em estudos realizados em locais específicos.

No desenvolvimento do HDM-III e HDM-4, um maior grau de transferência foi inserido

nos modelos, considerando avanços tecnológicos e diferentes condições de climas. Isto foi

possível devido a aplicação de uma abordagem empírico-mecanística no desenvolvimento dos

13

novos modelos, onde teorias de movimento dos veículos e novas tecnologias,

comportamentos estruturais de diferentes tipos de materiais sob a ação de cargas do tráfego,

foram combinadas com dados operacionais de veículos e condições de rodovias levantados

em diversas localidades, por meio de técnicas estatísticas. O modelo de custos operacionais,

por exemplo, foi desenvolvido com base nos estudos realizados no Quênia, no Caribe, no

Brasil e na Índia entre meados das décadas de 70 e 80.

O HDM-4 inclui modelos de deterioração (Road Deterioration – RD) e modelos para

estimativa dos efeitos das atividades de manutenção e reabilitação nos pavimentos (Road

Works Effects – WE). Eles são utilizados com o propósito de se estimar a condição anual da

rodovia e para a avaliação relativa sobre quais atividades de manutenção e reabilitação

utilizar. Os custos das atividades de manutenção e reabilitação e construção também podem

ser relacionados aos custos dos usuários através de modelos de custos. No HDM-III estas

relações eram combinadas dentro de um único módulo chamado Road Deterioration and

Maintenance Effects (RDME), o que foi mudado na versão HDM-4, aparecendo em módulos

separados, o que facilita a consideração de uma grande variedade de intervenções usando

critérios baseados nos parâmetros de efeitos aos usuários.

Os modelos de deterioração do HDM-4 são mais flexíveis que os desenvolvidos para o

HDM-III, pois permitem o manuseio de uma variedade de pavimentos proporcionando o

ajuste dos modelos em função das condições de contorno apresentadas nas seções a serem

estudadas, e por utilizar modelos mais detalhados cujos efeitos são inter-relacionados. Outro

aspecto importante é a possibilidade de calibração. Nos modelos de deterioração, as taxas de

progressão e o efeito das intervenções são afetados pelo clima e pelas características dos

materiais de construção, por exemplo. No entanto, é possível que essas variáveis sejam

controladas através de fatores de calibração a serem incluídos nos modelos

(KERALI; ODOKI, 2000). Os modelos de deterioração do HDM são em função da estrutura

do pavimento e materiais utilizados, da qualidade do processo construtivo, do volume e da

composição do tráfego, das características geométricas, das condições ambientais, da idade

dos pavimentos e das atividades de manutenção.

14

1.1 JUSTIFICATIVA DO TRABALHO

A evolução de manifestações patológicas em pavimentos asfálticos provoca

descontentamento em todos os setores sociais, econômicos e políticos de uma comunidade.

Mesmo as pessoas que não possuem o hábito ou a necessidade de trafegar constantemente

pelas estradas afetadas são atingidas com o aumento dos preços das mercadorias que chegam

às cidades através do transporte terrestre, já que este é meio mais comum de circulação em

todo o território brasileiro. O reflexo do crescimento econômico do país chega às estradas,

aumentando a frota, muitas vezes em proporções não previstas no período de concepção da

pavimentação de determinado trecho.

Com mais dinheiro as pessoas viajam mais e dependem das condições encontradas nas

estradas para alcançar o descanso que procuram. Portanto além das necessidades diárias para

atendimento à saúde, educação e trabalho ainda existe o foco na interferência psicológica que

as condições das estradas trazem para o cotidiano das pessoas que as utilizam para chegar aos

destinos de lazer.

Para a manutenção das rodovias em condições de conforto, trafegabilidade e eficiência

econômica é preciso ter planejamento em longo prazo de forma a contemplar tanto a fase de

crescimento e mudança de hábitos de uma população, como também atender as exigências

que esta nova estrada pavimentada provoca. Portanto torna se necessário a utilização de

políticas de mapeamento das condições das rodovias de maneira rápida e útil. A

confiabilidade do HDM-4 Model, por sua utilização em diversas partes do mundo,

possibilitou a sua escolha para avaliação dos trechos deste estudo e comparação com os

resultados obtidos do modelo desenvolvido por Soncim (2011).

15

1.2 OBJETIVOS

• Este trabalho tem como objetivo principal avaliar a evolução de patologias dos

pavimentos através do HDM 4 Model utilizando dados de projeto e levantamento de

campo do DERBA.

Os objetivos específicos são os seguintes:

• Pesquisar os tipos de patologias existentes em pavimentos asfálticos e os fatores que

causam o surgimento e evolução das mesmas. Associar as causas de diferentes

manifestações patológicas nas estradas rurais do estado da Bahia, verificando as

associações entre o tempo de construção e a severidade das patologias encontradas em

cada trecho.

• Comparar os resultados fornecidos pelo software com os modelos propostos por

Soncim (2011).

• Verificar as possíveis interferências que o software pode causar na análise dos dados

fornecidos comparando com modelos de análises proposto por outros autores. Estes

modelos tem como objetivo a confirmação da acurácia das medidas adotadas neste

trabalho, visto que o uso da ferramenta por si só não garante a exatidão dos resultados

encontrados.

1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO

O capitulo 2 apresenta uma revisão bibliográfica do tema abordado neste trabalho. São

apresentados conceitos fornecidos no guia de usuário do software e também são apresentados

trabalhos relacionados ao estudo das patologias em pavimentos asfálticos, modelos de

desempenho de pavimentos asfálticos e análise de modelos através do HDM-4.

No capítulo 3 são apresentados os modelos de desempenho do HDM-4 Model e suas

variáveis. São apresentadas as limitações encontradas no uso do modelo e reforçada com as

16

descrições de limitações do manual de uso do software, bem como com o que foi descrito por

outros autores.

O capítulo 4 traz informações acerca da malha rodoviária do Estado da Bahia, referentes

a variedades de climas, relevo, precipitações pluviométricas e amplitudes térmicas nas

diferentes regiões da Bahia. Neste capítulo também são apresentados os critérios para

escolhas dos trechos que foram analisados neste trabalho.

No capítulo 5 são apresentados os modelos desenvolvidos com base em dados da Rede

de Rodovias do Estado da Bahia. Estes modelos foram utilizados para comparação gráfica

com os dados de saída do HDM-4.

No capítulo 6 são descritas as alternativas de intervenção nos trechos escolhidos que

foram simuladas nos modelos do HDM-4. Também neste capítulo são apresentados os

resultados de análise feita com os modelos de previsão de desempenho do software.

No capítulo 7 são comparados os modelos do HDM-4 com os modelos desenvolvidos

com base em dados da rede de rodovias do Estado da Bahia. São utilizados recursos gráficos

para comparação dos modelos dentro de um determinado intervalo.

No capítulo 8 são apresentadas as conclusões do trabalho e uma análise crítica do autor

acerca dos resultados encontrados.

As tabelas e gráficos que fazem parte do trabalho e não são objetos diretos de análise

durante o texto são expostas nos Apêndices deste trabalho, enquanto que os gráficos e tabelas

adotados de outros trabalhos são apresentados nos Anexos.

17

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 SISTEMA DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS

Os pavimentos rodoviários estão expostos à degradação devido aos fatores climáticos e

às cargas de tráfego. No caso de falhas no sistema de drenagem e infração dos limites de

cargas máximos para os quais as camadas do pavimento foram projetadas a vida útil da

estrada tende a reduzir, fazendo com que sejam perdidas as previsões de intervenção na

rodovia.

Para a manutenção da serventia com conforto e segurança os órgãos rodoviários

necessita obter informações da rede de rodovias e monitorá-las corriqueiramente. Para

auxiliar na tomada de decisões, tanto em campo por meio de técnicos rodoviários como em

nível administrativo e político, é necessário a implantação de mecanismos de

acompanhamento da evolução do tráfego e o controle de surgimento de patologias. (Ver

figura 1).

Figura 1 - Gráfico de variação de serventia dos pavimentos asfálticos. Fonte DNIT, 2011.

O desempenho do pavimento flexível representa a capacidade de atendimento às

solicitações impostas a suas camadas no decorrer de sua vida útil. Estas solicitações são

18

provenientes, em condições normais, de fontes previstas em projeto tais como cargas de

tráfego e fatores climáticos como chuva e insolação. O comportamento verificado a partir

destas solicitações define a condição atual e permite, através de modelos probabilísticos ou

determinísticos, a previsão do comportamento em um determinado tempo futuro.

A interpretação do desempenho oferecido por um determinado pavimento busca

identificar de maneira objetiva a sua condição atual e futura, possibilitando definir de forma

racional as ações que compõe um Sistema de Gerência de Pavimentos (GONÇALVES, 1999).

Segundo o próprio Gonçalves (1999, pág. 3), “A geração de um diagnóstico confiável é

fundamental para que os responsáveis pelo processo de tomada de decisões relativas ao tipo, a

como e quando deverão ser realizadas intervenções em um determinado pavimento possam

compreender o desempenho oferecido e, então, se permitirem lançar mão de medidas que

efetivamente possibilitem o controle dos mecanismos que estão concorrendo para a queda da

serventia do pavimento”.

Diferentes métodos de avaliação dos pavimentos levam a diferentes tipos de decisões

gerenciais. Assim que, o método selecionado para avaliar as condições dos pavimentos é

extremamente importante, pois será a base de todas as recomendações. Por esta razão, é de

vital importância a escolha de um processo com critérios objetivos e representativos

(MACEDO, 2008).

As avaliações de desempenho dos pavimentos podem ser tanto em nível de rede quanto

em nível de projeto. Em nível de rede são avaliadas as condições gerais de uma malha viária

administrada por uma mesma agência, chegando a uma expectativa de vida útil média

representativa. Em nível de projeto se trata mais detalhadamente das características da via,

sendo que se aplica a condições de intervenções pontuais dentro de uma rede. Estas condições

pontuais podem ser correções em trechos de uma única rodovia ou alocação de serviços em

trechos com condições semelhantes de deterioração em diferentes rodovias.

Em nível de rede, a previsão do desempenho do pavimento é importante para uma

adequada atividade de planejamento, priorização de projetos e alocação de recursos. Em nível

de projeto, é importante para o estabelecimento de ações corretivas específicas, que têm de ser

realizadas em cada trecho analisado. Entretanto, a acurácia das previsões tem de ser maior nas

análises em nível de projeto do que para as análises em nível de rede, pois estas últimas

envolvem estimativas globais com o propósito de programação de investimentos (SONCIM,

2011).

19

A avaliação de desempenho de pavimentos asfálticos compreende uma etapa do SGP

dentro de uma lógica bem ampla que envolve as condições climáticas e relevo da região;

surgimento da via desde o planejamento, projeto, construção e obras de manutenção,

reabilitação e melhoramento; e as particularidades rodoviárias de cada região (tecnologias

construtivas, materiais e tráfego).

O sistema de gerenciamento rodoviário não depende de decisões técnicas simplesmente,

portanto as questões políticas e orçamentárias se tornam importantes na implantação de um

SGP formando uma cadeia a partir de uma logística anterior de planejar, projetar, construir e

manter. Em um sistema integrado cresce a importância da pesquisa e da criação de banco de

dados na tomada de decisões tanto em nível de projeto de reconstrução da estrada, em caso de

elevada degradação, como em esferas menores que envolvem o planejamento de pequenas

atividades de manutenção de pavimentos. (Ver Figura 2).

Figura 2 - Organograma de um Sistema de Gerência de Pavimentos. Fonte DNIT, 2011.

O Manual de Gerência de Pavimentos do DNIT (2011) estabelece 07 (sete) etapas para

implantação de um SGP, sendo elas: Decisão inicial; Organização de uma comissão de

implantação do sistema; Indicação da equipe do sistema; seleção ou desenvolvimento do

20

sistema de manutenção dos pavimentos; Demonstração e funcionamento do sistema;

Implantação do sistema de gerência de pavimentos; e Revisão periódica.

Em se tratando de Gerência de Pavimentos, inicialmente o foco é na manutenção e

reabilitação de estradas. Estas atividades são derivadas das decisões, a depender do caso em

nível de rede ou em nível de projeto.

2.2 MANUTENÇÃO E RECUPERAÇÃO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

O objetivo maior do pavimento (...) deverá se constituir de atender, adequadamente, às

suas funções básicas. Por esse motivo, deverá ser ele concebido, projetado, construído e

conservado de forma a apresentar, invariavelmente, níveis de serventia compatíveis e

homogêneos, em toda sua extensão, os quais são normalmente avaliados através da apreciação

de três características gerais de desempenho: a segurança o conforto e a economia (MANUAL

DE PAVIMENTAÇÃO DO DNIT, 2006).

Quando se trata de manutenção de pavimentos asfálticos, deve se ter a intenção de

antever a ocorrência de patologias que causem transtorno ao tráfego local, ou mesmo à

estrutura do pavimento e que futuramente possam provocar manifestações patológicas

perceptíveis publicamente e possivelmente mais danosas aos usuários e ao órgão

administrador da via.

Dentro dos critérios de manutenção de estradas pavimentadas, o DNIT costuma utilizar

o termo “reabilitação” como um tipo de manutenção. Segundo o Novo Dicionário Aurélio

(2004) manter é “prover do necessário a subsistência” enquanto que reabilitar é “restituir ao

estado anterior, aos primeiros direitos (...)”. Desta forma percebe-se a necessidade de

diferenciação nas atividades inerentes a cada uma destas intervenções rodoviárias.

Desta forma o Manual de Restauração de Pavimentos do DNIT (2006, pág. 28) define

manutenção como “um processo sistemático a que, de forma contínua, deve ser submetida

uma Rodovia, no sentido de que esta, de conformidade com suas funções e magnitude de

tráfego, venha a oferecer ao usuário, permanentemente, um tráfego econômico, confortável e

seguro, em consonância com competentes preceitos de otimização técnico-econômica do

Custo Total de Transporte”.

21

Os conceitos, dentro do contexto de avaliação de estradas, na prática são distintos uma

vez que a manutenção consiste nas atividades para garantir as características consideradas

pelo órgão responsável pela rodovia como adequadas à circulação de veículos, enquanto que a

reabilitação trata de obras que visam devolver as condições de tráfego a via após a mesma ter

sofrido degradação. Sendo assim a restauração (ou reabilitação) é uma parte específica da

manutenção de estradas que possui suas atividades mais complexas se aproximando em

alguns casos com a própria implantação da rodovia pavimentada.

Quando a intervenção visa uma mudança nas condições estruturais de qualquer das

camadas do pavimento se faz necessário o isolamento de faixas de tráfego ou mesmo toda a

estrada em determinada seção, o que requer a construção de estradas temporárias tanto para

obras quanto para do público local. Este tipo de intervenção significa custos indiretos altos na

restauração de estradas e, portanto devem ser contemplados no Sistema de Gerência de

Pavimentos de forma que os riscos sejam mínimos.

Diante da variabilidade de utilização dos termos a diferenciação entre manutenção e

restauração pode ser muito sutil se avaliados em diferentes bibliografias. Deste modo adota-se

neste trabalho a definição do termo restauração do Manual de Restauração de Pavimentos

Asfálticos do DNIT (2006) (pág. 27) como sendo “recuperação dos atributos funcionais e

estruturais do pavimento”. O mesmo define que “fica prevalecendo o entendimento de que tal

processo de recuperação se materializa através da execução de intervenções físicas na

Rodovia”.

Segundo o próprio Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos do DNIT (pág. 28)

“os termos Remendos, Reparo e Reparação com frequência utilizados na linguagem da

Manutenção Rodoviária, não comportam definição específica e ou mais precisa, porquanto

dizem respeito a uma gama de serviços de conservação de caráter corretivo/preventivo que

podem contemplar, indiferentemente, além do pavimento, os demais componentes da

infraestrutura da via”.

Dentro de todas estas atividades o que interessa mesmo é a disponibilização da via em

condições conforme projetadas para o nível de serviço requerido pela via, e para isso podem

ser destacados quatro tipos de intervenções, sendo a primeira preventiva e as demais

corretivas: conservação rodoviária, intervenção corretiva de rotina, intervenção corretiva

periódica e atividades de emergência.

22

Segundo o Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos, 2006 (pág. 29), a

conservação rotineira “é o conjunto de operações rotineiras, periódicas e de emergência

desenvolvido com o objetivo de preservar as características técnicas e físico-operacionais do

sistema rodoviário e das instalações físicas, dentro dos padrões de serviço pré-estabelecidos e

compatíveis com os preceitos de otimização técnico-econômica do “Custo Total de

Transporte”. Tais ações de Conservação Rodoviária devem ser programadas e continuamente

executadas, ao longo de cada um dos ciclos de vida do pavimento e tendem a ser tornar

antieconômicas quando alcançado ou ultrapassado o final de tal ciclo”.

