Restauração de Pavimentos Asfálticos

1

RESTAURAÇÃO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

UEM

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

GRUPO DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES CONSIDERAÇÕES GERAIS

1 - INTRODUÇÃO

A finalidade de uma rodovia é prover um meio seguro, confortável e eco-nômico para o transporte de pessoas e mercadorias. Um pavimento em bom estado possibilita conforto e segurança ao tráfego e não requer manu-tenção excessiva. O fim da vida em serviço (ruptura) de um pavimento é alcançado quando um desses três fatores (conforto, segurança e economia) atinge o nível de tolerância máximo, a partir do qual são necessárias Inter-venções. Um aspecto importante que deve ser analisado são os fatores que contribuem para o início, propagação e acúmulo da deterioração, uma vez que os materiais utilizados em pavimentação podem apresentar diferentes mecanismos de deterioração, dependendo principalmente dos fatores ambientais (temperatura e teor de umi-dade) e das solicitações do tráfego (carga por eixo, pressão de enchimento dos pneus, tipo de suspensão etc). A variação da qualidade dos materiais, das técnicas e cuidados construtivos e das estratégias de manu-tenção e reconstrução também dificultam a previsão da evolução da deterioração dos pavimentos.

2 - SERVENTIA

É a habilidade de um pavimento servir ao tráfego com segurança, conforto e economia.

Nfx Nfy

x y

Pf

Pt2

Pt1

Po

Pavimento com Reforço

N

Pavimento Existente

P: Serventia

serventia inicial do pavimento original ou dacamada de reforço quando construídaserventia final desejada com a camada dereforço depois da passagem do tráfego previstoserventia final do pavimento existenteexatamente antes da construção da camada dereforçoserventia final quando da rupturanúmero de repetições equivalentes no momentoem que um reforço será construídonúmero de repetições equivalentes durante avida em serviço do reforçonúmero de repetições necessário para opavimento existente atingir a rupturanúmero de repetições necessário para opavimento com reforço atingir a ruptura

Po =

Pt2 =

Pt1 =

Pf =x =

y =

Nfx =

Nfy =

3 - DESEMPENHO

É a medida da serventia de um pavimento ao longo do tempo ou após um determinado número de aplicações de carga (Fi-gura 1); evolução da deterioração sob a ação do tráfego e dos agentes climáticos ao longo da vida em serviço do pavimento. Permite a análise das estratégias de projeto e a execução de programas de manutenção e reconstrução. A avaliação do desempenho de um pavimento depende da interação de três componentes: usuário, veículo e pavimento. O Índice de Ser-ventia (define a qualidade da superfície de rolamento de uma seção de pavimento) pode ser determinado por avaliações subjetivas de uma equipe de avaliadores ou por medidas físi-cas da irregularidade longitudinal dos pavimentos, que podem ser correlacionadas com a resposta do painel de avaliadores.

NÍVEL MÍNIMO ACEITÁVELSER

VEN

TIA

TEMPO E/OU TRÁFEGO

VIDA ÚTIL

00

Figura 1 - Conceito de serventia-desempenho.

2

Índice de Serventia Atual é um índice numérico que mede a habilidade de uma determinada seção do pavi-mento para servir a um tráfego misto de alta velocidade e elevado volume, desenvolvido a partir de correlações entre avaliações subjetivas e medidas das características da superfície de rolamento. Resposta Estrutural é a reação do pavimento às cargas e ao meio ambiente, manifestada por uma variação no estado de tensão. As respostas estruturais (tensões e deformações) quando levadas ao limite, em termos de magnitude ou número de repetições, podem causar algumas das formas de deterioração dos pavimentos. Dano é a contribuição de uma simples aplicação de carga para a deterioração dos pavimentos.

Deterioração são as conseqüências visíveis do efeito cumulativo das cargas e do meio ambiente sobre os pavimentos. As formas de deterioração associadas ao comprometimento estrutural dos pavimentos e que con-tribuem significativamente para a redução da serventia de um pavimento são as trincas por fadiga do revesti-mento asfáltico e a deformação permanente nas trilhas das rodas. MOAVENZADEH (1971) apud FERNANDES, JR (1995) define desempenho de um pavimento submetido a um determinado tráfego, em um dado meio ambiente, como sua habilidade em prover um nível de serventia aceitável, com grau específico de confiabilidade, para um grau de manutenção determinado. A perda da habilidade de prover o nível de serventia necessário, resultante do acúmulo de deteriora-ção durante um determinado período de tempo, pode ser considerado como ruptura do pavimento. Portanto, a vida em serviço de um pavimento corresponde ao número de solicitações necessário para que o índice de serventia atinja um número inaceitável pelos usuários. IRREGULARIDADE LONGITUDINAL: principal fator associado ao conforto e aos custos dos usuá-rios. ATRITO SUPERFICIAL: fundamental em termos de segurança, para a qual também são importantes os efeitos das panelas e da deformação permanente nas trilhas das rodas. Adequação estrutural que possibilita o tráfego previsto sem deteriorações prematuras, que podem levar à per-da de serventia e a gastos excessivos com manutenção e restauração. Para HAAS, HUDSON e ZANIEWSKI (1994) apud FERNANDES, JR (1995), a AVALIAÇÃO FUNCIONAL de uma rodovia baseada no conceito de serventia, é voltada ao desempenho dos pavimentos como uma superfície de rolamento dos veículos, principal preocupação dos usuários. Equação de desempenho do Método da AASHTO (1986): maior parte da perda de serventia é causa-da pela variação da irregularidade longitudinal, sendo muito pequena as participações da deformação permanente nas trilhas das rodas e das trincas por fadiga e remendos no revestimento asfáltico. Importante: forte correlação entre as formas de deterioração estrutural e a irregularidade longitudinal. Cau-sas: os pavimentos, com a ocorrência de trincas, permitem a entrada de água e o conseqüente enfraquecimen-to estrutural, que resulta na evolução da irregularidade longitudinal; a irregularidade longitudinal, devido à consolidação das deformações cisalhantes, acarreta cargas dinâmicas excessivas e rápida progressão das trin-cas. 4 - AVALIAÇÃO DOS DEFEITOS SUPERFICIAIS E LEVANTAMENTO DE CAMPO

A avaliação das condições da superfície de rolamento de estradas é feita através do levantamento de seus defeitos no campo. Para fins de utilização em Sistemas de Gerência de Pavimentos, o levanta-mento de campo envolve a seleção dos defeitos mais significativos e a medida e avaliação da ex-tensão e severidade de cada defeito.