Percebe-se neste contexto abordado pelo DNIT que as manutenções comuns tratadas

neste trabalho tornam-se desgastante do ponto de vista técnico, econômico e social quando as

condições apresentadas pela via em termo de patologias não permite intervenções a baixo

custo que durem por longos períodos ou mesmo que não venham a promover condições

inseguras aos usuários da via.

A conservação rotineira atende ao monitoramento de um SGP eficiente onde tem como

objetivo intervir em pequenas manifestações patológicas que surgem em locais isolados. No

cotidiano de pavimentação costuma se associar a estas atividades também as tarefas de

limpeza em margens de rodovias e desobstrução de canais de drenagem, o que não consiste no

atual estudo, apesar de ser causa para muitas manifestações patológicas no decorrer da vida

útil do pavimento.

As intervenções corretivas periódicas têm por objetivo evitar a manifestação de

patologias. Estas intervenções não estão associadas ao ciclo de vida global do pavimento e

podem surgir tanto por falhas na construção, no projeto ou nos materiais quanto pela ação

humano inadequada como tráfego de máquinas de grandes cargas por eixo. O planejamento

para execução destas intervenções varia de uma região para outra, visto que os fatores naturais

como temperatura, pluviosidade e topografia são bem distintos em todo o Brasil. No caso do

estado da Bahia são verificadas grandes variações de temperatura em um mesmo dia o que

sugere o uso de um ligante asfáltico de grande capacidade resiliente.

A última das atividades de manutenção aqui descritas sem a alteração das

características do pavimento ou interrupção da via para completa restauração são as atividades

de emergência.

No âmbito do melhoramento para atendimento a novas condições de tráfego de uma

região, o Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos divide em quatro tipos de obras:

23

“Adequação da Capacidade e Segurança de Tráfego da Rodovia; Restauração e Reabilitação

do Pavimento da Rodovia, incluindo Melhoramentos Físicos e Operacionais decorrentes de

Intervenções de Baixo Custo; Restauração e Reabilitação do Pavimento da Rodovia, incluindo

os melhoramentos objetivando, de forma plena, a Adequação da Capacidade e Segurança do

Tráfego; Duplicação da Rodovia.”

Lembrando que, conforme acima descrito, estas atividades não se enquadram nem na

manutenção rotineira para evitar o surgimento de patologias nem na intervenção para restituir

as condições de trafegabilidade com conforto, economia e segurança, caracterizando-se pela

perda da capacidade de atendimento ao tráfego antes do tempo previsto em projeto.

No decorrer do estudo é comum confundir diversos termos quando trata-se de soluções

para a evolução de manifestações patológicas em pavimentos asfálticos. Entre estas possíveis

confusões cabem destacar a diferença nítida que existe entre recuperar um pavimento com

restauração e recuperar um pavimento com reabilitação.

Quando se trata de uma recuperação de pavimento restaurando-o está relacionado a

pavimentos onde suas condições de trafegabilidade não estão inteiramente comprometidas e

seu ciclo de vida está chegando ao final, conforme descrito no Manual de Restauração de

Pavimentos Asfálticos (pág. 31) “essa solução em geral, deverá recair, na execução de

recapeamento do pavimento existente e havendo ainda a opção de executar a modalidade

reconstrução do pavimento, para situações isoladas ou áreas localizadas”.

Portanto não são planejados para estes casos intervenções em camadas de base, sub-

base, ou reforço de subleito, a menos que em caso esporádico existam manifestações, como

“panelas” que atinjam estas camadas. Para estes casos muitas vezes são aumentadas as

espessuras do pavimento asfálticos, necessitando a correção do Número Estrutural do

pavimento (SN – Structural Number, em Língua Inglesa).

Na recuperação de pavimentos com reabilitação não são mais vistas condições hábeis de

tráfego para a rodovia, que deve acontecer ao final do ciclo de vida previsto em projeto. Estas

patologias se encontram com tendências irreversíveis tanto do ponto de vista funcional quanto

estrutural. Para este caso deve ser definido o valor residual de pavimento para definição da

solução de acordo a nova condição de tráfego esperada.

Segundo o Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos, “essa solução em geral,

deverá recair, na execução de recapeamento do pavimento existente e havendo ainda a opção,

para extensões significativas, da execução da modalidade “reconstrução do pavimento” –

24

modalidade esta que tenderá a ser predominante, na medida em que se amplie a defasagem

entre o final do ciclo de vida do pavimento e a efetiva execução das obras de recuperação”.

Cabe salientar a importância das etapas envolvidas em um processo de restauração e a

identificação do problema consiste na primeira etapa para definição de uma solução eficiente,

sendo estendida da coleta de dados em campo, avaliação dos dados e identificação das

possíveis interferências, que podem ser as condições de tráfego, mão de obra local

indisponível, materiais impróprios, investimentos insuficientes e não contemplação por parte

do Sistema de Gerência de Pavimentos desenvolvido no local.

A partir da identificação do problema se procede com a enumeração das soluções

possíveis e a definição da melhor solução por eliminação. Esta melhor solução deve partir de

diversas hipóteses de restauração e simulações de camadas.

Nesta etapa que surge a avaliação econômica das melhores soluções técnicas, sendo que

os custos devem atender ao desprendimento de capital com serviços de manutenção rotineiros

em longo prazo. O Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos determina que “muitos

fatores não monetários devem ser considerados na determinação da medida adequada de

restauração. Alguns desses fatores são: vida de serviço, duração da construção, problemas de

controle de tráfego, confiabilidade, facilidade de construção ou conservação”.

Cabe salientar o menor custo em diversos aspectos em cada uma das intervenções em

um pavimento asfáltico. Estes custos relaciona-se com o desprendimento econômico por parte

do governo em obras de conservação, restauração ou reabilitação, custo com saúde pública,

custo de transportes individuais, custos de vidas humandas e ainda o custo ambiental com os

maiores tempos de viagem que consomem mais combustíveis e poluem mais.

Segundo Senço (2001, pág. 531), “o melhor tratamento que um pavimento pode ter é

uma conservação eficiente, não devendo ser confundidos trabalhos específicos de reforço com

trabalhos destinados a suprir falhas decorrentes da falta de conservação”.

2.3 DEFEITOS NOS PAVIMENTOS FLEXÍVEIS

Durante o projeto de pavimentação são estudados fatores que possam interferir no

desempenho da estrada em determinada região. Esses fatores levam em conta tanto o

desenvolvimento da região com a implantação da estrada quanto os fatores que existem

25

independentes da tecnologia ou materiais utilizados para construção da estrada como a

variação de temperatura durante o dia e em cada estação do ano. A solução adotada deve ser

justificada economicamente e tecnicamente.

A durabilidade dos materiais não é definida como um intervalo exato até sua inutilidade,

mesmo com seu uso adequado. Porém com o avanço nas pesquisas tornam cada dia mais

preciso o tempo de vida estimado para cada compósito da mistura de um pavimento asfáltico.

Baseado nesta previsão torna possível a elaboração de programas de manutenção de uma

estrada sem grandes variações.

Os defeitos de pavimentos podem ocorrer tanto de forma funcional – quando não existe

mais condição de trafego seguro – quanto estrutural, onde se percebe a falha de alguma das

camadas devido à fadiga do material ou não atendimento às condições atuais de solicitação.

Estas identificações, apesar de conotativas, são feitas em sua maioria pelos próprios usuários

da via e acabam sendo confirmadas em estudos e ensaios específicos para caracterização do

pavimento quanto ao atendimento as condições básicas de trafegabilidade: economia,

segurança e conforto.

De maneira mais precisa e sistemática uma avaliação de condição superficial deve ser

feita por profissional capacitado para identificar as patologias presentes no pavimento e

classificá-las de acordo ao descrito pelos órgãos rodoviários, tornando assim uniforme e

garantindo a alimentação dos modelos em nível de rede.

Gonçalves (1999) separa a avaliação de pavimentos para identificação de patologias em

três formas: avaliação de condição funcional, avaliação de deterioração de superfície e

avaliação de condição estrutural.

No mesmo trabalho menciona que a avaliação de condição funcional “destina-se a

avaliar a condição do pavimento de acordo com a visão do usuário, de modo a se detectar as

deficiências merecedoras de atenção. Compreende o levantamento dos aspectos que afetam

mais diretamente ao usuário da rodovia, na forma de conforto ao rolamento (relacionado aos

custos operacionais dos veículos), tempo de viagem (que também pode ter um custo

associado) e segurança (custo de acidentes)”.

A má qualidade dos serviços de implantação da estrada pode se manifestar em

patologias logo nos primeiros meses de abertura da estrada ao tráfego e a principal desta

patologias é a irregularidade Longitudinal, comumente chamada de IRI – Internacional

26

Roughness Index – ou índice de irregularidade longitudinal, em Língua Portuguesa. (Ver

Figura 3).

No Brasil esta irregularidade já foi medida pelo QI (quociente de irregularidade), porém

atualmente o IRI é o utilizado para medidas da irregularidade longitudinal, conforme descrito

no Manual de Gerência de Pavimentos (2011). A tabela 1 é utilizada pelo DNIT para

avaliação conceitual do pavimento:

Tabela 1 - International Roughness Index. Limites do DNIT. Fonte DNIT.

Descrição Conceito 0 ≤ ID ≤ 2,5 5 - Ótimo

2,5 < ID ≤ 3,0 4 - Bom 3,0 < ID ≤ 4,0 3 - Regular 4,0 < ID ≤ 5,5 2 - Ruim

ID > 5,5 1 - Péssimo

Figura 3 - Irregularidade longitudinal provocada por correção das panelas.

Outra manifestação patológica que é percebida em pouco tempo de uso do pavimento é

o desgaste em pontos esporádicos, ou trechos homogêneos.

“A avaliação de superfície de um pavimento consiste do registro da extensão,

frequência e severidade dos defeitos de superfície existentes”, (GONÇALVES, 1999).

Na avaliação de superfície deve ser identificado o tipo do defeito, sendo que podemos

ter mais de um defeito em um mesmo trecho, apesar de está prevalecendo mais do que o

27

outro. E neste estudo de prevalência se tem a necessidade de quantificar estes defeitos e o

quanto são danosos ao uso da via.

A identificação do defeito em larga escala dentro de um trecho, estendendo-se por

longas distâncias pode ser entendido como uma falha de processo ou material específico para

o trecho. Entretanto se estas patologias se repetem em diversos trechos torna-se necessária

uma avaliação mais detalhada dos casos e a associação entre eles, caso haja.

O DNIT caracteriza o quanto está deteriorada uma rodovia de acordo ao Índice de

Gravidade Global – IGG, e a partir dele conceitua trechos, vias e malhas. Estes valores de

IGG variam de 0 (zero) a 180 (cento e oitenta). Sendo que um IGG com valor 0 (zero)

representa um pavimento ótimo, enquanto que o IGG 180 (cento e oitenta) caracteriza uma

estrada onde não existe mais condição de circulação dentro dos preceitos de segurança,

economia e conforto.

Segundo Gonçalves (1999), “a condição estrutural de um pavimento denota sua

adequação ou sua capacidade de resistir à deterioração provocada pela passagem das cargas

do tráfego. Assim, um retrato completo da condição estrutural de um pavimento deve ser

composto pelos seguintes elementos: Parâmetros que descrevam a deformabilidade elástica ou

viscoelástica dos materiais das camadas, sob as condições de solicitação impostas pelas cargas

transientes dos veículos; Parâmetros que descrevam a resistência dos materiais ao acúmulo de

deformações plásticas sob cargas repetidas (...); e, Integridade das camadas asfálticas e

cimentadas, expressa pelo grau de fissuramento”.

Os ensaios para identificação destas condições devem ser feitos em campos e pode

decorrer com a “destruição” de parte do pavimento com ensaios destrutivos ou simular

situações menos severas com ensaios não destrutivos.

As variáveis principais que são usadas nos diversos modelos de deterioração são

associadas com os seguintes: clima e meio ambiente; tráfego; histórico do pavimento;

geometria da estrada; características estruturais do pavimento; e propriedades dos materiais,

(KERALI et al, 2000).

As variáveis relacionadas ao clima tem influência da temperatura, precipitação e

manifestações de inverno, como a neve. No caso estudado devemos nos preocupar com as

duas primeiras visto que serão analisadas estradas em uma região onde não existem invernos

rigorosos. As variáveis relacionadas ao tráfego dizem respeito à quantidade de veículos que

28

trafega pela estrada e carga característica por eixo dos veículos. O histórico do pavimento está

relacionado com os serviços de manutenção e recuperação que são executados no pavimento.

O tempo de vida de projeto é o período no qual é possível a utilização segura e

confortável do pavimento. O desconforto na circulação aumenta com o aumento de

patologias, algumas delas com aparecimento imediato a construção devido a fatores como

materiais e métodos inadequados ou falha na execução. As normas brasileiras de

pavimentação descrevem as principais patologias possíveis de ocorrer, as quais serão

comentadas a seguir.

O modelo para desgaste utilizado pelo HDM-4, versão 1.10 (2000) define que a

primeira manifestação patológica em um pavimento asfáltico projetado e executado conforme

os padrões de qualidade tende a ser o desgaste da superfície. Entretanto este desgaste não

deve causar desconforto ao trafegar e nem ser facilmente percebido mesmo pelos avaliadores

dos órgãos rodoviários. (Ver Figura 4).

Figura 4 - Desgastes provocados pela perda de ligantes e agregados. Fonte Surface Engineering.

“O desgaste superficial é uma associação do tráfego com o intemperismo. No limite

podemos ter uma superfície polida comprometendo a segurança à Drenagem” (SILVA, 2008).

Segundo Kerali (2000) “o desgaste de superfície é a perda progressiva do material da

superfície através dos fatores climáticos e abrasão de tráfego. A ocorrência do desgaste varia

consideravelmente em quantidade para diferentes regiões e países de acordo aos métodos

construtivos, especificações, materiais disponíveis e práticas locais”.

Outro defeito presente em pavimentos asfálticos são as trincas, caracterizadas por

descontinuidades na superfície do pavimento. Estas aberturas podem ser isoladas e

milimétricas ou mesmo estender-se a falhas mais acentuadas e interligadas com demais

29

fissuras em múltiplas direções. Segundo a Norma Brasileira DNIT 005/2003 TER, estas

fendas podem ser classificadas em:

Fissuras: quando não podem ser vistas, a vista desarmada, com distância do ponto de

visão maior que 1,50 metros e não causam problemas funcionais ao pavimento;

Trinca: consiste na abertura de fácil identificação sem auxílio de aparelhos de precisão,

apresentando-se de maneira isolada ou interligadas entre si. Pode ser vista a olho desarmado

com distâncias superiores a 1,50 metros. As trincas isoladas podem ser horizontais ou

verticais (sendo definidas como longas se forem maiores que 1 metro) comumente originadas

das cargas de utilização ou intempéries, enquanto que as trincas de retração originam da

fabricação do elemento, mais comum em pavimentos rígidos e semirrígidos. As trincas

associadas podem ser mapeadas tipo “couro de jacaré” as quais podem não representar

prejuízos funcionais ao pavimento, ou podem ser formada de blocos com arestas quebradas

que podem causar problemas de erosão com maior rapidez. (Ver Figura 5).

Figura 5 - Área trincada tipo "couro de jacaré". Fonte Public Domain.

O afundamento de trilha de roda é outro tipo de patologia presente nas rodovias de

pavimentos flexíveis. Sua origem decorre da perda de “elasticidade” do material de suporte

para a camada de rolamento, podendo ocorrer solevamento - afastamento do concreto

asfáltico - provocando o levantamento em pontos vizinhos. (Ver Figura 6).

“Os afundamentos são deformações plásticas (ou Permanentes), caracterizado por

depressão longitudinal da superfície do pavimento e podem ser plástico ou de consolidação. A

30

ação repetida da passagem das cargas de roda dos pneus e o fluxo canalizado dos veículos

comerciais é que causam as deformações”, (SILVA, 2008).

O afundamento passa por três fases na operação de uma estrada: a consolidação, que vai

do período de execução do pavimento até sua acomodação na posição que permanecerá na

maior parte da utilização da estrada; o afundamento elástico, onde a superfície se deforma

quando o veículo passa e retorna a situação anterior ao carregamento após ser descarregada,

sendo que esta fase não deve promover patologias ao pavimento; por último tem-se o

afundamento plástico, quando o material perde a resiliência e alcança a fluência plástica em

uma ou mais camadas que constitui o pavimento.