4.1 - DEFEITOS EM PAVIMENTOS FLEXÍVEIS

→ TRINCAS POR FADIGA DO REVESTIMENTO BETUMINOSO → DEFORMAÇÃO PERMANENTE NAS TRILHAS DAS RODAS → TRINCAS: EM BLOCO, TRANSVERSAIS, LONGITUDINAIS → BOMBEAMENTO: ejeção de água e partículas finas, através das trincas, causadas pelas cargas do tráfego → BURACOS OU PANELAS

3

→ EXSUDAÇÃO → DESGASTE DO AGREGADO

A quantificação da qualidade de uma estrada por um ÍNDICE COMBINADO (como por exemplo, o ICV) pode servir à gerência em nível de rede tanto para a hierarquização e seleção de trechos e de estratégias de manutenção e reabilitação como para a previsão orçamentária e alocação de recur-sos. De uma maneira geral, quanto maior o nível de agregação das informações sobre as condições das estradas mais elevado é o nível de decisão do Sistema de Gerência de Pavimentos. O levantamento de campo é o processo de coleta de dados visando a determinação da integridade estrutural, da área e severidade dos diferentes tipos de deterioração, do atrito superficial e da qualidade de rolamento da superfície do pavimento. O levantamento de campo fornece valiosas infor-mações para alocação adequada dos limitados recursos. O levantamento de campo pode ser dividido em quatro etapas: i. avaliação da irregularidade longitudinal: envolve desde uma avaliação subjetiva da qualidade de ro-

lamento da superfície até o uso de sofisticados perfilômetros; ii. ensaios estruturais: podem ser destrutivos, mediante a avaliação da capacidade de suporte de amostras

coletadas ou in situ, ou não-destrutivos, envolvendo a medida de deslocamentos ("deflexões") superficiais causadas por um carregamento conhecido;

ii. levantamento dos defeitos: envolve a identificação dos tipos de defeitos, quantificação da área afetada e determinação da severidade do problema;

iv. atrito superficial (segurança). A inexistência de um eficiente sistema de gerência faz com que os parcos recursos disponíveis sejam aplicados de forma inadequada, contribuindo para o agravamento das condições das estradas. A avaliação periódica das condições das estradas pode contribuir para a identificação dos trechos mais críticos e servir para a avaliação da severidade dos defeitos, além de fornecer informações de quando, como e onde surgem os defeitos e, prin-cipalmente, quais os procedimentos para corrigi-los. 5 - OBJETIVOS DA AVALIAÇÃO DE PAVIMENTOS

– verificar se a função pretendida ou o desempenho esperado está sendo alcançado; – fornecer informações para o planejamento da restauração de pavimentos existentes; – fornecer informações para melhorar a tecnologia de projeto, construção e manutenção; – capacidade estrutural; – deterioração física (trincamento, deformação e desgaste); – efeitos relacionados ao usuário (irregularidade longitudinal ou serventia, segurança e aparência); – custos de operação do usuário e benefícios associados à variação de serventia e segurança.

Principais tipos de características operacionais de pavimentos medidos na avaliação – capacidade estrutural – conforto ao rolamento – desgaste/ trincamento – QI/afundamento – segurança/ aderência

6 - TÉCNICAS DE MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO

MANUTENÇÃO: refere-se à atividades que visam manter ou preservar a vida em serviço prevista para um pavimento existente. REABILITAÇÃO: diz respeito às atividades que procuram aumentar a vida em serviço de um pavimento. Após a coleta de informações sobre a condição dos pavimentos, passa-se à análise das necessidades de manu-tenção e reabilitação. A partir da condição atual determinam-se a causa da deterioração observada e a melhor maneira para a sua correção.

4

Dada uma condição atual de um pavimento, existe uma estratégia (conjunto de atividades, seja de manuten-ção, de reabilitação ou de reconstrução) mais apropriada. Uma vez que a análise de estratégias diz respeito ao desempenho de longo prazo, a única preocupação é que a atividade de manutenção mais adequada seja apli-cada no devido momento. MANUTENÇÃO DE ROTINA: remendos superficiais; reparos localizados; impermeabilização de trincas; e ou-tras ações de baixo custo unitário. Para rodovias em boas condições, a manutenção de rotina é a melhor ma-neira de utilização dos recursos. MANUTENÇÃO PREVENTIVA: atividades de manutenção de rotina; rejuvenescimento da capa; recapeamen-tos delgados. Tem por objetivo conter a deterioração em seu estágio inicial. Uma causa de desempenho inade-quado é, por exemplo, a execução de um recapeamento delgado sem as atividades prévias de manutenção de rotina.

AÇÃO POSTERGADA: apenas execução de remendos inadiáveis. Indicada para seções que estão além do ponto de eficácia da manutenção preventiva, mas que ainda não atingiram a necessidade de reabilitação. REABILITAÇÃO: qualquer serviço que prolongue a vida útil do pavimento; atividades de manutenção de roti-na e preventiva; recapeamento estrutural; reciclagem. Devem ser objeto de estudos de priorização, uma vez que os fundos disponíveis são, geralmente, inferiores às necessidades. REFORÇO (RECAPEAMENTO): consiste num pavimento superposto ao existente, tendo este último que a-presentar, ainda, características estruturais satisfatórias. RESTAURAÇÃO (RECUPERACÃO ou REPARAÇÃO): são reparos realizados em pequenas áreas do pavi-mento, devendo ser feitos tão logo os defeitos apareçam. RECONSTRUÇÃO: consiste na demolição total ou parcial do pavimento existente e sua posterior reconstrução, quando for excessiva a quantidade e tipos de defeitos que impossibilitem a sua recuperação (perda da capaci-dade estrutural); atividades de reabilitação, se necessário; remoção e substituição de toda estrutura do pavi-mento; melhoramentos de traçado, de segurança e de capacidade de tráfego. Também devem ser objetos de priorização.

A seleção da estratégia adequada pode-se utilizar das análises de desempenho ao longo da vida em serviço. Há considerável superposição entre as diversas ações quando se considera a variação do ICP ao longo do tempo, o que obriga a uma observação dos tipos de deterioração preponderantes. Oxidação e exsu-dação indicam a necessidade apenas de manutenção preventiva. Trincas por fadiga, panelas ou remendos rompidos exigem atividades de reabilitação.

6.1 - FATORES QUA INFLUEM NA ESCOLHA DA ALTERNATIVA DE REABILITAÇÃO – verba disponível; – controle e operação do tráfego (possibilidade de fechamento da pista); – vida útil mínima prevista para o pavimento reabilitado; – materiais disponíveis na região; – experiência e capacidade das empreiteiras; – geometria das pistas; – disponibilidade de equipamento e mão-de-obra; – política interna do órgão contratante; – política global de prioridade da malha rodoviária.

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS DEPARTAMENTO DE TRANSPORTES

DEFEITOS E ATIVIDADES DE MANUTENÇÃO E

REABILITAÇÃO EM PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

5

41

2

3

José Leomar Fernandes Júnior

Sandra Oda

Luiz Francisco Zerbini

São Carlos, Janeiro de 1999

SUMÁRIO 1 - INTRODUÇÃO................................................................................................................................ 1

2 - RELAÇÃO ENTRE A MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS E OS SISTEMAS

DE GERÊNCIA..............................................................................................................................

3 2.1 - INTRODUÇÃO..................................................................................................................... 3 2.2 - AVALIAÇÃO DA CONDIÇÃO DOS PAVIMENTOS............................................................... 4

2.2.1 - Avaliação Subjetiva da Superfície de Rolamento..................................................... 4 2.2.2 - Avaliação Objetiva da Condição dos Pavimentos..................................................... 5

2.3 - LEVANTAMENTO DE DEFEITOS NO CAMPO.................................................................... 10

2.3.1 - Manuais para Identificação de Defeitos.................................................................... 10 2.3.2 - Métodos para Levantamento de Defeitos no Campo................................................ 17 2.3.3 - Equipamentos para Avaliação de Defeitos............................................................... 17 2.3.4 - Índices Combinados de Defeitos............................................................................... 20

3 - DEFINIÇÃO DE ESTRATÉGIAS E SELEÇÃO DE ATIVIDADES DE MANUTENÇÃO E

REABILITAÇÃO............................................................................................................................

23 3.1 - INTRODUÇÃO...................................................................................................................... 23 3.2 - SELEÇÃO DAS ATIVIDADES DE MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO ............................... 24 3.3 - ATIVIDADES DE MANUTENÇÃO......................................................................................... 33

3.3.1 - Remendos................................................................................................................. 33 3.3.2 - Capas selantes.......................................................................................................... 34

3.4 - ATIVIDADES DE REABILITAÇÃO........................................................................................ 35

4 - EXECUÇÃO DOS SERVIÇOS DE MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS ......... 36

4.1 - TRINCAS POR FADIGA........................................................................................................ 36 4.2 - TRINCAS EM BLOCOS......................................................................................................... 39 4.3 - TRINCAS NOS BORDOS...................................................................................................... 40 4.4 - TRINCAS LONGITUDINAIS.................................................................................................. 41 4.5 - TRINCAS POR REFLEXÃO.................................................................................................. 42 4.6 - TRINCAS TRANSVERSAIS.................................................................................................. 43

4.7 - REMENDOS.......................................................................................................................... 44 4.8 - PANELAS.............................................................................................................................. 44 4.9 - DEFORMAÇÃO PERMANENTE NAS TRILHAS DE RODA................................................. 45 4.10 - CORRUGAÇÃO................................................................................................................... 46 4.11 - EXSUDAÇÃO...................................................................................................................... 48 4.12 - AGREGADOS POLIDOS..................................................................................................... 49 4.13 - DESGASTE......................................................................................................................... 50 4.14 - DESNÍVEL ENTRE PISTA E ACOSTAMENTO.................................................................. 50 4.15 - BOMBEAMENTO................................................................................................................. 51 4.16 - TRATAMENTOS SUPERFICIAIS...................................................................................... 51

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................................................... 53

1

1 - INTRODUÇÃO Os pavimentos são estruturas complexas, que envolvem muitas variáveis, tais como: cargas do tráfego, solicitações ambientais, técnicas construtivas, práticas de manutenção e reabilitação, tipo e qualidade dos materiais etc. Representam parcela expressiva da infra-estrutura de transportes e, portanto, melhoramentos marginais nos seus componentes podem resultar em grandes economias em termos absolutos. A gerência de pavimentos, segundo HAAS, HUDSON e ZANIEWSKI (1994), é um processo que abrange todas as atividades envolvidas com o propósito de fornecer e manter pavimentos em um nível adequado de serviço. Envolve desde a obtenção inicial de informações para o planejamento e elaboração de orçamento até a monitorização periódica do pavimento em serviço, passando pelo projeto e construção do pavimento e sua manutenção e reabilitação ao longo do tempo. Dentro de um Sistema de Gerência de Pavimentos, é de grande importância a execução das atividades de manutenção e reabilitação. Não bastam a escolha da melhor estratégia de intervenção e o estabelecimento da melhor lista de prioridades, é necessário também que os serviços sejam executados corretamente. As atividades de manutenção e reabilitação de pavimentos (Figura 1.1) devem ser realizadas de forma contínua, devido ao constante aparecimento de defeitos, causados pelas solicitações impostas pelo tráfego e pelo meio ambiente.

FIGURA 1.1 - Equipe de manutenção de

pavimentos trabalhando. Assim, as causas da deterioração dos pavimentos podem ser agrupadas em: • solicitações do tráfego: associadas, principalmente, à carga por eixo, ao tipo de eixo (simples,

tandem duplo e tandem triplo), ao tipo de rodagem (simples, duplo e extralargo), à pressão de enchimento dos pneus e ao tipo de suspensão (feixe de molas e pneumático);

• solicitações climáticas: principalmente variações de temperatura e de teor de umidade (Figuras

1.2 e 1.3). A deterioração do pavimento pode manifestar-se sob diferentes formas: trincas (por fadiga, em blocos, nos bordos, longitudinais, por reflexão e transversais), remendos, panelas (ou buracos), distorções (acúmulo de deformação permanente nas trilhas de roda e corrugação), defeitos na superfície (desintegração ou desgaste, agregados polidos e exsudação), desnível entre pista e acostamento e bombeamento (saída de água pelas trincas do pavimento sob ação das cargas do tráfego). A detecção dos defeitos nos estágios iniciais é uma das tarefas mais importantes da manutenção (Figura 1.4). Trincas e outras fraturas no pavimento, que inicialmente quase não são percebidas pelos usuários, podem evoluir rapidamente e causar sérios problemas se não forem prontamente seladas. Existem outras pequenas evidências, como lama ou água no pavimento ou no acostamento (Figura 1.5), que podem indicar a um observador experiente que sérios problemas podem vir a ocorrer. Uma vez descobertos, é importante que se encontre a causa de cada problema e se inicie prontamente seu reparo.

FIGURA 1.2 - Chuva sobre pavimento. FIGURA 1.3 - Água na pista.

As técnicas de reparo que são apresentadas neste trabalho não são a única maneira correta de se executar os serviços de manutenção e reabilitação, mas, comprovadamente, resultam em uma melhora significativa e duradoura dos pavimentos. Variam do simples preenchimento das trincas com emulsões asfálticas ou com asfaltos diluídos (“recortados”) até a remoção completa da área afetada, instalação de drenagem e execução de um remendo profundo. O método de reparo depende da causa da deterioração, que deve ser totalmente eliminada para o defeito não tornar a ocorrer (Figura 1.6). Depende, também, da extensão e severidade das formas de deterioração que ocorrem na seção de pavimento.

FIGURA 1.4 - Inspeção de trincas. FIGURA 1.5 - Afloramento de água na pista.

Infelizmente, muitos organismos rodoviários e prefeituras de municípios brasileiros têm realizado atividades de manutenção e reabilitação de pavimentos à margem das recomendações técnicas, em função da ausência de investimentos técnico-gerenciais e do mal preparo, da falta de especialização e da desmotivação das equipes técnicas. Este trabalho procura contribuir para a formação dos alunos neste importante campo da Engenharia de Transportes (Infra-estrutura Viária) e, conseqüentemente, para a mudança da situação atual.

FIGURA 1.6 - Exemplo de excelente trabalho de

reparo.