Figura 6 - Afundamento da trilha de roda. Fonte Wikipédia.

As deformações elásticas podem ocorrer também pela expansão térmica, onde o

pavimento se deforma em todas as direções e alcança níveis de solicitações máximas quando

combinados com as cargas de tráfego.

A ondulação transversal é outro tipo de manifestação patológica que pode está presente

na superfície de rolamento causando desconforto. Sua origem pode ser por patinação de

veículos em trechos de aclives e por alívio de tensões de tração na superfície. Esta

manifestação ocorre com frequência em vias urbanas onde existem constantes

engarrafamentos e são encontradas vias com maiores inclinações se comparada com estradas

rurais. Neste trabalho não serão avaliadas isoladamente tais manifestações patológicas pois o

mesmo trata de vias rurais, onde tal defeito pode ser representado dentro da irregularidade

31

longitudinal, entretanto possui origens normalmente ligadas aos defeitos de execução do

pavimento.

As tensões tangenciais aos pavimentos podem dar origem ao escorregamento da camada

de rolamento em relação à camada subjacente formando trincas. Essas tensões tangencias são

originadas, comumente, pela patinação de veículos em regiões de aclive, por aceleração e por

frenagem dos veículos.

Outra manifestação patológica que provoca custos diretos ao usuário da via é a “panela”

ou buraco (a irregularidade longitudinal também causa custos diretos com manutenção dos

veículos), que é antecedida de outros defeitos, como trincas e desgaste de superfície. As

panelas são aberturas na superfície do pavimento que pode alcançar demais camadas. Estas

manifestações podem ser causadas também pela falta de aderências entre as camadas do

pavimento. (Ver Figura 7).

Figura 7 - Panelas atingindo camada de base. Fonte The Expired Meter.

Segundo Silva (2008), “os buracos são evoluções das trincas, afundamentos ou

desgaste. A água presente no interior do pavimento é comprimida, e sendo ela incompressível,

tende a desagregar ou amolecer as camadas do pavimento e desta forma aumentar os

afundamentos em trilhas de roda”.

A água presente nas camadas inferiores do pavimento agrava a formação de panelas em

pavimentos trincados, pois esta água que ascende por capilaridade carrega os grãos finos da

camada de base e deixa o pavimento descalçado. Com o decorrer do tempo os blocos de

pavimento se soltam.

32

No modelo de avaliação do HDM 4 Tool, a panela é definida como os buracos maiores

ou iguais a 100 milímetros de profundidade em uma área de 0,1 metro quadrado (10 litros).

Se as correções das demais patologias não forem bem feitas, os remendos podem

representar risco ao usuário da rodovia. Os remendos podem ser feitos desde as camadas

inferiores de base de sub-base, normalmente com formas retangulares, ou somente no

revestimento asfáltico com geometria irregular.

A quantidade de ligante asfáltico definido para cada mistura deve ser obedecida, dentro

dos limites de tolerância, visto que a desobediência pode causar além de prejuízos

econômicos (pois o ligante asfáltico é o material mais caro constituinte do pavimento) ao

empreiteiro ou contratante, também desconforto na trafegabilidade e risco de acidentes

proporcionados ao usuário. Os defeitos comuns decorrentes desta não conformidade são a

exsudação (excesso de ligante presente na superfície) e o desgaste (deficiência de ligante

asfáltico que deixa o agregado exposto). Os desgastes podem ser causados, também por

tensões tangencias arrancando o agregado da superfície ou afiando-os. Este desgaste é tratado

separadamente em uma seção específica.

Em períodos de pico nas rodovias brasileiras é comum a circulação descontrolada de

veículos pelos acostamentos quando há formação de congestionamentos nas pistas de

rolamento. Esta prática pode causar a quebra de bordo tanto da zona de transição entre a pista

de rolamento e o acostamento quanto à desagregação da borda externa do acostamento,

podendo chegar ao surgimento de panelas. Esta manifestação patológica pode ser quantificada

em metros por quilômetro de quebra. (Ver Figura 8).

33

Figura 8 - Quebra de bordo. Fonte Western Bay of Plenty.

Outro indicador da qualidade do pavimento, utilizado mundialmente, é o IRI

(International Roughness Index) que mede a quantidade de metros por quilômetro de estrada

com presença de irregularidades longitudinais. Um IRI alto (maior que 4,0 m/Km no Brasil é

considerado ruim, conforme tabela do DNIT apresentada na página 25 deste trabalho) provoca

a perda das características de drenagem e causa desconforto na trafegabilidade. A norma

brasileira DNER-PRO 182/94 prescreve o ensaio feito com um veiculo possuindo integrador

laser que percorre a estrada em velocidade controlada coletando imagens e traçando um perfil

longitudinal da estrada. Entretanto este equipamento não fornece um valor característico de

IRI para a estrada, devendo este valor ser calculado por métodos matemáticos.

O IRI é o parâmetro internacional para definir as irregularidades longitudinais do

pavimento, o qual é utilizado pela ferramenta de tratamento de dados HDM 4 Tool. Entretanto

a norma do DNIT (ainda em referência ao antigo DNER – Departamento Nacional de

Estradas e Rodagens) DNER ES-173/86 preconiza o uso do Quociente de Irregularidade (QI),

mostrando os caminhos para o cálculo do mesmo.

A American Society for Testing Materials (ASTM), de acordo com a especificação

E867-82, define a irregularidade como “desvios de uma superfície, em relação a uma

superfície verdadeiramente plana, com dimensões características que afetam a dinâmica do

veículo, a qualidade do rolamento, a dinâmica das cargas e a drenagem”.

Conforme descrito no Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos (2006), “a

condição de um pavimento representa o nível de degradação resultante dos processos

34

associados ao meio ambiente e ao seu uso continuado pelo tráfego. A avaliação desta

condição é possível por meio do conhecimento de diversos parâmetros de referência, já

normalizados, que permitem a determinação das condições de superfície, condições

estruturais, condições de rugosidade longitudinais, avaliação das solicitações do tráfego e

condições de aderência pneu/pavimento”.

As normas e procedimentos definidos pelo DNIT para os serviços relacionados a cada

situação serão descritos em uma seção específica. A norma DNIT 005/2003 – TER codifica os

defeitos em dois grandes blocos, onde o primeiro se relaciona as fendas e o segundo aos

demais defeitos.

A atividade de um pavimento envolve a interação entre camadas com diferentes

materiais, os quais possuem propriedades mecânicas diferentes e devem trabalhar solidários

para promover o melhor desempenho estrutural e funcional de uma via. Com o decorrer do

tempo as mudanças que ocorrem no pavimento fazem com o mesmo não se comporte mais

como projetado necessitando de correção dos parâmetros para a nova situação.

O número estrutural de um pavimento, baseado na capacidade de suporte do subleito ou

CBR – California Bearing Ratio - compreende em um meio eficiente de quantificar o

desempenho do conjunto projetado, porém deve ser corrigido para o SNC – Structural

Number, que possui o indicador de resistência previsto no Procedimento DNER PRO-159/85.

Esta correção define a redução da resistência quando existe o desgaste, trincamento,

afundamento da trilha de roda, buracos e irregularidades no pavimento, como também permite

o aumento do SNC em caso de atividades de recuperação como recapeamento.

35

3 MODELO DE ANÁLISE COM O USO DA FERRAMENTA HDM-4

No presente trabalho foram feitas avaliações de trechos de estradas pavimentadas com

TSD através do software HDM-4. O HDM-4 é uma ferramenta desenvolvida pelo Banco

Mundial para análise de investimentos em empreendimentos rodoviários, podendo ser estes de

implantação de uma nova estrada, melhoramento de uma estrada existente através de obras de

ampliação e reparos ou melhorias na gestão da estrada que possibilite maior conforto e

segurança na trafegabilidade.

O uso da ferramenta leva em conta a confiabilidade que a mesma possui no meio

técnico e econômico de gestão de estradas, uma vez que os dados de saída do software são

utilizados para concessão de investimentos, por instituições reconhecidas como o BID (Banco

Interamericano de Desenvolvimento) e o BIRD (Banco Internacional para Reconstrução e

Desenvolvimento).

As diversas versões do modelo têm sido amplamente utilizadas em um número de

países, e tem sido instrumento na justificativa de orçamentos para manutenção e reabilitação

de estradas em muitos países. Os modelos têm sido utilizados para investigação da viabilidade

econômica dos projetos de estradas em mais de 100 países e para otimizar benefícios

econômicos sob diferentes níveis de despesas, (KERALI, 2000).

O HDM-4 é um melhoramento do modelo HDM III surgido em 1979. O HDM III teve

origem em modelos como a parceria com o Transport and Road Research Laboratory

(TRRL) em 1968, utilizados para a gestão de estradas no mundo. A versão atual do software

já passou por melhoramentos desde seu surgimento em 1998, permitindo a análise com maior

precisão e menor nível de risco assumido na concepção de um projeto de engenharia.

Entretanto o HDM-4 não será utilizado como ferramenta para decisão sobre investimento

neste trabalho, fato que permite a utilização do software sem a necessidade de levantamentos

detalhados de campo para atualizar as informações fornecidas pelo DERBA.

Segundo Kerali (2000) a adesão do modelo por parte dos países desenvolvidos, ao invés

de apenas países em desenvolvimento, agregou valor à ferramenta visto que as pesquisas se

encontravam mais avançadas nestes países. Esta adoção permitiu, por exemplo, incluir

previsões de custos pessoais de cada usuário com o estado da via. Por outro lado esta

massificação do uso traz novos desafios para a engenharia rodoviária, verificando a

36

necessidade de incluir no modelo capacidades de análise mais minuciosas, tais como: efeitos

dos congestionamentos, efeito dos climas gelados, maior quantidade de tipos e estruturas de

pavimentos, segurança nas estradas e efeitos sobre o meio ambiente.

O modelo HDM-4 permitiu a inserção de dados de pesquisa da indústria automobilística

e instituições de ensino do mundo inteiro para que pudesse atender aos anseios da região a

que pertencia o estudo. Este fator reduziu as limitações da ferramenta. Através da

segmentação da análise, o software permite a tomada de decisões por intervalos e por setores,

facilitando a identificação de interferências, e separando os dados para serem utilizados a

nível de projeto, ou mantê-los interligados para tratamento em nível de rede. O modelo atual

do software é dividido em quatro grandes fases, no projeto de uma estrada: planejamento,

programação, orçamentação e execução. No que diz respeito à análise da evolução de

patologias superficiais nos 18 (dezoito) trechos avaliados podem ser estimado o tempo ideal

para intervenções corretivas no pavimento asfáltico.

O HDM-4 pode exportar resultados para outros softwares alimentando bancos de dados

existentes nos órgãos rodoviários. Da mesma forma pode receber dados de outras ferramentas

de controle e gestão de estradas e processá-los para fornecimento de previsões de custos

sociais e econômicos. Não é necessário o preenchimento de campos que não serão úteis ao

estudo para que o software possa processar e fornecer resultados coerentes, não induzindo a

simulação teórica de situações quando não se possui dados para as mesmas.

Segundo o Manual de Gerência de Pavimentos do DNIT (2011), o Sistema HDM-4

permite a análise econômica de uma rodovia, ou de uma rede de rodovias, sob a jurisdição do

DNIT, pela aplicação de 3 (três) métodos de avaliação, quais sejam: análise de projeto, análise

de programa e análise de estratégia. Estes três tipos de análise são previstos no trabalho

publicado por Kerali (2000) com a função de apresentar a ferramenta.

Conforme exposto por Kerali, (2000) no trabalho Overview of HDM-4 quando é

considerada a aplicação do HDM-4 é necessário ter uma visão do processo de gestão de

autoestradas em termos das seguintes funções: planejamento, programação, preparação e

operação. A partir de cada uma desta partes se desenvolvem diversas tarefas na formação de

um ciclo de gestão.

As atividades de planejamento abrangem uma rede de rodovias (como é o caso da malha

rodoviária baiana) prevendo intervenções a médio e longo prazo. Neste estágio os pavimentos

são tratados de maneira semelhante e as previsões de investimentos em melhorias e

37

manutenção se baseiam em preço global. Na programação a malha é reduzida em estradas ou

trechos de estradas, verificado a necessidade de desprendimento econômico a curto e médio

prazo. A divisão se dá por trechos homogêneos tendo como objetivo alocar os recursos

disponíveis de acordo a gravidade de cada caso. Na fase de preparação o foco está nos

detalhes de projeto, onde todas as informações precisam está coerentes e a alocação dentro de

uma malha viária abrange uma estrada ou trechos desta. Os investimentos são específicos para

cada caso. Na operação as atividades são relacionadas com a gestão do órgão rodoviário e as

decisões são tomadas em intervalos de tempo curtos como semanas e dias.

O ciclo de gestão apresentado no parágrafo acima visa melhoria na alocação dos

recursos para manutenção e restauração de estradas.

Segundo Kerali (2000), o quadro analítico do HDM-4 é baseado no conceito da análise

do ciclo de vida do pavimento. Este quadro é aplicado para prever sobre os seguintes ciclos de

vida de uma pavimento, que é tipicamente entre 15 (quinze) e 40 (quarenta) anos:

deterioração do pavimento, efeitos de execução da estrada, efeitos dos usuários da estrada e

efeitos ambientais e socioeconômicos. Uma vez construído o pavimento deteriora devido ao

efeito de diversos fatores, mais notadamente os efeitos de tráfego, efeitos do clima e meio

ambiente e falhas no sistema de drenagem.

Os modelos de desempenho proposto no HDM-4 Model dividem os defeitos em dois

grupos. O primeiro deles engloba as manifestações patológicas que provoca perda física do

pavimento como desgaste, área de trincas, quebra de bordo e panelas (também chamados de

defeitos de superfície), e o segundo representam os defeitos funcionais do pavimento, onde

não há necessariamente perda de parte do pavimento, como ligante, agregado ou finos da

camada de base. Neste último grupo estão a irregularidade longitudinal e o afundamento da

trilha de roda (ATR).

3.1 ÁREA TOTAL DE TRINCAS

Em se tratando de pavimentos flexíveis, o trincamento é uma das principais patologias

manifestas. O HDM-4 trata o aparecimento destas trincas de duas maneiras: através da

variação de temperatura durante o mesmo dia (chamando de trincas térmicas transversais) e

pela quantidade de utilização do eixo padrão combinada com os efeitos ambientais

38

(chamando-as de trincas estruturais). O aparecimento das trincas se dá de maneira diferente da

evolução das mesmas, portanto existem parâmetros no modelo para distinguir estas etapas.

Os modelos de análise do trincamento de um pavimento asfáltico levam em conta

diversos parâmetros numa mesma equação, sendo os principais a quantidade de vezes que a

via é solicitada por equivalente de eixo padrão, defeitos advindos da construção da estrada,

módulo resiliente da camada de base e espessura da camada de revestimento. A diferença

entre os valores (em porcentagem), tanto de aparecimento quando de desenvolvimento, das

trincas de origem térmica ou de origem estrutural depende dos fatores de calibração e dos

coeficientes propostos pelo modelo e tabelados no manual de utilização do HDM-4.

3.1.1 Modelo para Trincas Estruturais

O início do trincamento é dado no modelo quando 0,5% da área da pista de rolamento

se encontra trincada. O modelo separa as bases estabilizadas das bases não estabilizadas.

Neste trabalho será apresentado o modelo para a base estabilizada para uma estrada onde a

espessura da camada de revestimento refere-se a da própria construção, ou seja, onde até o

momento de análise não houve qualquer atividade de manutenção ou recuperação que

implicasse no aumento da camada do pavimento betuminoso. A equação 1 refere-se ao

modelo de análise do início do trincamento estrutural total para o caso acima descrito:

ICA=Kcia.CDS².a0.e[a1.HSE+a2.logeCMOD+a3.logeDEF+a4.(YE4)(DEF)]+CRT} (1)

onde CDS: corresponde aos defeitos provenientes da execução do pavimento;

ICA: é o tempo para início do trincamento estrutural total;

CCT, a0, a1, a2, a3, a4: são coeficientes tabelados;

Kcia: fator de calibração para início do trincamento estrutural total;

CMOD: módulo de resiliência do solo da camada de base (GPa);

DEF: média da deflexão da viva Benkelman para as duas rodas (mm);

CRT: tempo de retardamento do trincamento devido à manutenção; e

HSE: parâmetro dependente da camada da camada de revestimento.

Para este mesmo caso o trincamento estrutura amplo é dado por:

39

ICW=Kciw.MAX[(a 0+a1ICA), a2ICA] (2)

onde Kciw: fator de calibração para início do trincamento estrutural amplo; e

ICW: é o tempo para início do trincamento estrutural amplo.