Nesse sentido, discute, inicialmente, os conceitos básicos dos Sistemas de Gerência de Pavimentos, tratando das formas de avaliação da condição dos pavimentos, dos níveis de decisão e dos critérios para a definição de estratégias e seleção de atividades de manutenção e reabilitação. Apresenta um quadro resumo com as principais características, níveis de severidade, formas de quantificação, causas prováveis e atividades de manutenção e reabilitação mais indicadas para cada um dos defeitos. Finalmente, apresenta os processos construtivos das principais atividades de manutenção e reabilitação de pavimentos flexíveis.

2

2 - RELAÇÃO ENTRE A MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS E OS SISTEMAS DE

GERÊNCIA 2.1 - INTRODUÇÃO Os Sistemas de Gerência de Pavimentos, que visam a obtenção do melhor retorno possível para os recursos investidos, provendo pavimentos seguros, confortáveis e econômicos aos usuários, representam a possibilidade de se avançar de um esquema de manutenção baseado apenas na correção de problemas para um sistema de manutenção planejada, capaz de prolongar a vida útil e garantir padrões mínimos de serviço em toda a malha viária. Um dos objetivos principais da gerência de pavimentos é fornecer respostas para as questões: a) O que precisa ser feito numa determinada rede de pavimentos? (seleção da estratégia ótima); b) Como devem ser executados os serviços? (definição das atividades de manutenção e

reabilitação para cada seção); c) Quando serão necessárias intervenções para evitar a ruptura e prolongar a vida em serviço do

pavimento? d) Onde se localizam os projetos prioritários? Dentre as perguntas anteriores, trata-se, neste trabalho, principalmente da questão 2 (Figura 2.1). As outras são abordadas em trabalhos que têm por objeto de estudo a gerência de pavimentos, particularmente a tomada de decisões em nível de rede.

IDENTIFICAÇÃO EINVENTÁRIO DA REDE

ReforçoEstrutural

AVALIAÇÃO DA CONDIÇÃODOS PAVIMENTOS

NÃO FAZER NADA MANUTENÇÃO REABILITAÇÃO

ReconstruçãoCorretiva Preventiva

ANÁLISEECONÔMICA

LISTA DEPRIORIDADES

FIGURA 2.1 - Relação das estratégias de manutenção e reabilitação com as outras etapas de um

sistema de gerência de pavimentos (MAPC, 1986).

O primeiro passo no desenvolvimento de um sistema de gerência de pavimentos consiste na definição das seções de análise, geralmente em função do volume de tráfego, do tipo de pavimento, do tipo e espessura de cada camada, do tipo de subleito e do estado de conservação do pavimento. Em seguida, procede-se um levantamento da condição atual do pavimento, registrando-se as extensões e os níveis de severidade de cada forma de deterioração encontrada nas seções. Com base no inventário e na condição do pavimento, pode-se analisar, em nível de rede, diferentes estratégias de manutenção e reabilitação (por exemplo, “não fazer nada”, “manutenção corretiva”, “manutenção preventiva”, “recapeamento”, “reconstrução”). Posteriormente, passa-se à análise em nível de projeto, que consiste na definição das atividades de manutenção e, quando for o caso, no dimensionamento dos reforços e na reconstrução. Finalmente, são realizadas as análises econômicas e de priorização. 2.2 - AVALIAÇÃO DA CONDIÇÃO DOS PAVIMENTOS Conforme apresentado anteriormente, os sistemas de gerência de pavimentos dependem da monitorização periódica do pavimento, responsável pela obtenção de informações sobre as características físicas da via ao longo do tempo. A seguir, discutem-se as formas de avaliação da condição dos pavimentos. 2.2.1 - Avaliação Subjetiva da Superfície de Rolamento As avaliações subjetivas fornecem o estado de deterioração do pavimento utilizando-se do conceito de serventia, apresentado por CAREY e IRICK (1960) quando do AASHO Road Test. A serventia é definida como a habilidade de uma seção de pavimento, à época da observação, de servir ao tráfego de automóveis e caminhões, com elevados volumes e altas velocidades. A capacidade de um pavimento servir satisfatoriamente ao tráfego durante um dado período é o seu desempenho, que pode ser interpretado como a variação da serventia com o tempo e/ou tráfego (Figura 2.2).

NÍVEL MÍNIMO ACEITÁVELSER

VEN

TIA

TEMPO E/OU TRÁFEGO

VIDA ÚTIL

00

FIGURA 2.2 - Conceito de serventia-desempenho.

CAREY e IRICK (1960) consideraram as seguintes hipóteses: • o propósito principal de um pavimento é servir ao público que trafega sobre ele; • as opiniões dos usuários são subjetivas, mas se relacionam com algumas características dos

pavimentos passíveis de serem medidas objetivamente; • a serventia de uma seção de rodovia pode ser expressa através de avaliações realizadas pelos

usuários; • o desempenho de um pavimento é o histórico de sua serventia ao longo do tempo. O método utilizado por CAREY e IRICK (1960) consiste, inicialmente, na composição de uma equipe de avaliadores que atribuem “notas” ao pavimento. Cada avaliador utiliza uma ficha de avaliação (Figura 2.3) para cada seção, registrando seu parecer em uma escala de 0 (péssimo) a 5 (ótimo). A

3

média aritmética dessas avaliações subjetivas de serventia é definida como Valor de Serventia Atual (VSA).

ACEITÁVEL?ÓTIMO

Sim BOM

Não REGULAR

Indeciso RUIM

PÉSSIMO

Identificação da Seção: NOTA:Avaliador:Data: Hora: Veículo:

0123

45

FIGURA 2.3 - Ficha para avaliação da serventia.

Em uma etapa seguinte, é feita a análise estatística para correlacionar o VSA com valores obtidos através de medidas físicas de defeitos do próprio pavimento (trincas, remendos, acúmulo de deformação permanente nas trilhas de roda, irregularidade longitudinal etc.). A previsão do valor do VSA a partir dessas avaliações objetivas é definida como Índice de Serventia Atual (ISA). As condições impostas pela norma DNER-PRO 07/94 (Avaliação Subjetiva da Superfície de Pavimentos - DNER, 1994) são: • cada avaliador deve considerar somente o estado atual da superfície de rolamento; • a avaliação deve ser feita sob condições climáticas totalmente favoráveis (sem chuva, nevoeiro,

neblina etc.); • devem ser ignorados os aspectos do projeto geométrico (largura de faixas, traçado em planta,

rampas etc.), assim como a resistência à derrapagem do revestimento; • devem ser considerados principalmente os buracos, saliências e as irregularidades transversais e

longitudinais da superfície; • devem ser desprezadas eventuais irregularidades causadas por recalques de bueiros; • cada trecho deve ser avaliado independentemente e não deve haver troca de informações entre

os avaliadores; • cada avaliador deve considerar o conforto proporcionado pelo pavimento caso tivesse que utilizá-

lo dirigindo um veículo durante 8 horas ou ao longo de 800 km. 2.2.2 - Avaliação Objetiva da Condição dos Pavimentos A avaliação objetiva da condição dos pavimentos compreende: a) Avaliação da irregularidade superficial: o desempenho do pavimento, ou seja, sua capacidade de

servir ao tráfego com conforto, segurança e economia, está intimamente relacionado com a irregularidade longitudinal. A irregularidade longitudinal, definida como o desvio de pontos da superfície do pavimento em relação a um plano de referência e medida ao longo da trajetória dos veículos (“trilhas de roda”), afeta a qualidade de rolamento (conforto e segurança), as cargas dinâmicas transmitidas ao pavimento e os custos de operação dos veículos (consumo de combustível e lubrificantes, desgaste dos pneus etc.). Pode ser quantificada por perfilômetros (Figuras 2.4 e 2.5), perfilógrafos (Figura 2.6) e veículos equipados com acelerômetros (Figura

2.7) ou medidores do tipo “resposta” (Figura 2.8). No Brasil, tem sido utilizado pelo DNER e DERs o integrador de irregularidade longitudinal IPR-USP (DOMINGUES, 1993);

FIGURA 2.4 - Perfilômetro CHLOE, utilizado no AASHO Road Test.

FIGURA 2.5 - Esquema do Perfilômetro CHLOE (HAAS et al., 1994).

FIGURA 2.6 - Esquema de um perfilógrafo (HAAS et al., 1994).

4

FIGURA 2.7 - Car Road Meter: equipado com acelerômetro, desenvolvido pelo FHWA

(Federal Highway Administration).

FIGURA 2.8 - Maysmeter: medidor de irregularidade longitudinal do tipo resposta (HAAS et al., 1994).

b) Ensaios estruturais: podem ser destrutivos, mediante avaliação da capacidade de suporte in situ

e de amostras coletadas, ou não-destrutivos, envolvendo a medida de deflexões superficiais causadas por um carregamento conhecido. Para a avaliação estrutural não-destrutiva têm sido utilizados a viga Benkelman (Figuras 2.9, 2.10 e 2.11), os defletômetros vibratórios (Figuras 2.12, 2.13 e 2.14) e os defletômetros de impacto (FWD, Falling Weight Deflectometer, Figuras 2.15, 2.16, 2.17 e 2.18);

FIGURA 2.9 - Viga Benkelman. FIGURA 2.10 - Execução de ensaio com Viga

Benkelman.

FIGURA 2.11 - Esquema da Viga Benkelman.

FIGURA 2.12 - Esquema de defletômetro vibratório. FIGURA 2.13 - Dynaflect: defletômetro vibratório.

FIGURA 2.14 - Road Rater:

defletômetro vibratório. FIGURA 2.15 - Esquema do defletômetro de impacto (FWD).

FIGURA 2.16 - Dynatest: defletômetro de impacto.

5

Geofones

Carga

Bacia de DeflexãoL1

L2

L6 L7

ICR = L1 - L2

ICB = L6 - L7

FIGURA 2.17 - Ensaio com defletômetro de impacto (FWD): bacia de deflexão e índices de curvatura

do revestimento e da base.

FIGURA 2.18 - KUAB: defletômetro de impacto.

c) Atrito superficial: a avaliação do atrito superficial pneu-pavimento, relacionada à segurança, pode

ser obtida através de equipamentos do tipo Mu-Meter (Figura 2.19), que consiste na medida das forças de atrito em um reboque trafegando com as rodas travadas, a diferentes velocidades, sobre um pavimento molhado;

FIGURA 2.19 - Mu-Meter: medidor do coeficiente de atrito pneu-pavimento.

d) Identificação de defeitos superficiais: o reconhecimento do tipo de defeito, a quantificação de sua extensão (freqüência de ocorrência ou área do revestimento sujeita a um determinado tipo de defeito) e a identificação do nível de severidade (nível de deterioração dos defeitos, normalmente classificado em baixo, médio e alto), juntamente com a determinação das causas dos defeitos, são de vital importância para seleção das estratégias de intervenção e definição das atividades de manutenção e reabilitação.

2.3 - LEVANTAMENTO DE DEFEITOS NO CAMPO Um bom levantamento de defeitos deve: • identificar as seções que não necessitam de manutenção imediata; • identificar as seções que requerem apenas manutenção de rotina; • identificar e priorizar as seções que requerem manutenção preventiva; • identificar as seções que necessitam de reabilitação. 2.3.1 - Manuais para Identificação de Defeitos Durante os trabalhos de levantamento de campo, geralmente surgem dúvidas relacionadas ao reconhecimento e à forma de medição dos defeitos. Vários manuais têm sido elaborados buscando estabelecer e uniformizar a nomenclatura, as definições, os conceitos e os métodos de levantamento dos principais defeitos observados nos pavimentos. Em virtude da necessidade de uniformização da coleta de dados, recomenda-se a adoção do manual de levantamento de defeitos no campo utilizado no Programa SHRP (Programa Estratégico de Pesquisas Rodoviárias). Estabelecido em 1987 pelo Congresso dos Estados Unidos, com uma dotação inicial de 150 milhões de dólares, o Programa SHRP conta com a participação de mais de vinte países, inclusive o Brasil, que irão desenvolver pesquisas sobre pavimentação pelo período total de 20 anos. O manual do Programa de Pesquisa SHRP considera 15 tipos de defeitos em pavimentos flexíveis, identificando-os através de fotos e figuras. Apresenta, para cada tipo de defeito, a descrição, os níveis de severidade (inclusive com fotos) e a forma de quantificação da extensão, conforme apresentado na Tabela 2.1 e Figura 2.20 (SHRP, 1993). Existem outros manuais que são importantes como complemento ao Manual de Identificação de Defeitos dos Pavimentos do Programa SHRP: • Catálogo dos Defeitos dos Revestimentos dos Pavimentos (ARB, 1978): considera 64 tipos de

defeitos (34 para pavimentos flexíveis), apresentando, para cada um deles, a descrição e possíveis causas;

• AASHTO - Apêndice K: Defeitos Típicos (AASHTO, 1986): considera 17 tipos de defeitos (14 coincidentes com o SHRP), apresentando, para cada um deles, a descrição, níveis de severidade e métodos de medição;

• Manual para Identificação de Defeitos de Revestimentos Asfálticos de Pavimentos (DOMINGUES, 1993): considera 24 tipos de defeitos, apresentando, para cada um deles, a descrição, mecanismo de ocorrência, localização, classe (funcional ou estrutural), níveis de severidade (fotos) e métodos de medição.

Os manuais publicados em língua portuguesa (ARB, 1978 e DOMINGUES, 1993) podem ser utilizados, mas não se deve esquecer que eles também foram elaborados a partir das experiências francesa e americana e que apresentam limitações e deficiências eliminadas nas diversas revisões por que passou o Manual do Programa SHRP (SMITH et al., 1987; CASTEDO et al., 1990). Neste trabalho consideram-se, portanto, as formas de deterioração utilizadas nos estudos sobre o Desempenho de Pavimentos a Longo Prazo (LTPP) do Programa Estratégico de Pesquisa Rodoviária (SHRP, 1993).