Após surgimento, o modelo define o desenvolvimento do trincamento estrutural total

(equação 3) e amplo (equação 4) conforme segue:

dACA=Kcpa.[CRP/CDS]ZA[(ZA. a0.a1.δtA+SCAa1)1/a1-SCA] (3)

dACW=Kcpw.[CRP/CDS]ZW[(ZW. a0.a1.δtW+SCWa1)1/a1-SCW] (4)

onde dACA: mudança na área de trincamento total durante o ano de análise (% da área de

rolamento);

dACW: mudança na área de trincamento amplo durante o ano de análise (% da área de

rolamento);

Kcpa, ZA: fatores de calibração para a progressão do trincamento estrutural total;

Kcpw, ZW: fatores de calibração para a progressão do trincamento estrutural amplo;

δtA: fração do ano de análise em que o trincamento estrutural total se aplica;

δtW: fração do ano de análise em que o trincamento estrutural amplo se aplica;

SCW e SCA: depende da área de trincamento presente no início do ano de análise; e

CRP: retardamento da progressão de trincas devido ao tratamento preventivo, dado

por:

CRP = 1-0,12CRT (5)

3.1.2 Modelo para Trincas Térmicas Transversais

O trincamento estrutural transversal é dado pela quantidade de trincas térmicas

manifestas no pavimento por quilômetro. Existe um parâmetro climático (CCT) que associa o

inicio do trincamento ao diversos climas encontrados no mundo. Assim como o trincamento

estrutural, existe previsões separadas para o início e a progressão do trincamento. Usando o

mesmo critério do item anterior, será descrito o modelo que considera a camada do pavimento

igual a camada de construção, ou seja, não houveram operações de recapeamento ou

sobrecamadas desde a construção até o período de análise neste trabalho. A equação 6

40

representa o início do trincamento térmico transversal e equação 7 representa a progressão

desses tipos de trincas:

ICT=Kcit.MAX[a0, (CDS)(CCT)] (6)

dNCT=Kcpt.[1/CDS].MAX{0, MIN[NCT eq-NCTa),((2NCTeq(AGE3-ICT-0,5)/(Teq)²)]}.

δtT (7),

onde δtT=1, (se ACTa>0) e δtT=MAX{0, MIN[(AGE2-ICT),1} (8)

(para ACT=0), sendo:

Teq: tempo desde o início até alcançar o número máximo de trincamento térmico

(anos);

AGE2: idade do pavimento desde a construção;

AGE3: idade do pavimento desde a última reabilitação;

Kcit: fator de calibração para o início do trincamento térmico transversal;

Kcpt: fator de calibração para a progressão do trincamento térmico transversal;

ICT: tempo de início do trincamento térmico (anos);

NCTeq: número máximo de trincas térmicas por Km , tabelado de acordo ao clima da

região;

NCTa: número de trincas térmicas no início do ano de análise

Segundo o modelo proposto por Paterson (1987), utilizado nas equações de previsão de

desempenho do HDM-4, o índice de área total de trincas (ATT) estruturais é definido como

uma soma ponderada das trincas totais e as trincas amplas, dado da seguinte forma:

ACX=0,62ACA + 0,39ACW (9)

e a área total de trincas consiste em:

ACRA=ACA+ACT (10)

onde ACRA: porcentagem da área de rolamento trincada;

ACT: área de trincas transversais (% da área de rolamento);

ACA: área de trincas estruturas totais (% da área de rolamento); e

ACX: índice de trincas estruturais do pavimento (% da área de rolamento).

41

Os modelos de desempenho utilizados pela ferramenta buscam a maior acurácia das

informações visto que possuem origem em pesquisas especificas de cada região do mundo e

propõe os coeficientes de calibração para cada parâmetro baseado nos resultados destas

pesquisas.

Outro fator importante no modelo de avaliação do trincamento consiste na separação da

análise entre pavimentos já trincados dos que ainda apresentam superfície integra neste

aspecto. Os modelos dos tipos de trincamento também conferem maior precisão nos

resultados obtidos visto que os danos causados por cada um deles variam de acordo ao clima e

a utilização e não devem ser tratados de forma única. Portanto os dados de saída deste modelo

transmitem maior confiança.

3.2 DESGASTE

O desgaste (DES) é uma patologia que se manifesta em praticamente todos os

pavimentos flexíveis e depende das ações de intempéries e das solicitações de tráfego

conforme descrito anteriormente.

No modelo de desempenho do HDM-4 para o desgaste leva em conta o mesmo

indicador de defeitos CDS utilizado na previsão da área total de trincas (ATT). Este indicador

de defeitos é calibrado de acordo às condições de cada local, tais como materiais disponíveis,

métodos construtivos e especificações de projeto dos órgãos que rege a engenharia rodoviária

regional.

Para o desgaste, assim como os demais modelos de previsão, existe uma equação para

início do desgaste e outra para progressão do desgaste. Estas duas equações foram baseadas

no modelo de Paterson (1987). O modelo considerada que a partir de 0,5% da área

desgastada, em relação a área total de rolamento se caracteriza como o início do desgaste,

sendo dado da seguinte forma:

IRV=Kvi.CDS²a0.RRF.e(a1.YAX) (11)

onde IRV: é o tempo de início do desgaste (anos);

YAX: número de utilização anual do eixo padrão (milhões/faixa);

Kvi: fator de calibração para o início do trincamento; e

42

RRF: fator de retardamento do desgaste devido às operações de manutenção (valor

tabelado).

Os parâmetros descritos anteriormente (qualidade do material, qualidade dos serviços,

práticas locais e regulamentação técnica) como influentes na degradação do pavimento por

desgaste superficial não aparecem explicitamente na fórmula de análise do desgaste no tempo,

entretanto eles estão implícitos em outros parâmetros como CDS e ARVa (área trincada no

início do ano em análise). Esse critério é válido tanto para início como para progressão do

desgaste, conforme exposto na equação geral a seguir:

dARV=[Kvp/RRF][1/CDS]Z[(Z(a0+a1YAX)a2.δtv+SRVa2] (12),

onde a progressão do desgaste é dada quando δtv>0 ou ARVa>0, onde para ARVa>0 implica

em δtv=1 para ARVa=0 temos:

δtv=MAX{0,MIN[(AGE2-IRV),1]} (13)

onde Z=1 para ARVa≥50 e Z=-1 para os demais casos;

δtv: corresponde ao percentual do ano de análise para o qual é aplicável o modelo de

progressão do desgaste;

Kvp: fator de calibração para a progressão do desgaste; e

AGE2: é a idade da superfície do pavimento desde a última intervenção de

recapeamento, reconstrução ou execução da via. Para este estudo será sempre a execução

visto que todas as estradas selecionadas não sofreram intervenção até o primeiro ano de

análise.

SRV = MAX[ARVa, (100-ARVa)] (14)

YAX=MAX[MIN(YAX,1), 0,1] (15)

Percebe-se a partir da equação 15 que o número mínimo de vezes considerado no

modelo para utilização do eixo padrão é de 100.000 passagens, uma vez que limita o

parâmetro YAX a um valor mínimo de 0,1 (YAX é dado é milhões por faixa de rolamento).

Para o atual trabalho, onde algumas estradas, conforme será posteriormente descrito, são

consideradas secundárias ou locais podemos ter um aumento na área de desgaste em função

da calibração do modelo proposto por Paterson(1987), não havendo possibilidade de alteração

do mesmo no HDM-4 Model.

Cabe salientar que a equação para progressão do desgaste depende de diversos fatores

podendo haver derivação da mesma em caso de alguns deles assumir valor nulo. Um exemplo

43

seria anularmos a progressão do desgaste em função da utilização da via, onde podemos

definir que a fração do ano em que queremos avaliar é nula, ficando como parâmetros

preponderantes RRF e CDS, retardo do desgaste em função das atividades de manutenção e

defeitos decorrentes dos serviços de execução do pavimento, ambos com proporção inversa

no modelo.

3.3 PANELAS

As panelas em um pavimento asfáltico são sempre consequência de outras

manifestações patológicas, sendo as causas mais comuns trincas e desgaste. O modelo do

HDM-4 não restringe esta manifestação patológica à camada de revestimento, uma vez que

define como panela os buracos com profundidade de 100 mm (cem milímetros). O modelo de

início das panelas é baseado no trabalho desenvolvido pelo N.D. Lea International – NDLI

(1995) (Grupo canadense de consultoria em transportes) e no modelo desenvolvido por Riley

(1996) para o ISOHDM – Internacional Study of Highway Development and Management.

O HDM-4 considera o início da formação de panelas com base na área de trincas,

quando a área de trincas estruturais amplas supera 20%, enquanto que para a consideração a

partir do desgaste superficial a proporção considera valores superiores a 30% da área total de

rolamento. A equação geral é dada a seguir:

IPT=Kpi.a0[(1+a1HS)/((1+a2CDB)(1+a3YAX)(1+a4MMP))] (16)

onde IPT: é o tempo decorrido da origem da área de trincas estruturais amplas ou da área de

desgaste até o surgimento das panelas;

HS: é a espessura total do revestimento asfáltico (mm);

CDB: defeitos construtivos da base;

YAX: número de utilizações do eixo padrão de todos os tipos de veículos motorizados

(milhões por faixa de rolamento)

MMP: precipitação média mensal (mm/mês); e

Kpi: fator de calibração para o início das panelas.

Conforme apresentado na equação 16 não existe diferenciação dentro do modelo para

a origem das panelas devido a área de trincas ou devido a área de desgaste, portanto a análise

44

para cada uma delas é feita separadamente. No ensejo cabe reiterar que a área amplamente

trincada não é considerada na área de desgaste, portanto a soma das duas será sempre menor

ou igual a 1 (um) ou 100%.

Outra maneira de análise das panelas consiste no crescimento das mesmas, alcançando

áreas abrangidas superiores a mínima (0,1 m²) e também estendendo pelas camadas

subjacentes do pavimento. A progressão dos buracos na pista de rolamento se dar devido às

trincas surgidas ao redor, do desgaste do pavimento e o alargamento da própria panela. Um

parâmetro importante a ser lembrado no modelo de continuidade das panelas é o tempo

decorrido entre a manifestação e a correção das mesmas. Este tempo foi introduzido ao

modelo do HDM-4 através de um fator de calibração desenvolvido para o tapamento (tapa-

buracos) das panelas, por Riley (1997). A equação de progressão é dada por:

dNPTi = Kpp.a0.ADISi(TLF) [(1+a1CDB)(1+a2YAX)(1+a3MMP)/(1+a4HS)] (17)

onde dNPTi: número de panelas adicionais relativa a cada um dos defeitos (desgaste, trincas

estruturais amplas ou aumento das panelas) durante o ano de análise;

ADISi: a porcentagem da área de desgaste, da área de trincas estruturais amplas ou de

panelas no início do ano em análise;

Kpp: fator de calibração para a progressão de panelas; e

TLF: fator de retardamento do tempo decorrido deste o surgimento da panela até a

correção da mesma (valor tabelado no HDM-4 Model).

A variação total do número de panelas consiste na soma das variações parciais,

decorrentes de cada um dos defeitos existentes ou progressivos no ano de análise.

Para os modelos de início e de progressão das panelas existe uma diferenciação na

saída de dados do software uma vez que o início das panelas é medido pelo tempo decorrido

entre as manifestações patológicas de causa e o aparecimento das panelas e a progressão

define o aumento no número de panelas por unidade de comprimento (usualmente o

quilômetro). Tal diferenciação pode ser facilmente explicada pela relação direta na

progressão dos parâmetros CDS (defeitos construtivos da base), YAX (número de passagens

do eixo padrão) e MMP (precipitação média mensal) enquanto existe uma progressão inversa

no tempo de iniciação das panelas.

45

Neste mesmo modelo percebe-se que não há uma equação específica para alargamento

das panelas e sim para o aumento do número de panelas distintas, mesmo este alargamento

sendo parâmetro para a variação total de buracos superiores a 0,1 m² nas faixas de rolamento.

3.4 QUEBRA DE BORDO

A quebra de bordo é o quarto modelo de previsão de desempenho dos pavimentos

asfálticos que provoca perda na camada de revestimento composta por ligantes betuminosos

mais agregados e materiais de preenchimento (filler). Estas perdas podem ser de agregado, de

ligante ou perda das características físicas ou mecânicas de qualquer um dos deles.

As causas mais comuns para a quebra de bordo são a falha do material na borda da

faixa de rolamento causada pelo desequilíbrio de forças cisalhantes neste local ou por perda

de atrito entre o composto betuminoso e a camada de base. Em acostamentos não

pavimentados de estradas estreitas o aparecimento dos danos são mais intensos devido a

utilização do acostamento como adicional de faixa de rolamento, conforme descrito acima.

Assim como as panelas, a quebra de bordo adota uma profundidade para consideração

unitária do defeito de 100 mm (cem milímetros) condicionando à utilização da unidade de

medida em m² (metro quadrado). O modelo utiliza um valor padrão de largura de faixa de

rolamento de 7,20 metros (sete metros e vinte centímetros) sendo o valor máximo utilizado de

7,50 metros (sete metros e cinquenta centímetros). Para este modelo temos a medida em perda

anual de material devido a quebra de bordo, não havendo separação entre os tempos de início

e a progressão da quebra de bordo para os casos onde as bordas da pista já se encontra

danificada no início do ano de análise. A equação geral é a seguinte:

dVEB=Keb.a0.PSH.(AADT)².ESTEP(S)a1[a2+MMP/1000].10-6 (18)

e PSH = MAX{MIN[MAX(a3+a4.CW, (CWmax-CW)/a5),1 ],0} (19)

onde dVEB: representa a perda anual de material da borda do pavimento (m³/Km);

PHS: proporção de tempo que os veículos utilizam o acostamento devido à largura da

via;

AADT: é o VMDA – valor médio diário anual (veículos por dia);

46

ESTEP: diferença de altura entre o acostamento e a pista de rolamento (mm);

S: velocidade média do tráfego (km/h);

CW: largura da pista de rolamento (m);

CWmax: largura da pista de rolamento máxima definida pelo usuário para a ocorrência

de quebra de bordo (m); e

Keb: fator de calibração para progressão da quebra de bordo.

Uma consideração importante sobre todos os modelos apresentados até aqui diz

respeito aos coeficientes a0 a a1 pois não vem sendo redefinidos em cada nova equação que

aparecem. Estes coeficientes têm a mesma função de ajuste em todas as equações mas

possuem valores diferentes para cada caso, ou seja, o valor a0 para o modelo de avaliação de

surgimento de panelas pode assumir valor diferente do a0 da quebra de bordo, assim como

pode assumir valores diferentes para cada patologia, sendo todos eles tabelados para cada

modelo proposto.

Outro fator importante que não é parâmetro para a avaliação no modelo, mas que

possui relação direta na progressão da quebra de bordo e a quantidade de panelas por

quilômetro de estrada, uma vez que esta manifestação patológica faculta ao uso do

acostamento para tráfego com maior frequência.

3.5 IRI – ÍNDICE INTERNACIONAL DE IRREGULARIDADE LONGITUDINAL

O modelo de irregularidade proposto pelo HDM-4 leva em conta diversos fatores tais

como o trincamento da superfície, desintegração do revestimento, deformação e atividades de

manutenção, sendo a variação do IRI representada pela soma de todos esses danos. A variação

do IRI por influência estrutural representa a deformação do pavimento imposta pelas tensões

de cisalhamento advindas das cargas de tráfego, sendo esta variação prevista pela Equação 20:

∆RIs=a0.exp(m.Kgm.AGE3).(1 + SNPKb)-5.YE4 (20)

onde SNPKb = MAX[(SNPa-dSNPK), 1,5] (21)

dSNPK=Ksnpk.a0{MIN(a 1,ACXa)HSNEW+MAX[MIN(ACX a-PACX,a2),0]HSOLD} (22)

47

em que m e Kgm: são, respectivamente, coeficiente de meio ambiente (valor tabelado)

e fator de calibração regional (que depende de outros modelos de desempenho)

dSNPK: é a redução no número estrutural devido ao trincamento;

SNPa: é o número estrutural ajustado no início do ano de análise;

HSNEW: é a espessura da última camada de rolamento executada (mm);

ACXa: é a área de trincamento avaliada no início do ano em análise (% da área

de rolamento total);

HSOLD: é a espessura total da camada de pavimento subjacente anterior; e

PACX: é área de trincamento prevista na pavimentação antiga (% da área de

rolamento total).

PACX=0,62(PCRA)+0,39(PCRW) (23)

Os parâmetros PCRA e PCRW serão descritos durante a descrição dos

modelos de trincamento.

O HDM-4 adota como valor máximo de IRI=16, sendo representado na equação 20

através do parâmetro “a0” que assume valores para cada tipo de defeito de modo a garantir o

valor máximo especificado para a irregularidade. Ele pode ser ajustado no software para

assumir valores diferentes de acordo aos limites adotados para cada estudo. Para este estudo

foi mantido o máximo proposto pelo modelo.

A idade de construção, reabilitação ou recapeamento da via tende a aumentar a

irregularidade do pavimento, sendo representada pelo parâmetro AGE3 da equação 20. A

idade provoca o envelhecimento dos materiais com consequente perda das características

mecânicas, portanto a influência dos fatores de meio ambiente é direta sobre esse parâmetro.

O SNPKb consiste no número estrutural corrigido para o final do ano de análise devido ao

trincamento. Este parâmetro possui valor mínimo de 1,5, sendo que quanto maior for seu

valor menor será a irregularidade do pavimento.

O número de aplicações de carga do eixo padrão influencia diretamente no aumento da

irregularidade do pavimento, podendo ser visto pela multiplicação direta do YE4

(milhões/ano) da equação 20. O modelo que define o aumento na irregularidade do pavimento

devido ao aumento na área de trincas consiste como apresentado na Equação 24:

∆RIc= a0. ∆ACRA (24)

48

em que ∆ACRA: é a variação percentual da área total de trincas durante o ano

de análise.

Desta mesma forma o aumento do desvio padrão do afundamento da trilha de rodas

(mm) define a sua contribuição no aumento da irregularidade, de maneira direta, conforme

Equação 25:

∆RIr= a0. ∆RDS (25)

A operação “tapa-buracos” visa aumentar o tempo de vida útil do pavimento e dar maior

conforto ao usuário, visto que a “panela” além de representar um ponto de entrada de água

para deteriorar o pavimento ao redor também provoca acidentes devido a falta de visibilidade

do motorista em distancia hábil a desviar da mesma. Entretanto esta operação de correção

normalmente é feita sem o devido controle de qualidade afetando a regularidade da camada de

rolamento com protuberâncias nos locais onde antes havia uma “panela”. O HDM-4 possui

duas formas de avaliar os efeitos desta operação onde uma delas considera o tapamento de

todos os buracos existentes e a outra trata de políticas de tapamento parcial definido pelo

SGP. O modelo mostrado pela equação 26 trata da política de tapamento parcial, diferindo da

opção definida pela equação 27 (tapamento total das panelas) na consideração do tempo de

vida útil do pavimento através de fatores propostos pelo programa.

∆RIt= a0.(a1-FM). ∆NPT.(NPTa+ ∆NPT/2)a2 (26)

∆RIt= (a1-FM)[(NPTa.TLF+(∆NPT.TLF)/2) a2 - NPTaa2] (27)

em que a1 e a2: fatores tabelados;

FM: representa a liberdade de manobra que o usuário possui com a presença das

panelas;

NPTa: consiste na quantidade de panelas por quilômetro encontrada no início do ano de

análise;

∆NPT: é a variação nesta quantidade para o mesmo ano; e

TLF: é um fator de tempo de descaso (valor tabelado)

Cabe salientar que o valor de FM é calculado a partir da largura da faixa de rolamento e

quantidade de veículos que utilizam diariamente a estrada. A ultima equação (Equação 28) do

modelo de avaliação de crescimento do IRI é a que leva em conta os fatores de meio

ambiente.

49

∆RIe=m.Kgm.RIa (28)

em que RIa: representa a irregularidade no início do ano de análise, e os fatores são os

mesmos descritos acima.

A mudança total na irregularidade, no ano de análise, apresentada na Equação 29 (sendo

Kgp um fator de calibração).

∆RI=Kgp(∆RIs + ∆RIc + ∆RIr + ∆RIt) + ∆RIe (29)

No final do ano de análise a irregularidade nos pavimentos flexíveis, conforme modelo

do HDM-4 é dada por:

RIb=MIN[(RIa+∆RI), a0] (30),

em que RIb: é a irregularidade do pavimento no final do ano de análise;

RIa: é a irregularidade do pavimento no início do ano de análise; e

‘a0:é o valor limite máximo do IRI, sendo definido igual a 16 neste trabalho.

Todos esses defeitos agravam a irregularidade longitudinal da via, entretanto cabe

salientar que o aumento do número de panelas em uma via significa a diminuição da área de

trincas, desde que toda a área já se encontre trincada. Como o número de panelas muda o

comportamento do condutor na via, este parâmetro leva em conta esta mudança e passa a ter

fatores de utilização como critério de avaliação no modelo de desempenho, apesar de não

haver a necessidade de serem inseridos custos diretos ao usuário na análise por estratégia.

O volume 1 do Manual de usuário do HDM-4 Model apresenta o seguinte gráfico da

Figura 9 para uma condição comum de avaliação do IRI de um trecho:

50

Figura 9 - Gráfico de evolução de IRI numa Análise por Estratégia. Fonte Overview of HDM-4.

3.6 AFUNDAMENTO DA TRILHA DE RODA

O afundamento da trilha de roda é definido pelo software após serem calculados todos

os defeitos de superfície. Anteriormente, quando foi descrito a patologia foram apresentados

as etapas de ocorrência do afundamento da trilha de roda como sendo a densificação ou

acomodação inicial (consolidação), deformações estruturais elásticas e deformações plásticas.

Para o modelo existe um quarto parâmetro que é o uso de protuberâncias nos pneus para

aumentar a aderência pneu-pavimento. Este quarto parâmetro é utilizado com frequência em

países onde possuem invernos rigorosos com presença de neve nas ruas, o que não é o caso da

região em estudo.

Diferente dos outros defeitos (IRI, desgaste, panelas e área de trincas) que podem

ocorrer em qualquer em qualquer ponto da largura da pista de rolamento, o afundamento da

trilha de roda é definido no HDM-4 como ocorrendo a uma distância em linha reta de 2

metros do bordo da estrada.

51

O modelo para a consolidação (ou densificação) do afundamento leva em conta os

valores de CBR das camadas subjacentes do pavimento (base, sub-base e reforço de subleito).

Este modelo é dado por:

RDO=Krid[a0(YE4.106)(a1+a2DEF).SNPa3.COMPa4] (31)

onde RDO: afundamento devido a consolidação;

YE4: média anual de equivalência do eixo padrão (milhões/faixa);

DEF: média anual de deflexão da viga Benkelman (mm);

SNP: média anual do número estrutural ajustado do pavimento;

COMP: compactação relativa (CBR-California Bearing Ratio ou ISC – Índice de

Suporte Califórnia), (%); e

Krid: fator de calibração para consolidação inicial.

A consolidação inicial é utilizada para pavimentos novos ou para reconstrução que

envolve intervenções nas camadas subjacentes.

A segunda etapa do afundamento é o aparecimento de trilhas de rodas com

comportamento elástico, ou seja, o ligante asfáltico possui resiliência para devolver as

condições iniciais do pavimento após passagem do veículo. Neste modelo o afundamento

sofre influência do trincamento e deve ser avaliado de duas maneiras diferentes, conforme

equações a seguir, onde a equação 32 não leva em conta o trincamento e 33 considera tal

defeito:

∆RDSTuc = Krst(a0SNPa1.YE4a2.COMPa3) (32)

∆RDSTcrk = Krst(a0SNPa1.YE4a2.MMPa3.ACXaa4) (33)

onde ∆RDSTuc: é o aumento na profundidade da trilha de roda sem a presença de trincas

mapeadas no ano de análise (mm);

∆RDSTcrk : é o aumento na profundidade da trilha de roda após trincamento mapeado

da área no ano de análise (mm);

ACXa: área de trincamento mapeado no início do ano de análise (% da área total

destinado ao tráfego);

Krst: fator de calibração para a deformação estrutural; e

MMP: é a precipitação média mensal (mm/mês).

52

A terceira etapa do afundamento é a formação de valetas da trilha de roda que não são

desfeitas após descarregamento do pavimento. Este modelo leva em conta os defeitos

advindos da construção deste pavimento, anteriormente representado como CDS (definido no

modelo para área total de trincas – ATT).

Um modelo detalhado para análise das deformações plásticas deve considerar a reologia

dos materiais utilizados no pavimento, isto é, deve levar em conta a mudança das

propriedades físicas, químicas e mecânicas dos materiais no decorrer do tempo de uso na via.

Este estudo deve ser feito dentro uma sistemática individual para análise de agregados,

ligantes e filler. O HDM-4 utiliza um modelo geral de análise das deformações plásticas, onde

a reologia dos materiais individuais ou compósitos não é explicitamente levada em conta. Tal

modelo é descrito pela seguinte equação:

∆RDPO = Krpd.CDS³.a0.YE4.Sha1.HSa2 (34)

onde ∆RDPO: é o aumento das deformações plásticas no pavimento no ano de análise

(mm);

Sh: é a velocidade dos veículos pesados (km/h);

HS: consiste na espessura total do revestimento betuminoso (mm);

Krpd: fator de calibração para as deformações plásticas;

O quarto modelo para análise do afundamento das trilhas de roda consiste na análise dos

efeitos das protuberâncias utilizadas nos pneus para utilização em períodos do ano com

presença de neve nas estradas. Este modelo não se aplica a situação em que está inserido este

trabalho. O uso deste quarto modelo diz respeito a concentração de tensões nos pontos onde

são apoiados as protuberâncias presas aos pneus, visto que em situações comuns as cargas do

veículo são distribuídas em uma área de contato maior, formada pela elasticidade dos pneus

no contato com o pavimento.

O aumento total anual do afundamento da trilha de roda é dado por:

∆RDM = RDO + ∆RDPO (35)

para os casos onde a camada de base tenha menos de um ano de construída, e

∆RDM = ∆RDST + ∆RDPO (36)

para os demais casos.

Através das equações 35 e 36 percebe-se que as etapas de consolidação e deformação

estrutural elástica não são preponderantes simultaneamente. Isso se deve a boa resiliência do

53

material da camada de base esperada para o primeiro ano após a construção do pavimento. As

equações originais do modelo soma o afundamento provocado pelo uso de dispositivos de

circulação em estradas cobertas por neve (∆RDW), que não tem função para a região

climática em estudo.

O afundamento total ao final do ano de análise consiste em:

RDMb = MIN[(RDMa+ ∆RDM), 100] (37)

onde RDMb: profundidade do afundamento médio total em ambas as trilhas de roda no final

do ano de análise (mm); e

RDMa: profundidade do afundamento médio total em ambas as trilhas de roda no início

do ano de análise (mm).

Para este modelo, o HDM-4 define como 100 milímetros a profundidade máxima

permitida para as trilhas de roda total média.

O modelo de previsão de desempenho que analisa o IRI utiliza os desvios do ATR como

parâmetro. Estes desvios são dados da seguinte forma:

RDSb = MAX[0,3, (0,9 – 0,04 RDMb)]RDMb (38)

onde RDSb: é o desvio padrão da profundidade do afundamento no final do ano de análise

(mm).

3.7 ÁREA DANIFICADA E ÁREA NÃO DANIFICADA DA SUPERFÍCIE

No início do período de análise é definida a área geral a ser utilizada como base para

aplicação dos modelos. Durante os anos de análise ocorrem mudanças no Índice de Gravidade

Global da superfície, entretanto esta área não será reduzida em função da não existência de

todas as camadas do pavimento. Para os modelos acima descritos temo como área total da

estrada, do ponto de vista de análise das manifestações patológicas, como sendo a soma das

áreas de desgaste, de trinca, de quebra de bordo, de panelas e das áreas não danificadas.

São feitas algumas considerações para garantir que a soma das áreas não ultrapasse

100%. A primeira consideração é que, mesmo sendo possível de acontecer, em uma superfície

trincada não são considerados os desgastes devido às trincas serem mais severas que o

desgaste. As panelas e as quebras de bordo podem surgir de áreas trincadas, desgastadas ou

54

não danificadas, mas após aparecimento das panelas estas áreas não podem ser mais

consideradas como outros defeitos. O limite máximo para área de panelas é 10% da área total

da pista de rolamento, pois para limites superiores, o pavimento é considerado impróprio para

uso. O limite máximo para quebra de bordo é 18% da área total da superfície de rolamento,

considerando que a largura de cada borda continuamente quebrada não supere 0,5 metro para

uma pista de 5,5 metros de largura.

No Brasil, o DNIT utiliza o parâmetro IGG (o correspondente da área total danificada

do HDM-4) para intervenção na via. Para utilização deste modelo é necessário ajustes de

alguns critérios para cada modelo. Um desses critérios é a definição da área máxima de

quebra de borda em função da largura da via, que assim como o número máximo de panelas

padrões devem ser ajustados de acordo à largura da via.

O DNIT também utiliza o IGGE – Índice de Gravidade Global Expedito – para

definição da condição conceitual do pavimento, sendo este definido pelo LVC (Levantamento

Visual Continuo), procedimento definido pelos padrões DNIT 006/2003 PRO e DNIT

008/2003 PRO. Para isso utiliza a seguinte tabela para melhor justificar a condição do

pavimento, onde ID significa Índice de Defeitos:

Tabela 2 - Índice de Defeitos. Fonte DNIT.

Descrição Conceito 0 ≤ ID ≤ 20 5 - Ótimo 20 < ID ≤ 40 4 - Bom 40 < ID ≤ 60 3 - Regular 60 < ID ≤ 90 2 - Ruim

ID > 90 1 - Péssimo

3.8 OPORTUNIDADES DE DESENVOLVIMENTO DOS MODELOS DO HDM-4

Os modelos de análise melhoraram desde o surgimento e atualmente conseguem prever

com maior precisão através do uso de mais variáveis. Entretanto ainda existem pontos a

melhorar no modelo, que foram visto durante a utilização neste estudo.

55

Na década de 90 foi constatado que as relações técnicas contidas nos modelos HDM-III

[...] já ultrapassavam 10 anos de idade. Apesar dos modelos de deterioração ainda se

mostrarem adequados, havia a necessidade de incorporação dos resultados de pesquisas

realizadas ao redor do mundo durante o período. No caso do custo de operação de veículos,

porém, a situação era crítica, já que a tecnologia veicular se alterou drasticamente desde a

década de 80 (KERALLI, 2000). Foi desenvolvido assim o ISOHDM (Internacional Study of

Highway Development Management), gerenciado pelo PIARC (World Road Association), que

lançou no ano de 2000 o programa HDM-4 (Highway Development Management System)[...],

(NUNES, 2012).

Dentre as limitações observadas, pode-se destacar a determinação de alguns parâmetros

[...], por exemplo, o cálculo do custo do consumo de pneus, especialmente quando há a

variação da geometria horizontal (parâmetro ADC), em que ocorre a diminuição do consumo

com o aumento da curvatura, diferentemente do que se era esperado. [...] observou-se uma

diminuição do consumo de pneus em relação aos demais trechos, o que sugere que o modelo

provavelmente não considera o desgaste de pneus devido à frenagem neste trecho

descendente, (KLEIN, 2005).

A calibração do software para cada situação visa extrair como resultado as condições

mais próximas da realidade, tanto no decorrer do tempo quanto em diferentes países. Durante

o desenvolvimento do modelo se levou em conta dados de mais de 100 (países), conforme

Bennet et al, (2000).

As atividades principais adotadas no modelo implantado na rede rodoviária do Brasil

consistem nas recomendações vistas nos guias de utilização do HDM-4 Tool. Portanto existe a

facilidade de comparação dos resultados e métodos com diversos outros estudos feitos em

todo o mundo. Cabe salientar que muitos desses estudos feitos com o HDM-4 são divulgados

pelo Banco Mundial. A maioria destes estudos são inconclusivos por se tratarem da única

avaliação apresentada para tal região, como é o caso dos experimentos feitos na Índia e na

Indonésia.

Das cinco limitações citadas por Kerali (2000) em Visão Geral do HDM-4, 4 (quatro)

delas seriam importantes no modelo de avaliação desenvolvido para os trechos: maior

quantidade de tipos e estruturas de pavimentos, segurança nas estradas e efeitos ao meio

ambiente e efeitos dos congestionamentos; e 1 (uma) não seria tão influente por não haver

presenças de invernos rigorosos no Estado da Bahia:, efeito dos climas gelados.

56

Outra limitação observada no uso dos modelos do HDM-4 diz respeito à deterioração

dos acostamentos, uma vez que a utilização destas vias é permitida, em caso de emergências,

para veículos motorizados (usados neste estudo) e em qualquer ocasião por veículos não

motorizados (não considerados neste estudo).