6

TABELA 2.1 - Identificação de defeitos nos pavimentos (SHRP, 1993). DEFEITO CARACTERÍSTICA NÍVEIS DE SEVERIDADE COMO MEDIR

1 TRINCAS POR FADIGA

DO REVESTIMENTO

• Áreas submetidas a cargas repetidas de tráfego

• Forma: “couro de crocodilo” ou “tela de galinheiro”

• Espaçamento inferior a 30 cm

• BAIXA: poucas trincas conectadas, sem erosão nos bordos e sem evidência de bombeamento

• MÉDIA: trincas conectadas e bordos levemente erodidos, mas sem evidência de bombeamento

• ALTA: trincas erodidas nos bordos, movimentação dos blocos quando submetidos ao tráfego e com evidências de bombeamento

• Registrar a área afetada (m2) para cada nível de severidade.

2 TRINCAS EM BLOCOS

• Trincas que dividem o pavimento em pedaços aproximadamente retangulares

• Tamanho dos blocos: 0,1 a 10 m2

• BAIXA: trincas com abertura média inferior a 6 mm ou seladas com material selante em boas condições

• MÉDIA: trincas com abertura média entre 6 e 19 mm ou com trincas aleatórias adjacentes com severidade baixa

• ALTA: trincas com abertura média superior a 19 mm ou trincas aleatórias adjacentes com severidade média a alta


3

TRINCAS NOS BORDOS

• Apenas para pavimentos com acostamentos não pavimentados

• Dentro de uma faixa de 60 cm a partir da extremidade do pavimento

• BAIXA: sem perda de material ou despedaçamento • MÉDIA: perda de material e despedaçamento em até 10% da extensão afetada • ALTA: perda de material e despedaçamento em mais de 10% da extensão afetada

• Registrar a extensão afetada (m) para cada nível de severidade.

4

TRINCAS LONGITUDINAIS

• Trincas predominantemente paralelas ao eixo, podendo se localizar dentro ou fora das trilhas de roda



• ALTA: trincas com abertura média superior a 19 mm ou trincas com abertura média inferior a 19 mm mas com trincas aleatórias adjacentes com severidade média a alta

• Registrar a extensão (m) das trincas longitudinais e os níveis de severidade correspondentes (nas trilhas de roda ou fora delas).

• Registrar a extensão com selante em boas condições.

5

TRINCAS POR REFLEXÃO

• Reflexão de trincas ou juntas das camadas inferiores

• Recapeamento ou pavimentos novos (contração da base)




• Registrar, em separado, as trincas transversais e longitudinais.

• Registrar o no de trincas transversais. • Registrar a extensão das trincas e os

níveis de severidade. • Registrar a extensão com selante em

boas condições. 6

TRINCAS TRANSVERSAIS

• Trincas predominantemente perpendiculares ao eixo

• Severidade de uma trinca: adotar a mais elevada, desde que represente pelo menos 10% da extensão




• Registrar o no de trincas, a extensão e os níveis de severidade correspondentes.

• Registrar a extensão com selante em boas condições.

7

REMENDOS

• Porção da superfície do pavimento, maior que 0,1 m2, removida e substituída ou material aplicado ao pavimento após a construção inicial

• Função da severidade dos defeitos apresentados pelo remendo • Registrar o no de remendos e a área afetada (m2) para cada nível de severidade.

1. Fotografar ou filmar defeito não considerado pelo Manual; OBS: 2. Mapear EXSUDAÇÃO, AGREGADOS POLIDOS e DESGASTE apenas se ocorrerem em áreas localizadas;

3. Caso contrário, registrar localização, extensão e nível de severidade no espaço destinado aos comentários, no Mapa de Localização dos Defeitos.

7

TABELA 2.1 - Identificação de defeitos nos pavimentos (continuação). DEFEITO CARACTERÍSTICA NÍVEIS DE SEVERIDADE COMO MEDIR

8

PANELAS

• Buracos resultantes de desintegração localizada, sob a ação do tráfego e em presença de água

• Fragmentação, causada por trincas por fadiga ou desgaste, e remoção localizada de partes do revestimento

• BAIXA: profundidade menor que 25 mm • MÉDIA: profundidade entre 25 e 50 mm • ALTA: profundidade maior que 50 mm

• Registrar o no de panelas e a área afetada por cada nível de severidade.

9 DEFORMAÇÃO PERMANENTE

• Depressão longitudinal nas trilhas de roda, em razão de densificação dos materiais ou ruptura por cisalhamento

• Substituídos pelas medições da deformação permanente a cada 15 m • Registrar a máxima deformação permanente nas trilhas de roda.

10

CORRUGAÇÃO

• Deformação plástica caracterizada pela formação de ondulações transversais na superfície do pavimento

• Causada por esforços tangenciais (frenagem ou aceleração)

• Associados aos efeitos sobre a qualidade do rolamento • Registrar o no de ocorrências e a área afetada (m2).

11

EXSUDAÇÃO

• Excesso de ligante betuminoso na superfície do pavimento

• BAIXA: mudança de coloração em relação ao restante do pavimento devido ao excesso de asfalto

• MÉDIA: perda de textura superficial • ALTA: aparência brilhante; marcas de pneus evidentes em tempo quente; agregados

cobertos pelo asfalto


12

AGREGADOS POLIDOS

• Polimento (desgaste) dos agregados e do ligante betuminoso e exposição dos agregados graúdos

• Comprometimento da segurança: redução do coeficiente de atrito pneu-pavimento

• Níveis de polimento podem ser associados à redução no coeficiente de atrito pneu-pavimento

• Registrar a área afetada (m2).

13

DESGASTE

• Perda de adesividade do ligante betuminoso e desalojamento dos agregados

• Envelhecimento, endurecimento, oxidação, volatilização, intemperização

• BAIXA: início do desgaste, com perda de agregados miúdos • MÉDIA: textura superficial torna-se áspera, com perda de agregados miúdos e de

alguns graúdos • ALTA: textura superficial muito áspera, com perda de agregados graúdos


14 DESNÍVEL (DEGRAU)

ENTRE PISTA E ACOSTAMENTO

• Diferença de elevação entre a faixa de tráfego e o acostamento: camadas sucessivas de revestimento asfáltico; erosão de acostamento não pavimentado; consolidação diferencial

• Substituídos pelas medições do desnível • Registrar o desnível (mm) a cada 15 m, ao longo da interface pista-acostamento.

15

BOMBEAMENTO

• Saída de água pelas trincas do pavimento sob a ação das cargas do tráfego

• Identificado pela deposição à superfície, de material carreado das camadas inferiores

• Não aplicáveis porque o bombeamento depende do teor de umidade das camadas inferiores do pavimento

• Registrar o no de ocorrências e a extensão afetada (m2).