Portanto, percebe-se que os modelos utilizados para diversos climas e culturas de

engenharia rodoviária do mundo ainda tem pontos a serem desenvolvidos para atender à

análises mais refinadas. Uma dessas melhorias diz respeito ao IGG brasileiro que o modelo

analisa isoladamente cada defeito para intervenção enquanto o DNIT considera a soma de

todas as manifestações patológicas para intervir em um trecho, para análise em nível de

projeto, ou em uma malha viária, para análise em nível de rede.

57

4 REDE DE RODOVIAS PAVIMENTADAS DO ESTADO DA BAHIA

Segundo Zorzo (2000) o desenvolvimento do transporte por terra no estado da Bahia se

iniciou com as ferrovias, assim como em todo o Brasil. No final do século XIX e início do

século XX este transporte já tinha grande importância no mercado do Recôncavo Baiano

através das estradas que ligavam as cidades de Nazaré a Santo Antônio de Jesus. Entretanto as

condições de segurança começaram a dar prejuízo às companhias que operavam estes trens

com constantes descarrilamentos (onde se perdia as mercadores e ainda sobravam prejuízos

enormes com indenização das vitimas). Dessa forma, novas alternativas começaram a ser

pensadas.

De acordo com Zorzo (2000) no início do século XX os custos com acidentes

ferroviários cresciam bastante e a solução era a redução da velocidade de transporte. Com a

velocidade reduzida dos veículos sobre trilhos as cargas passaram a ser cada vez mais

transportadas por meios rodoviários. Em 31 de agosto de 1917 surgiu o primeiro plano

rodoviário do estado da Bahia, aprovado em Assembleia Legislativa. O plano preconizava a

criação de estradas para ligar os polos produtores aos polos consumidores e também estes

polos aos rios navegáveis e ao mar. No ano seguinte se iniciou a construção da estrada ligando

as cidades de Salvador e Feira de Santana, que só foi inaugurada em 25 de abril de 1929.

Conforme descrito por Zorzo (2000), as estradas foram sendo construídas por iniciativa

particular em diversos municípios em toda a Bahia, visando ligar as cidades entre si e fornecer

acesso às linhas férreas. Na década de 1940 foram criados os órgãos de gerenciamento e

construção de estradas: o DNER (a nível nacional) e o DERBA (a nível estadual). Com a

criação dos órgãos a rede rodoviária da Bahia superou as iniciativas particulares isoladas e

passou a crescer em proporções enormes. Cabe salientar que a maioria das estradas que

surgiam não possuía nenhum tipo de tratamento.

“Em 1960, contava com 550 Km, em 1970, com 2085 Km, em 1990, contava com

10325 Km e continua crescendo apesar de fazer num ímpeto cada vez menor”, (ZORZO,

2000). Estes dados fornecidos por Zorzo (2000) dizem respeito às estradas pavimentas que

cortam o estado da Bahia ou que servem de ligação entre locais dentro do próprio estado.

Com 564.629,67 Km², a Bahia é quinto estado brasileiro em extensão territorial,

possuindo uma população de 14.016.906 habitantes (de acordo com o Censo de 2010). Cerca

58

de 70% do território está situado em região semiárida. Entretanto na Bahia possui a maior

extensão litorânea entre os estados brasileiros, com características úmidas, onde existe

diversificação da vegetação, temperaturas médias e índices pluviométricos.

Durante o ano existe uma grande variação tanto nos índices de precipitação

pluviométrica quanto nas temperaturas médias. Para este trabalho foram escolhidos dois tipos

distintos de clima, de acordo às regiões que estão localizados os trechos selecionados, sendo

um deles úmido e o outro semiárido.

Para o clima úmido existe uma regularidade maior entre os extremos de temperatura em

um mesmo dia não provocando grandes solicitações térmicas nos pavimentos. O mesmo não

acontece com a região localizada em clima semiárido onde a amplitude térmica diária é maior

e provoca um gradiente térmico no pavimento.

4.1 SELEÇÃO DOS TRECHOS NO BANCO DE DADOS DO DERBA

Os trechos estudos fazem parte de um banco de dados de levantamentos realizados pelo

DERBA e que foram utilizados no estudo desenvolvido por Soncim (2011).

Faz parte do banco de dados em estudo cerca de 9.000 km de estradas sendo distribuídas

em 745 trechos. Os tipos de revestimento presentes nestes trechos são o TCP (tratamento

contra pó), CBUQ (concreto betuminoso usinado a quente), AAUQ (areia asfalto usinada a

quente) e TSD (tratamento superficial duplo). Todos os trechos escolhidos são revestidos em

TSD.

Ao todo foram escolhidos 18 trechos para análise, sendo um deles localizado em clima

região com pluviometria superior a 1000 mm por ano e outros dezessete localizados em clima

com pluviometria inferior a 1000 mm por ano. Neste trabalho de conclusão de curso são

utilizados somente trechos que não sofreram nenhuma atividade de melhoria, reabilitação ou

reconstrução até o ano do levantamento (2004). Os principais dados para os trechos

escolhidos em região de clima semiárido estão apresentados na tabela abaixo:

59

Tabela 3 - Dados das rodovias selecionadas em clima semiárido. DERBA, 2004.

CÓDIGO DO DERBA

PLUVIOMETRIA (mm/mês)

VMD ESPESSURA

(mm) ANO DE

EXECUÇÃO IRI

ATT (%)

PAN (%)

DES (%)

ATR (mm)

026EBA0150 35,0 1289 25,0 1986 2,78 3,7 0,0 5 0 148EBA0125 35,0 1132 19,0 1995 3,50 75,0 0,0 75 0 148EBA0130 35,0 1132 25,0 1989 3,06 16,5 0,0 5 0 148EBA0140 35,0 1132 25,0 1989 3,39 18,5 0,0 4 0 161EBA0065 33,2 440 20,0 1989 4,28 75,0 1,8 0 0 161EBA0065 33,2 440 20,0 1989 5,32 0,0 3,4 3 0 030BBA0250 35,0 833 25,0 1985 3,75 0,0 1,4 0 0 030BBA0250 35,0 833 25,0 1985 3,93 30,0 0,1 0 0 120EBA0050 57,1 743 25,0 1985 3,57 8,3 0,4 36 0 120EBA0050 57,1 743 25,0 1985 4,16 60,6 0,0 29 0 262EBA0115 41,4 1507 25,0 1995 2,92 0,0 0,3 0 0 262EBA0115 41,4 1507 25,0 1995 3,29 0,0 0,0 0 0 409EBA0015 57,1 2370 25,0 1978 5,52 75,0 1,6 29 0 409EBA0015 57,1 2370 25,0 1978 3,75 30,0 0,5 25 0 650EBA0020 37,4 440 22,5 1998 3,37 36,0 3,2 0 3

410BBA0010-2 38,1 1480 22,5 1975 3,94 0,0 0,0 75 0 122BBA0500-2 35,0 731 25,0 1975 3,43 0,0 0,2 68 2

Para os trechos situados em região de clima semiárido apresentados na tabela 3 acima se

percebe uma significante diferença entre do índice pluviométrico apresentado na tabela 4

abaixo, que mostra os dados do trecho situado em região de clima úmido. Um fator

importante nestes dados é a regularidade apresentada nos índices pluviométricos para regiões

semiáridas, o que significa que o comportamento gráfico dos dados do modelo poderá ser

comparado eliminando esta variável. A idade média no início do período de análise é de 18

anos para todas as vias.

A média dos defeitos nas vias localizadas em clima com maior pluviometria, de acordo

com o levantamento feito pelo DERBA e apresentados a seguir, possui valores maiores que os

trechos localizados em vias semiáridas, como podem ser vistos no trecho apresentado na

tabela 4:

Tabela 4 - Dados das rodovias selecionadas em clima úmido. DERBA, 2004.

CÓDIGO DO

DERBA

PLUVIOMETRIA (mm/mês)

VMD ESPESSURA

(mm) EXECUÇÃO IRI

ATT (%)

PAN (%)

DES (%)

ATR (mm)

884EBA0005 107,5 1995 25,0 1995 3,36 2,5 0,8 73 3

60

Figura 10 - Localização dos trechos dentro do Estado da Bahia.

61

5 MODELO DE DESEMPENHO DESENVOLVIDO PARA A MALHA

RODOVIÁRIA DO ESTADO DA BAHIA

No Brasil, os modelos de previsão de desempenho de pavimentos asfálticos surgiram na

década de 70, principalmente através da PICR – Pesquisa de Inter-relacionamentos de Custos

Rodoviários, conduzida pelo GEIPOT entre os anos de 1975 e 1984. Este trabalho foi

realizado pelo Governo do Brasil em convênio com o Programa das Nações Unidas para o

Desenvolvimento e contou com a participação de mais noves países interessados. Esses dados

foram incorporados no modelo de desempenho do HDM III, que deu origem à ferramenta

HDM-4, utilizada neste estudo.

Soncim (2011) desenvolveu modelos de previsão de desempenho de pavimentos

asfálticos para a malha rodoviária do Estado da Bahia. Os modelos de desempenho foram

desenvolvidos para pavimentos em concreto asfáltico usinado a quente e em tratamento

superficial duplo. Foram utilizadas informações de um banco de dados de gerência de

rodovias do DERBA, coletados em 2004, e foram coletados dados complementares de

Irregularidade Longitudinal em 2009, após o desenvolvimento de um planejamento fatorial

específico para essa finalidade. Foram desenvolvidos modelos de desempenho para a área

total de trincas (ATT), para a irregularidade longitudinal (IRI) e também para outros defeitos.

A análise de regressão foi usada para a determinação dos parâmetros do modelo estatístico

para previsão do IRI, conforme apresentado na Equação 39. As equações polinomiais

correspondentes aos fatores idade do pavimento, tráfego e pluviometria são apresentadas nas

Equações 40, 41 e 42.

)()(25,0)(38,0)(86,0)(57,055,4 PLPTAPPLPTAPIDPIRI ××+×+×+×+= (39)

R2 = 0,91

( )14

22−= IDIDP

(40)

( )6

6

106,1101,1

××−= TA

TAP (41)

( )222

505−= PLPLP

(42)

62

em que P(ID): equação polinomial para o fator idade desde a construção;

P(TA): equação polinomial para o fator tráfego;

P(PL): equação polinomial para o fator pluviometria;

ID: valor quantitativo da variável Idade do pavimento, em anos;

TA: valor quantitativo da variável tráfego, em número de aplicações

equivalentes do eixo-padrão;

PL: valor quantitativo da variável pluviometria, em mm anuais; e

R²: coeficiente de determinação

Dentro dos modelos de avaliação do IRI proposto por Soncim (2011) existe uma

separação entre as equações polinomiais de tráfego e idade para os trechos localizados em

regiões úmidas e em regiões secas ou semiáridas. Para estes casos não foi levado em conta o

efeito da pluviometria no modelo. O modelo para clima seco é apresentado na equação 43 e as

expressões polinomiais do modelo são mostradas nas equações 44 e 45, onde os parâmetros

utilizados têm os mesmos significados dos presentes no modelo geral apresentado acima:

)(61,0)(4,02,4 TAPIDPIRIs ×+×+= (43)

R2 = 0,95

( )11

22−= IDIDP (44)

( )6

6

1039,1

1002,1

××−= TA

TAP (45)

A irregularidade longitudinal para a região de clima úmido é dada pelo modelo a seguir,

sendo a equação 46 o modelo para avaliação e as equações 47 e 48 são as expressões

polinomiais do modelo:

)(1,1)(74,09,4 TAPIDPIRIu ×+×+= (46)

R2 = 0,91

( )18

22−= IDIDP (47)

( )6

6

1081,1

1024,1

××−= TA

TAP (48)

63

O crescimento observado no polinômio para cada parâmetro tem menor crescimento

individual para o modelo desenvolvido para climas úmidos tanto para tráfego quanto para

idade se comparado com o modelo desenvolvido para climas secos. Esse comportamento do

polinômio não significa que exista um crescimento em menor intensidade da irregularidade

nas regiões úmidas, visto que os coeficientes do modelo (ao contrário das constantes do

polinômio) possuem valores maiores para o modelo de clima úmido.

Um segundo modelo desenvolvido por Soncim (2011), baseado nos dados da malha

viária do Estado da Bahia, para previsão de desempenho do pavimento com tratamento

superficial duplo – TSD – é o modelo de desgaste superficial, conforme apresentado a seguir:

)()(9,5)(7,9)(1,134,31DESG TAPIDPTAPIDPA ××+×+×+= (49)

R2 = 0,83

( )17

21−= IDIDP (50)

( )6

5

102,2

105,9

××−= TA

TAP (51)

Um terceiro modelo desenvolvido por Soncim (2011) diz respeito a área total de trincas

(ATT), onde, para este caso, foi utilizado pavimento em Concreto Asfáltico Usinado a Quente

como base para desenvolvimento da equação. A equação do modelo é a seguinte:

)()()(2,9)()(6,6)(3,14)(7,121,40TT PLPTAPIDPPLPTAPTAPIDPA +××+×+×+= (52)

R2 = 0,80

( )13

26−= IDIDP (53)

( )6

6

1043,3

104,2

××−= TA

TAP

(54)

( )842

965−= PLPLP (55)

64

6 AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DOS TRECHOS SELECIONADOS

Para o estudo foi adotado um intervalo de análise de 15 (quinze) anos que se estendem

entre os anos de 2005 e 2019.

Os modelos para análise de cada manifestação patológica são aplicados separadamente

dentro do software e em seguida é feito a análise somada dos modelos para determinação da

área total danificada. Entretanto na modelagem da rede de rodovias pelo modo de Análise por

Estratégia (Strategy Analysis) a entrada de dados foi feita de maneira simultânea e a saída de

dados apresenta a evolução de todas as patologias em uma mesma planilha.

Cabe salientar que a avaliação da área total danificada não é apresentada pelos dados de

saída do HDM-4 Model e a sua obtenção para comparação com o IGG – Índice de Gravidade

Global – utilizado pelo DNIT deve ser feita utilizando as equações propostas no manual de

uso do software.

O clima utilizado para cada um dos grupos foi atualizado com os dados de pluviometria

e variação térmica média para a região onde estão localizados os trechos em análise. Foram

utilizados dois climas sendo um deles para região úmida (clima úmido) e o outro para a região

de semiárido (clima semi-arido).

6.1 FROTA DE VEICULOS QUE UTILIZAM AS VIAS SELECIONADAS

O modelo de análise do HDM-4 sugere 20 (vinte) tipos de veículos para uso na

avaliação de desempenho dos pavimentos, sendo 16 (dezesseis) deles motorizados e 4

(quatro) não motorizados. Entretanto, assim como existe variação no clima, relevo,

pluviometria, materiais, cultura construtiva e legislação, para os veículos existem

significativas mudanças nas características dos veículos de um país para o outro. Portanto os

veículos utilizados nesta análise foram inseridos no modelo com esta finalidade, conforme

proposto por Wightman et al (2000) no Software User Guide do HDM-4 (Guia de Usuário do

software).

65

Para cadastramento de novos veículos, além das características básicas são também

solicitados dados de custos econômicos e custos financeiros de cada tipo de veículo. Como

neste trabalho não foram feitas análise de custos, nem do usuário e nem dos órgãos

rodoviários estes dados não foram fornecidos ao modelo.

Um dado importante no cenário mundial que é gerado pelo HDM-4 Model é a emissão

de gases tóxicos por cada tipo de veículo motorizado, entretanto estes dados não serão

utilizados para análise por não se constituir como parâmetro nas equações dos modelos de

deterioração dos pavimentos.

Os veículos tipo utilizados foram conforme apresentado em estudo realizado pelo

DERBA no ano de 2004, atendendo a caracterização feita no Quadro de Fabricantes de

Veículos do DNIT (2009) para os respectivos veículos. Estes veículos são os seguintes:

− Para o item “carro” do levantamento de tráfego feito pelo DERBA foi adotado o

padrão do HDM-4, sendo um veículo com 4 (quatro) pneus, 2 eixos e circulando

com todos os lugares ocupados. A carga média total desses veículos é 1,2

toneladas;

− Para o item “ônibus” do levantamento de tráfego feito pelo DERBA foi adotada

a classe 3CB do DNIT que possui três eixos distribuídos em dois conjuntos, com

dois eixos traseiros. A carga total para este tipo de veículo é de 19,5 toneladas,

sendo que a carga máxima no eixo dianteiro é de 6,0 toneladas e no conjunto

traseiro é de 13,5 toneladas.

− Para o item “caminhão leve” do levantamento de tráfego feito pelo DERBA foi

adotada a classe 2CC do DNIT que possui dois eixos em dois grupos (ou

conjuntos) de eixos. Possui carga total de 12,0 toneladas sendo distribuída

igualmente entre os eixos;

− Para o item “caminhão médio” do levantamento de tráfego feito pelo DERBA

foi adotada a classe 2C do DNIT que possui dois eixos em dois grupos (ou

conjuntos) de eixos. Possui carga total de 16,0 toneladas sendo 6,0 toneladas

para o eixo dianteiro e 10,0 toneladas para o eixo traseiro;

− Para o item “caminhão pesado” do levantamento de tráfego feito pelo DERBA

foi adotada a classe 3C do DNIT que possui três eixos em dois grupos (ou

66

conjuntos) de eixos. Possui carga total de 23,0 toneladas sendo 6,0 toneladas

para o eixo dianteiro e 17,0 toneladas para o eixo traseiro;

− O DERBA fez a contagem utilizando o mesmo campo para quantificar as classes

2S1 e 2S2 do DNIT, entretanto estes veículos possuem características diferentes,

sendo adotadas as características do 2S2 por serem as que solicitam mais os

pavimentos conforme equivalência de eixo padrão. Esta classe de veículo possui

quatro eixos em três conjuntos, com Peso Bruto Total (PBT) de 33,0 toneladas,

sendo 6,0 toneladas no eixo dianteiro, 10,0 toneladas no eixo intermediário e 17

toneladas no conjunto traseiro em tandem duplo;

− Para o grupo de classes 2S3, 3S2, 3S3 foi adotado as características da classe

3S3 por possuir maior equivalência de eixo padrão. Esta classe de veículo possui

seis eixos em três conjuntos, com Peso Bruto Total (PBT) de 48,5 toneladas,

sendo 6,0 toneladas no eixo dianteiro, 17,0 toneladas conjunto intermediário

(eixos associados em tandem duplo) e 25,5 toneladas no conjunto traseiro (eixos

associados em tandem triplo).

− Para o grupo “reboque e semi-reboque” do levantamento de tráfego feito pelo

DERBA foi adotada a classe 3IJ que possui sete eixos em cinco conjuntos. A

carga total deste veículo é de 56,5 toneladas distribuídas da seguinte forma, da

dianteira para a traseira do veículo: 6,0 toneladas no eixo dianteiro, 13,5

toneladas em um conjunto com eixos associados em tandem duplo, 10 toneladas

em eixo duplo, 10 toneladas em eixo duplo e 17 toneladas em eixos associados

em tandem duplo.

Cabe salientar que todas as cargas apresentadas para cada tipo de veículo correspondem

ao PBT – Peso Bruto Total – de cada classe, sendo que estes valores podem ser 5% maior

Baseado na Resolução do CONTRAN 210/07 para pesagem nas centrais de fiscalização.

67

6.2 DEFINIÇÃO DAS ALTERNATIVAS DE INTERVENÇÃO

O HDM-4 trabalha com modelos comparativos para estratégias de intervenção padrão.

Para este estudo utilizou-se três estratégias de intervenção na via: “não fazer nada (NFN)”

durante todo o período de análise; “recapeamento (RCAP)”, com camada de 25 mm de

espessura de TSD; e “reconstrução (RCON)”.

A intervenção simulada pelos modelos de desempenho do programa deve estar

condicionada ao estado em que se encontra a pista de rolamento. Além disso é preciso definir

a partir de que ano esta alternativa deve ser considerada. Tal medida se deve a análise ter sido

feita por estratégia onde permite que se tomem medidas baseadas no tempo de vida do

pavimento ao invés de analisar as condições de conforto e segurança de trafego, bem como as

condições físicas e mecânicas dos materiais para intervir.

Os modelos do HDM-4 separam em cinco os tipos de serviços que podem ser feitos em

engenharia de construção e manutenção rodoviária: manutenção rotineira (tapa-buracos,

selagem de trincas, reparo de bordos e serviços de drenagem; manutenção periódica

(tratamento preventivo, reselagem, recapeamento, fresagem e recapeamento, reconstruções

pontuais e reconstrução total); serviços especiais (raspagem de neve, por exemplo); serviços

de melhoria (ampliação parcial, adição de faixa, realinhamento e nenhum serviço); e própria

construção (aprimoramento, duplicação e construção de uma nova plataforma).

As alternativas de intervenção efetiva que foram utilizadas neste trabalho de conclusão

de curso estão enquadradas dentro do item “manutenção periódica”, sendo elas:

Recapeamento (RCAP) ou overlay;

Reconstrução (RCON) ou Reconstruction.

O recapeamento renova todos os defeitos de superfície que somam para obtenção da

área total danificada, (ou IGG do DNIT), conforme modelos do HDM-4, entretanto o mesmo

não ocorre para o afundamento da trilha de roda e o IRI quando é executada esta intervenção.

Para o afundamento da trilha de roda existe uma correção padrão que define uma

profundidade após a sobrecamada igual a 15% da profundidade anterior ao recapeamento.

Para o IRI temos a seguinte equação para o modelo da correção do valor:

RIaw = a0 + a1.MAX[0, (RIap-a0)].MAX[0, (a2-HSNEWaw)] (56)

onde RIaw: é a irregularidade da superfície após recapeamento (IRI, m/Km);

68

RIap: irregularidade ajustada após serviços prévios, como tapa-buracos (IRI, m/Km);

HSNEWaw: espessura após recapeamento (mm); e

‘a0, a1 e a2: são parâmetros definidos pelo usuário (padrões: 2,0; 0,01; 80,

respectivamente).

A alternativa RCAP foi condicionada a ocorrência de um IRI>5,0, podendo ser

implementada em qualquer período do intervalo de análise. Para esta alternativa são mantidas

as camadas executadas durante a construção original do pavimento, a menos que sejam

necessárias intervenções pontuais no trecho para correção de defeitos como panelas.

Para a alternativa RCON todos os defeitos (inclusive o afundamento da trilha de roda)

são zerados, exceto o IRI que depende do tipo de construção para a sua definição no

pavimento reconstruído. Para o caso de TSD, utilizado neste trabalho, a irregularidade padrão

do pavimento novo é de 2,8 m/km.

A alternativa RCON foi condicionada a ocorrência de um IRI>9,5, podendo também ser

implementada em qualquer período do intervalo de análise. Nesta alternativa são

reconstruídas também as camadas subjacentes.

6.3 RESULTADOS GRÁFICOS

Em função da quantidade de gráficos gerados são apresentados aqui um casos

particulares para cada tipo de defeito e em cada clima. Todos os demais gráficos estarão nos

Apêndices deste trabalho.

Para o gráfico da Figura 10, para um trecho situado em clima semiárido, percebe-se que

as intervenções se deram nos primeiros quatro anos de análise, sendo o recapeamento se deu

no ano de 2006 e a reconstrução no ano de 2009. Para a alternativa “recapeamento” (RCAP)

aconteceram duas intervenções no período de análise escolhido, visto que o IRI alcançou

valor maior ou igual a 5,0 mesmo após ser recapeado com 25 mm de TSD. Isso se deve a dois

fatores principais para reinício do trincamento: o primeiro diz respeito aos defeitos de

construção da via e o segundo corresponde ao aumento do tráfego local previsto em 5,18% ao

ano, o que provoca maior solicitação ao pavimento e consequentemente maior possibilidade

de trincamento estrutural.

69

Através do gráfico da figura 11, para um trecho de estrada situado em clima tropical

úmido percebe-se maior suavidade na curva de desempenho para as primeiras idades de

análise. Nesses gráficos é possível constatar que, comparado com o gráfico da figura anterior,

tem-se menores valores de trincamento para o mesmo valor de IRI (parâmetro que

determinada a intervenção). Entretanto as primeiras intervenções também se deram até o

quinto ano de análise. Outro fato a ser destacado na análise dos dois gráficos diz respeito a

mudança de comportamento, passando a diminuir a área total trincada no final do período

para a opção “não fazer nada” (NFN). Este comportamento se dá, possivelmente, devido à

intensidade de outros defeitos, considerados mais graves pelo modelo, como quebra de bordo

e panelas.

Figura 11 – Gráfico da evolução da Área de Trincas no trecho 2 da BA148. Clima Semiárido.

Figura 12 – Gráfico da evolução da Área de Trincas no trecho da BR410. Clima Úmido.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

AT

T(%

)

Ano

BA148[2]- ATT x Tempo

NFN

RCAP

RCON

70

Para o gráfico da Figura 12, que diz respeito ao desgaste superficial de um pavimento

localizado em um clima semiárido, percebem-se comportamentos distintos no início do

período de análise. Primeiramente isso se deve à condição inicial de irregularidade

apresentada pela BR122, que necessitou de intervenção logo no de 2005 por já possuir IRI ≥

5,0 no momento do levantamento feito pelo DERBA.

No caso do pavimento da BA884 este o comportamento da curva RCAP pode estar

associado a quantidade de defeitos iniciais ter sido pequena, porém o mesmo não acontece

com a BR122 que possui comportamento semelhante. Conforme explicado anteriormente, o

HDM-4 Model define uma hierarquia dos defeitos, sendo o desgaste superficial o mais

simples. Portanto quando outros defeitos surgem, como panelas e área de trincas ele deixa de

ser considerado, o que provoca a queda acentuada em sua curva para a opção NFN sem haver

intervenção no pavimento.

O período entre 2009 e 2015 sem desgaste para a opção reconstrução do gráfico da

Figura 13 está associado a consideração de uma execução de pavimento que não deixe

nenhum ou quase nenhum defeito.

Figura 13 – Gráfico da evolução do desgaste no trecho da BR122. Clima Semiárido.

71

Figura 14 – Gráfico da evolução de desgaste no trecho 1 da BA262. Clima úmido.

A pluviometria média da região onde está localizado o pavimento influencia tanto na

formação quanto na progressão do número de panelas, portanto é percebido que no modelo da

Figura 15, com pavimento localizado em região de clima úmido, formam-se as panelas mais

cedo e estas alcançam um número maior que o apresentado na Figura 14, que representa um

trecho localizado em região semiárida.

Figura 15 – Gráfico da evolução do número de panelas no trecho 1 da BA148. Clima Semiárido.

72

Figura 16 – Gráfico da evolução do número de panelas no trecho 2 da BA120. Clima Úmido.

Para os gráficos das Figuras 16 e 17 a seguir percebe-se uma grande diferença na ordem

de grandeza da quebra de bordo, chegando a dez vezes mais para o trecho da BR410 situada

em clima tropical úmido, em relação ao trecho da BA026, localizado em clima tropical

semiárido.

Analisando o modelo de evolução da quebra de bordo percebe-se que são quatro os

parâmetros que interferem neste defeito. Dois deles possuem os mesmos valores (automáticos

do software) para os dois trechos apresentados nos gráficos das Figuras 16 e 17 que são a

diferença de altura entre acostamento e pista de rolamento e a proporção de veículos que

utilizam o acostamento (que o modelo baseia-se no número de panelas e nos

congestionamentos). O terceiro parâmetro é o AADT (Annual Average Dialy Trafficc), que o

mesmo VMDA (Volume Médio Diário Anual), que se apresenta com relação quadrática no

modelo e, portanto torna-se significativo para a BA884, por possuir valor maior já no início

do período de análise no ano de 2005. O quarto parâmetro também possui maior grau de

severidade para a rodovia situada em clima semiárido que a precipitação média mensal,

explicando a disparidade entre os valores máximos de quebra de bordo dos pavimentos, para o

ano de 2019.

73

Figura 17 – Gráfico da evolução da quebra de bordo no trecho da BA026. Clima Semiárido.

Figura 18 – Gráfico da evolução da quebra de bordo no trecho da BR410. Clima Úmido.

Pela análise dos das Figuras 18 e 19 percebe-se que a alternativa de intervenção RCAP

não foi ativa para esta rodovia. Este fator pode estar associado ao valor de IRI muito alto já

para o primeiro ano de análise, condicionando inclusive a intervenção de reconstrução. Para o

trecho situado em região de clima úmido existe uma segunda reconstrução dentro do período

de 15 anos, não sendo percebido em nenhum dos demais casos. Este acontecimento pode estar

associado à quantidade de panelas existente no início do período de análise, à existência de

um VMD superior ao da maioria dos trechos selecionados e à alta pluviosidade média mensal.

Em ambos os casos apresentados nos gráficos das Figuras 18 e 19 a seguir se tem o alcance

do valor limite para o IRI, de 16 m/Km, já no ano de 2006.

74

Figura 19 – Gráfico da evolução do IRI no trecho 1 da BA161. Clima Semiárido.

Figura 20 – Gráfico da evolução do IRI no trecho 1 da BA409. Clima úmido.

Pelos modelos do HDM-4 o afundamento da trilha de roda não depende do clima, o que

sugere uma análise dos os gráficos das Figuras 20 e 21 com a utilização de outros critérios. O

primeiro deles é o CBR das camadas de base, sub-base (se houver) e reforço de subleito (se

houver). O segundo parâmetro é número de repetições do eixo padrão por faixa por ano (em

milhões).

Analisando o gráfico da Figura 20, que representa um pavimento localizado em clima

semiárido, percebe-se que este trecho não alcançou IRI≥9,5, não necessitando, portanto, de

reconstrução. A não reconstrução mantém os valores antigos para o CBR das camadas

subjacentes ao revestimento o que faz com que o afundamento da trilha de roda dependa

somente da variável quantidade de utilização pelo eixo padrão, tanto na etapa de

consolidação, quando na etapa de deformações elásticas. Para o caso das deformações

plásticas temos mais valores na BA122 situada em região de clima úmido, o que diverge do

75

modelo visto que o percentual de veículos pesados neste trecho da estrada ser de 18% dos

veículos totais que utilizam a via, contra apenas 10% na BA262[2].

Figura 21 – Gráfico da evolução do Afundamento de trilha de roda no trecho da BR122. Clima semiárido.

Figura 22 – Gráfico da evolução do Afundamento de trilha de roda no trecho 2 da BA262. Clima úmido.

76

7 COMPARAÇÃO COM OS MODELOS DESENVOLVIDOS POR SONCIM

(2011)

A Figura 22 apresenta as curvas de desempenho, para todos os dezoito trechos

estudados, para a opção NFN (não fazer nada), conforme o modelo do IRI do HDM-4 (que

soma as contribuições de todos os defeitos para estabelecê-lo), para efeito de comparação com

a curva de desempenho do modelo de irregularidade longitudinal desenvolvido na pesquisa

realizada por Soncim (2011). De maneira a simplificar a aplicação do modelo de IRI de

Soncim (2011), visto que os trechos apresentam diferentes valores de pluviometria, idade e

tráfego, foi adotada a equação de regressão linear, obtido no referido estudo para a

determinação do IRI previsto, em função da idade do pavimento, conforme apresentado na

Equação 57.

Os valores encontrados pela aplicação do modelo desenvolvido por Soncim(2011) está

condicionado a idade do pavimento, uma vez que teriam que ser feitas médias para

pluviometria e tráfego e aplicar as médias no modelo de comparação, fator que poderia

destoar os resultados encotrados.

8803,20766,0 +×= IDIRI (57)

em que ID: idade da construção em anos.

77

Figura 23 - Gráfico comparativo de IRI entre o HDM-4 Model e o modelo proposto por Soncim (2011).

Pela a análise da Figura 22 pode-se perceber que a curva do modelo de IRI

desenvolvido por Soncim (2011), com base em dados da rede de rodovias do estado da Bahia,

mostrou uma tendência de ajuste aos resultados das curvas do modelo do HDM-4 para os

primeiros sete anos do intervalo escolhido.

Nove trechos apresentaram IRI destoantes da curva proposta por Soncim (2011) já no

primeiro ano de análise (2005). Neste trechos inclui a BA884 em trecho de clima úmido. Para

os casos dos trechos BA409[1], BA409[2] e BR122 o comportamento da evolução do IRI

pode estar associado a idade de construção destas vias, visto que no modelo proposto por

Soncim foi utilizado uma idade média para estimativa e estes trechos possuem, para o mesmo

ano de análise, idades de 27, 27 e 30 anos, respectivamente. Para o caso dos trechos BA650 e

BA884 ocorreu o inverso, visto que possuem, respectivamente, 9 e 12 anos de construídas e já

apresentam valores altos de irregularidade elevados no final do ano de 2005 (conforme

modelo do HDM-4). Os outros quatro trechos que apresentaram índice de irregularidade

destoantes do modelo proposto por Soncim (2011) possuem idades variando no máximo três

anos da média utilizada no modelo desenvolvida para as rodovias do Estado da Bahia, onde

três desses trechos estão situados em região de clima semiárido e um está situado em região

de clima úmido.