8

PLANILHA 1

LEVANTAMENTO DE DEFEITOS NO CAMPO

IDENTIFICAÇÃO DA SEÇÃO: ________________________________

DATA DO LEVANTAMENTO (DIA/MÊS/ANO): __ __ / __ __ / __ __

TÉCNICOS: ________________,_________________,_________________

NÍVEL DE SEVERIDADETIPO DE DEFEITO BAIXA MÉDIA ALTA

1. TRINCAS POR FADIGA (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

2. TRINCAS EM BLOCOS (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

3. TRINCAS NOS BORDOS (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

4. TRINCAS LONGITUDINAIS (m)4a - Nas Trilhas de Roda

Selagem (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__4b - Fora das Trilhas de Roda

Selagem (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

5. TRINCAS POR REFLEXÃONúmero __ __ __ __ __ __ __ __ __Trincas Transversais (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__Selagem (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__Trincas Longitudinais (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__Selagem (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

6. TRINCAS TRANSVERSAIS (m)Número __ __ __ __ __ __ __ __ __Extensão (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__Selagem (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

7. REMENDOS (Número) __ __ __ __ __ __ __ __ __Área (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

FIGURA 2.20 - Planilhas para levantamento de campo.

PLANILHA 2





8. PANELAS (Número) __ __ __ __ __ __ __ __ __Área (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

9. DEFORMAÇÃO PERMANENTE NAS TRILHAS DE RODA(% da extensão da seção) __ __ __ __ __ __ __ __ __

10. CORRUGAÇÃO (Número) __ __ __ __ __ __ __ __ __Área (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

11. EXSUDAÇÃO (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

12. AGREGADOS POLIDOS (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

13. DESGASTE (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

15. BOMBEAMENTO (Número) __ __ __Extensão (m) __ __ __.__

16. OUTRO (Descrever)

OBSERVAÇÃO:REGISTRAR "0" PARA OS TIPOS DE DETERIORAÇÃO E/OU NÍVEIS

DE SEVERIDADE NÃO ENCONTRADOS.

__ __ __.__ __ __ __.____ __ ____ __ __

FIGURA 2.20 - Planilhas para levantamento de campo (continuação).

9

PLANILHA 3




9. DEFORMAÇÃO PERMANENTE NAS TRILHAS DE RODATRILHA INTERNA TRILHA EXTERNA

No. Distância (m) Deformação (mm) No. Distância (m) Deformação (mm)

1 0 __ __ __. 1 0 __ __ __.2 15 __ __ __. 2 15 __ __ __.3 30 __ __ __. 3 30 __ __ __.4 45 __ __ __. 4 45 __ __ __.5 60 __ __ __. 5 60 __ __ __.6 75 __ __ __. 6 75 __ __ __.7 90 __ __ __. 7 90 __ __ __.8 105 __ __ __. 8 105 __ __ __.9 120 __ __ __. 9 120 __ __ __.10 135 __ __ __. 10 135 __ __ __.11 150 __ __ __. 11 150 __ __ __.

14. DESNÍVEL ENTRE PISTA E ACOSTAMENTOLeitura Distância (m) Desnível (mm)

1 0 __ __ __.2 15 __ __ __.3 30 __ __ __.4 45 __ __ __.5 60 __ __ __.6 75 __ __ __.7 90 __ __ __.8 105 __ __ __.9 120 __ __ __.

10 135 __ __ __.11 150 __ __ __.


Para os defeitos considerados no manual do Programa SHRP (1993), pode-se fazer uma adaptação do manual da AASHTO (1986) e distinguir as causas principais (Tabela 2.2).

TABELA 2.2 - Causas dos principais defeitos dos pavimentos asfálticos. CAUSA PRINCIPAL

TIPO DE DEFEITO Associada ao Tráfego

Materiais e Meio Ambiente

1.Trincas por Fadiga X 2.Trincas em Blocos X 3.Trincas nos Bordos (Laterais) X 4.Trincas Longitudinais X 5.Trincas por Reflexão X 6.Trincas Transversais X 7.Remendos X 8.Panelas X 9.Deformação Permanente nas Trilhas de Roda

X

10.Corrugação X 11.Exsudação X 12.Agregados Polidos X 13.Desgaste X 14.Desnível Pista-Acostamento X 15.Bombeamento X X

2.3.2 - Métodos de Levantamento de Defeitos no Campo O levantamento de defeitos no campo pode ser realizado através de avaliação de dentro de um veículo trafegando a baixa velocidade (20 a 30 km/h), com cobertura de toda a rede (mas com obtenção de dados de qualidade inferior), ou mediante caminhamento em seções selecionadas por amostragem. O tamanho da amostra depende dos tipos de defeitos, da precisão desejada, do tempo disponível e dos custos envolvidos, mas geralmente varia de 10 a 25% da rede (HAAS et al., 1994). A amostragem pode ser aleatória, conforme recomendado pela teoria estatística, ou em intervalos pré-determinados, conforme ocorre em alguns organismos rodoviários estrangeiros (no Departamento de Transportes do Texas, por exemplo). O levantamento detalhado (quantitativo) compreende a marcação das áreas afetadas pelos diferentes tipos de defeitos, tomando-se o cuidado de considerar como área afetada, em planta, pelo menos 20 cm além da manifestação do defeito na superfície do pavimento. Os retângulos envoltórios são marcados a giz e transcritos para formulários apropriados (“mapeamento”), conforme apresentado na Figura 2.21. Os defeitos são representados por símbolos apropriados e identificados por um número correspondente ao tipo de defeito, seguido pelo nível de severidade (Baixa, Média, Alta). Assim, por exemplo, um remendo (defeito 7) com severidade média é identificado como “7M” (Figura 2.22). 2.3.3 - Equipamentos para Avaliação de Defeitos Procedimentos manuais para levantamento de campo podem ser relativamente lentos, não uniformes e passíveis de erros de transcrição, particularmente para grandes redes viárias. Em função disso, têm sido desenvolvidos veículos que fotografam ou filmam os pavimentos, para posterior análise em escritório.

10

SEÇÃO: 2

Comentários: ACENTUADA IRREGULARIDADE LONGITUDINAL.

6

4

5

7

2

3

1

0 2 5 1 3 6 8 9 7 4 0 12 10 11 13 14 15 m

6

4

5

7

2

3

1

0 20 15 25 30 m

7,7

7B

7,7

X X X X X X X X X

X

X

1M

1B

X X

X

X

8M

8A

1B

1M X X X X X X X X X

X X X X X X X X X X X X X X

X X X X X X X X X X X X X

X

X X

X

X X

X

PARADA DE ÔNIBUS

FOTO 3

FIGURA 2.21 - Exemplo de mapeamento de defeitos (BERTOLLO, 1997).

SÍMBOLOS DOS DEFEITOS

1. Trincas po Fadiga 8. PanelasB, M, A* B, M, A*

2. Trincas em Blocos 10. CorrugaçãoB, M, A*S: Selada

3. Trincas nos Bordos 11. ExsudaçãoB, M, A* B, M, A*

4. Trincas Longitudinais 12. Agregados PolidosB, M, A*S: Selada

5. Trincas por Reflexão 13. DesgasteB, M, A* B, M, A*

6. Trincas Transversais 15. BombeamentoB, M, A*S: Selada

7. Remendos 9. Deformação Permanente nasB, M, A* Trilhas de Roda **

14. Desnível Pista/ Acostamento **

* Níveis de severidade Baixa, Média e Alta.**

TIPO DE DEFEITO SÍMBOLOSÍMBOLOTIPO DE DEFEITO

Não indicados no mapeamento dos defeitos.