78

Outra particularidade apresentada no gráfico da Figura 22 diz respeito à mudança de

comportamento das curvas relativas aos trechos BA148[2] e BA262[1], onde as mesmas

apresentaram valores de irregularidade semelhantes ao proposto por Soncim (2011) nos dois

primeiros anos de análise e mudaram consideravelmente os comportamentos após o terceiro

ano. Estes trechos possuem respectivamente, 16 e 10 anos no primeiro ano de análise, o que

não sugere incoerência pela distorção da idade média utilizada para o mesmo ano que foi de

18 anos.

Percebe-se, ainda, uma tendência do modelo desenvolvido por Soncim (2011), em

superestimar os valores do IRI, para os anos iniciais de análise e de subestimar, para os anos

finais de análise, o que pode estar relacionado ao fato de se tratar de um modelo

aproximadamente linear, entretanto apresenta uma tendência de deterioração semelhante para

os períodos intermediários de avaliação dos trechos.

A Figura 23 apresenta o gráfico da evolução da área total de trincas, utilizando a opção

de intervenção NFN do modelo de análise do HDM-4, com as curvas dos dezoito trechos

selecionados para efeito de comparação com a curva do modelo proposto por Soncim (2011).

O modelo de intervenção do HDM-4 considera como parâmetros para início e progressão da

área trincada idade do pavimento, defeitos oriundos da construção, módulo resiliente do solo,

quantidade de utilização do eixo padrão e espessura da camada de revestimento enquanto que

a análise feita com a equação proposta por Soncim (2011) estará em função da idade do

pavimento, conforme apresentada abaixo:

5788,15701,1 +×= IDATT (58)

em que ID: idade da construção em anos.

79

Figura 24 - Gráfico comparativo da ATT entre o HDM-4 Model e o modelo proposto por Soncim (2011).

Analisando o gráfico das curvas que utilizam os dados do HDM-4 Model (Figura 23),

percebe-se que existe um comportamento aproximadamente linear entre os anos de 2005 e

2010 para diversos trechos selecionados. Entretanto, conforme podemos ver no gráfico da

Figura 23, o modelo proposto por Soncim (2011) apresenta valores destoantes dos

apresentados pelo modelo utilizado neste trabalho para a maioria dos trechos em todo o

intervalo de análise, com exceção dos trechos BA026, BA161[2] e BA884 no ano de 2006 e

BA120[1] no ano de 2005. Esta distorção pode estar relacionada com o tipo de revestimento

utilizado em cada modelo, uma vez que Soncim (2011) desenvolveu seu modelo baseado em

estudos feitos em trechos revestidos com CBUQ (Concreto Betuminoso Usinado a Quente) e

os trechos selecionados são revestidos por TSD (Tratamento Superficial Duplo), sendo este

último à opção utilizada para o modelo do HDM-4.

Cabe salientar que o modelo proposto por Soncim (2011) leva em conta, neste caso, a

progressão da área total de trincas em função da idade, enquanto o HDM-4 Model considera

diversos parâmetros, conforme apresentado anteriormente. Como pode ser visto na Figura 23,

a maioria dos trechos analisados chegou ao limite de trincas ao final do período de análise, ou

80

antes, onde não pode ser visto o mesmo pelo modelo proposto por Soncim (2011). Este fator

está relacionado ao tipo de superfície de cada um dos modelos, como também pela quantidade

de parâmetros adicionais utilizado no modelo do HDM-4.

81

8 CONCLUSÕES

Foi desenvolvido um estudo para avaliar o comportamento dos modelos do HDM-4 para

seis defeitos comuns em pavimentos flexíveis (Desgaste Superficial, Trincas, Panelas,

Irregularidade Longitudinal – IRI, Quebra de Bordo e Afundamento da Trilha de Roda) em

trechos rodoviários do Estado da Bahia, com base nos levantamentos realizados pelo DERBA,

em 2004.

Para aplicação dos modelos foram selecionados dezoito trechos, sendo dezessete

situados em região de clima semiárido e um localizado em clima úmido, como forma de

avaliar os efeitos do clima no desempenho do pavimento original e na implementação das

atividades de manutenção e reabilitação previstas nos modelos do HDM-4.

Durante o período de análise de 15 anos foi avaliado o desempenho dos trechos pela

aplicação dos modelos para cada defeito com as opções de intervenção “não fazer nada

(NFN)” durante todo o período de análise, “recapeamento (RCAP)”, com camada de 25 mm

de espessura de TSD condicionada à ocorrência de um IRI>5,0 e “reconstrução (RCON)”

condicionada à ocorrência de um IRI>9,5. Sendo que as atividades RCAP e RCON poderiam

ocorrer já no início do período de avaliação.

Pela a análise das curvas de desempenho dos seis defeitos para os trechos estudados

percebe-se a influência dos principais fatores considerados como agentes no processo de

deterioração dos pavimentos rodoviários como a idade da construção, o tráfego e a ação do

clima da região a que pertencem os trechos. Além destes critérios, os modelos do HDM-4

considera para cada um dos seis tipos de manifestação patológica os defeitos de construção e

as atividades de manutenção rotineira como parâmetros para desempenho dos pavimentos.

A curva de desempenho do IRI obtida por meio do modelo desenvolvido por Soncim

(2011) mostrou boa tendência de ajuste, quando comparado com as curvas de desempenho do

IRI obtidas pelo modelo do HDM-4. Isso constitui evidência sobre a validade de sua

utilização em análises de redes viárias constituídas por revestimentos asfálticos em TSD. O

estudo mostrou também, que o modelo empírico desenvolvido por Soncim (2011) para as

variáveis independentes idade do pavimento, tráfego e pluviometria é eficaz na determinação

do desempenho dos pavimentos, principalmente nos anos intermediários do período de

82

avaliação, quando comparado com o modelo empírico-mecanístico do HDM-4, que necessita

de umas série de dados, informações e parâmetros de calibração.

A curva de desempenho da Área Total de Trincas obtida do modelo desenvolvido por

Soncim (2011) não apresentou bom ajuste às curvas obtidas a partir do modelo de

desempenho para a Área Total de Trincas do HDM-4. Entretanto isto não significa que o

modelo do HDM-4 não seja aplicável a rede de rodovias do Estado da Bahia visto que o

modelo desenvolvido por Soncim (2011) para a Área Total de Trincas foi desenvolvido para

revestimento do tipo CBUQ e os trechos utilizados neste estudo são do tipo TSD. O modelo

do HDM-4 necessita ser calibrado através de coeficientes que levem em conta as condições de

cada região, o que não foi feito neste estudo devido à falta de dados para relacionar os

coeficientes utilizados pelo modelo padrão do software e os estudos feitos pelo DERBA,

consistindo em mais uma possibilidade de distorção entre os resultados deste estudo quando

comparado com o modelo proposto por Soncim (2011).

De um modo geral o estudo mostrou-se satisfatório na análise dos diversos defeitos que

podem ser vistos nas rodovias do Estado da Bahia. Estudos mais detalhados devem ser feitos

para aquisição dos fatores de calibração utilizados pelo modelo do HDM-4 para a região

estudada.

Sugere-se como trabalho futuro o estudo do modelo do HDM-4 para a área total

danificada para comparação com o modelo de IGG – Índice Geral de Gravidade utilizado pelo

DNIT.

83

9 REFERÊNCIAS

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Definition of Terms Relating to Traveled Surface Characteristics. In: Annual Book

of ASTM Standards Philadelphia v. 01. 05;

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DAKIN, J. M.; STANNARD, E. E.; WGHTMAN, D. C. Software User Guide. Volume three.

Birmingham – UK, 2000;

DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGENS – DNER ES-173/86 –

Método de Nível e Mira para Calibração de Sistemas Medidores de Irregularidade

Tipo Resposta, Rio de Janeiro, 1986.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT

005/2003 - TER Defeitos nos pavimentos flexíveis e semi-rígidos – Terminologia;

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT

006/2003 - PRO Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-

rígidos - Procedimento;

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT

008/2003 - PRO Levantamento visual contínuo para avaliação da superfície de

pavimentos flexíveis e semi-rígidos - Procedimento;

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT –

Manual de Gerência de Pavimentos. Rio de Janeiro, 2011;

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT –

Manual de Pavimentação. Rio de Janeiro, 2006.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT –

Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos. Rio de Janeiro, 2006.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT –

Quadro de Fabricantes de Veículos. Rio de Janeiro, Outubro de 2009.

GONÇALVES F. P. O desempenho dos pavimentos flexíveis, 1999.

84

HOLANDA, A. B. Novo Dicionário Aurélio da Língua Portuguesa (Dicionário Eletrônico

Aurélio). Brasil, 2004.

KERALI, H. G. R. Overview of HDM-4. Volume one. Birmingham – UK, 2000;

KERALI, H. G. R.; MCMULLEN D.; ODOKI, J. B. Application Guide. Volume two.

Birmingham – UK, 2000;

KERALI, H. G. R. ODOKI, J. B. Analytical Framework and Model Description. Volume

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KLEIN, F. C. Análise da influência de características geométricas de rodovias nos custos dos

usuários utilizando o programa HDM-4. Dissertação de Mestrado. São Carlos,

Ufscar, 2005;

MACEDO, M. C. Um sistema de gerência de pavimentos e suas aplicações na agência

reguladora. Rio de Janeiro, 2008.

NUNES, D. F. Procedimento para Análise de Sensibilidade do Programa HDM-4. Dissertação

de mestrado, EESC, São Carlos- 2012;

RILEY, M. J. Communication to the ISOHDM, 1997.

SENÇO, W. Manual de Técnicas de Pavimentação, Volume 2. 1ª Edição, São Paulo, PINI –

2001.

SILVA, P. F. A. Manual de Patologias e Manutenção de Pavimentos. 2ª edição. São Paulo:

Pini, 2008.

SONCIM, S. P. Desenvolvimento de Modelos de Previsão de Desempenho de Pavimentos

Asfálticos com Base em Dados da Rede de Rodovias do Estado da Bahia. São

Carlos, São Paulo, 2011.

ZORZO, F. A. Retornando a História da Rede Viária Baiana: o estudo dos efeitos do

desenvolvimento ferroviário e a expansão da rede rodoviária da Bahia (1850 – 1950).

Sitientibus. Feira de Santana, 2000.

85

APÊNDICE A – Gráficos desenvolvidos para evolução da Área Total de Trincas em trechos situados em clima tropical úmido.

86

APÊNDICE B – Gráficos desenvolvidos para evolução da Área Total de Trincas em trechos situados em clima tropical semiárido.

87

APÊNDICE C – Gráficos desenvolvidos para evolução da Área de Desgaste em trechos situados em clima tropical úmido.

88

APÊNDICE D – Gráficos desenvolvidos para evolução da Área de Desgaste em trechos situados em clima tropical semiárido.

89

APÊNDICE E – Gráficos desenvolvidos para evolução do número de panelas em trechos situados em clima tropical semiárido

90

APÊNDICE F – Gráficos desenvolvidos para evolução do número de panelas em trechos situados em clima tropical úmido.

91

APÊNDICE G – Gráficos desenvolvidos para evolução da quebra de bordo em trechos situados em clima tropical úmido.

92

APÊNDICE H – Gráficos desenvolvidos para evolução da quebra de bordo em trechos situados em clima tropical semiárido.

93

APÊNDICE I – Gráficos desenvolvidos para evolução do IRI em trechos situados em clima tropical úmido.

94

APÊNDICE J – Gráficos desenvolvidos para evolução do IRI em trechos situados em clima tropical semiárido.

95

APÊNDICE K – Gráficos desenvolvidos para evolução do Afundamento da Trilha de Roda em trechos situados em clima tropical úmido.

96

APÊNDICE L – Gráficos desenvolvidos para evolução do Afundamento da Trilha de Roda em trechos situados em clima tropical semiárido.

97

ANEXO I: Valores das espessuras das camadas dos trechos para cálculo do SNC. Fonte Soncim (2011).

Trecho

CBR Subleito

(%)

CBR Base (%)

Espessura Base (cm)

CBR Subbase

(%)

Espessura Subbase

(cm)

Espessura do Revestimento

(cm) SNC 026EBA0150 34 60 15 0 0 1,5 2,68 120EBA0050 4 61 20 20 20 2,5 2,12 120EBA0050 20 61 20 0 0 2,5 2,7 148EBA0125 6 69 15 52 15 1,9 2,3 148EBA0130 6 60 20 20 20 2,5 2,52 148EBA0140 6 60 20 20 20 2,5 2,52 161EBA0065 10 50 15 25 20 2 2,71 161EBA0065 8 59 20 25 20 2 2,81 262EBA0115 6 53 12 51 15 2,5 2,1 262EBA0115 6 53 12 51 15 2,5 2,1 409EBA0015 5 75 20 21 20 2,5 2,46 409EBA0015 5 75 20 35 20 2,5 2,57 650EBA0020 6 60 20 20 20 3 2,54 884EBA0005 6 60 20 20 20 2,5 2,52 030BBA0250 6 60 20 20 20 2,5 2,52 030BBA0250 6 60 20 20 20 2,5 2,52 122BBA0500-

2 9 91 20 39 15 2,5 2,98 410BBA0010-

2 5 60 9,5 20 15 2,5 1,69

98

ANEXO II - REGULAMENTAÇÕES NA GESTÃO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

Apesar do HDM-4 ser uma ferramenta utilizada no auxílio à gerência de pavimento, as

particularidades do local devem ser levadas em contas nas configurações e dados de entrada

do programa. Os limites e métodos de avaliação de cada norma podem variar em função das

condições climáticas, classes das vias em análise, nível de exigência, domínio da técnica de

projeto e disponibilidade de materiais por região. Todos estes critérios estão previstos nas

normas de construção e restauração do DNIT e nas especificações de projeto de implantação

de vias pavimentadas do DERBA.

O Departamento Nacional de Estradas e Rodagens – DNER desenvolveu as normas

brasileiras de regulamentação de engenharia rodoviária, sendo estas atualizadas pelo

Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes – DNIT com a substituição do

primeiro em 2002.

As seguintes normas do DNIT divididas como padrões de Classificação (CLA),

Especificação de Material (EM), Especificação de Serviço (ES), Instrução de Ensaio (IE),

Método de Ensaio (ME), Padronização (PAD), Procedimento (PRO), Terminologia (TER) são

base para conceituação neste trabalho ou consistem em sugestão para consulta em caso de

uma pesquisa mais detalhada sobre o tema:

DNER TER 02/79 – Conservação, Restauração e Melhoramento – Terminologia;

DNIT 005/2003 - TER Defeitos nos pavimentos flexíveis e semirrígidos

DNIT 009/2003 – PRO - Levantamento para avaliação subjetiva da superfície do

pavimento - Procedimento.

DNIT 006/2003 – PRO - Avaliação objetiva da superfície de pavimentos asfálticos;

DNIT 007/2003 – PRO – Levantamento para avaliação da condição de superfície de

subtrecho homogêneo de rodovias de pavimentos flexíveis e semi-rígidos para gerência de

pavimentos e estudos e projetos – Procedimento;

DNIT 008/2003 – PRO - Levantamento visual contínuo para avaliação da superfície de

pavimentos asfálticos - Procedimento.

DNER PRO 010/79 –Avaliação Estrutural dos Pavimentos Flexíveis – Procedimento A;

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DNER PRO 011/79 – Avaliação Estrutural dos Pavimentos Flexíveis – Procedimento B;

DNIT 085/2006 – ES – Demolição e Remoção de Pavimentos: Asfalto ou Concreto;

DNIT 086/2006 – ES – Recuperação do Sistema de Drenagem;

DNER-PRO 159/85 – Projeto de Restauração de Pavimentos Flexíveis e Semirrígidos;

DNER-ES 169/86 – Controle de Qualidade de Levantamento da Condição de Superfície

de Pavimentos Flexíveis ou Semirrígidos para Gerência de Pavimentos a Nível de rede;

DNER-PRO 182/94 – Medição da Irregularidade da Superfície de pavimento com

Sistemas Integrados IPR/USP e MAYSMETER.

O DERBA possui suas especificações de projeto próprias, porem estas fazem referência,

em sua maioria, à execução de obras e à pequenas atividades de manutenção da área de

domínio da rodovia, como corte de vegetações e desobstrução dos sistemas de drenagem.

Como não existem especificações de tratamento de patologias e Sistema de Gerência de

Pavimentos nas normas e regulamentos do DERBA nenhuma das especificações foram

citadas e os padrões de referência passam a ser do DNIT, ou normas internacionais, quando

não houver nacionais para o caso.

Em complementação às normas acima citadas são utilizados outros padrões para análise

dos resultados, como ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas e AASHTO -

American Association of State Highway and Transportation Officials.