XXXX

X

ss

s

s

FIGURA 2.22 - Símbolos utilizados para representação dos defeitos (adaptada de SHRP, 1993).

11

Os veículos de última geração não apenas registram as imagens do pavimento, como também permitem a classificação e quantificação dos tipos de defeitos com base em um gabarito pré-estabelecido, eliminando a subjetividade. Dentre os equipamentos existentes, HAAS et al. (1994) destacam o sistema ARAN (Figura 2.23), que filma a superfície e registra os defeitos utilizando dois teclados (dois avaliadores por seção). Os equipamentos são transportados em um veículo que também carrega um sistema de aquisição de dados computadorizado e instrumentos para avaliar a irregularidade longitudinal (acelerômetros), a deformação permanente nas trilhas de roda (barra com sistema a laser para obtenção do perfil transversal), a condição da faixa de domínio (câmera de vídeo), as rampas e curvas horizontais (giroscópio) e as distâncias percorridas (odômetro).

FIGURA 2.23 - ARAN: Analisador automático da superfície do pavimento.

2.3.4 - Índices Combinados de Defeitos Os índices combinados de defeitos podem ser determinados através de avaliações subjetivas (feitas por painéis de avaliadores) ou calculados a partir de informações detalhadas sobre a extensão e nível de severidade de diferentes formas de deterioração dos pavimentos. A condição do pavimento pode ser quantificada, por exemplo, pelo Índice de Condição do Pavimento (ICP), que varia de 0 a 100, onde 100 representa uma excelente condição do pavimento. Para o cálculo do ICP pode-se utilizar a equação 2.1, cujas variáveis Dij e fij são, respectivamente, extensão e fator de ponderação do defeito i com o nível de severidade j.

∑ ∑−=i j

ijij xfDICP 100 (2.1)

Como certos defeitos influem mais que outros para a perda de serventia do pavimento, cada nível de severidade de um determinado defeito deve ser associado a um fator de ponderação, sendo que os fatores de ponderação também devem ser ajustados para as condições operacionais e ambientais do local onde serão utilizados.

Os valores dos índices combinados podem dar uma indicação sobre que estratégia de manutenção e reabilitação adotar, conforme apresentado na Figura 2.24. A Figura 2.25, adaptada do INSTITUTO DO ASFALTO (1981), apresenta um exemplo de planilha para quantificação do ICP contendo todos os defeitos considerados no Programa de Pesquisa SHRP.

Reconstrução Recapeamento Manutenção

0 20 40 60 80 100ICP

FIGURA 2.24 - Estratégia de manutenção e reabilitação mais indicada com base no valor do ICP (INSTITUTO DO ASFALTO, 1989).

PLANILHA PARA AVALIAÇÃO DE PAVIMENTOS Rodovia ou Rua:_________________ Município ou Cidade:________________ Código da Seção:_________________ Extensão:_______________________ Largura:_____________________ Tipo de Pavimento:_______________ Data:________________________

DEFEITOS AVALIAÇÃO 1. Trincas por Fadiga 0-15 ___________ 2. Trincas em Blocos 0-5 ___________ 3. Trincas nos Bordos 0-5 ___________ 4. Trincas Longitudinais 0-5 ___________ 5. Trincas por Reflexão 0-5 ___________ 6. Trincas Transversais 0-5 ___________ 7. Remendos 0-5 ___________ 8. Panelas 0-10 ___________ 9. Deformação Permanente nas Trilhas de Roda 0-15 ___________ 10. Corrugação 0-5 ___________ 11. Exsudação 0-5 ___________ 12. Agregados Polidos 0-5 ___________ 13. Desgaste 0-5 ___________ 14. Desnível Pista - Acostamento 0-5 ___________ 15. Bombeamento 0-5 ___________

Soma dos Defeitos: ___________ Índice de Condição do Pavimento: ICP = 100 - Soma dos Defeitos ICP = 100 - _______________ ICP = ___________

FIGURA 2.25 - Planilha para avaliação da condição dos pavimentos (adaptada de INSTITUTO DO ASFALTO, 1981).

No Brasil, um índice combinado muito utilizado é o Índice de Gravidade Global (IGG), definido como um parâmetro numérico que permite a avaliação de deterioração de segmentos rodoviários, cuja concepção, além de refletir o estado de cada segmento considerado isoladamente, permite a comparação relativa entre os estados apresentados por segmentos distintos (PEREIRA, 1972 e 1976). O cálculo do IGG é baseado na norma DNER-PRO 08/94 (Avaliação Objetiva de Pavimentos Flexíveis e Semi-rígidos - DNER, 1994), que estabelece uma metodologia para a quantificação numérica dos

12

defeitos. A avaliação da superfície é feita por amostragem e o levantamento é feito a pé, registrando-se, em uma planilha, os tipos e o nível de severidade dos defeitos, sem avaliação da extensão. Para o cálculo do IGG são consideradas dez ocorrências ou eventos distintos. Oito desses eventos representam tipos individuais de defeitos (trincas, afundamentos, corrugação, escorregamento, exsudação, desgaste, panelas e remendos). Os outros dois são derivados da mensuração das flechas nas trilhas de roda (média e variância). Dessa forma, o valor do IGG reflete o efeito conjunto de uma ampla gama de deficiências estruturais sobre o estado da superfície do pavimento. Cada evento considerado isoladamente corresponde a um valor específico chamado Índice de Gravidade Individual (IGI), estabelecido em função do peso ou “nível de responsabilidade” de cada evento. Logo, para cada defeito é conferido um fator de ponderação. De acordo com a norma DNER-PRO 08/94, o IGG é calculado através das Equações 2.2, 2.3 e 2.4, cujas variáveis n, fp, IGI, IGG, fa e fr são, respectivamente, o número de estações inventariadas, o fator de ponderação, o Índice de Gravidade Individual, o Índice de Gravidade Global, a freqüência absoluta (número de vezes em que a ocorrência é verificada) e a freqüência relativa (número de vezes em que a ocorrência é verificada em relação ao número total de estações).

ffnr

a=100.

(2.2)

IGI f fr p= . (2.3)

IGG IGI= ∑ (2.4) Com a finalidade de conferir ao pavimento um conceito que retrate o grau de degradação verificado, o DNER estabeleceu a correspondência indicada na Tabela 2.3.

TABELA 2.3 - Intervalos de condição de pavimentos em função do IGG. IGG CONCEITO 0-20 Bom

20-80 Regular 80-150 Mau

150-500 Péssimo As principais limitações do Índice de Gravidade Global (IGG) são: • não levar em conta o nível de severidade, apenas o tipo de defeito (exceto para as trincas); • considerar apenas o número de ocorrências e não a extensão.

13

3 - DEFINIÇÃO DE ESTRATÉGIAS E SELEÇÃO DE ATIVIDADES DE MANUTENÇÃO E

REABILITAÇÃO 3.1 - INTRODUÇÃO As atividades da gerência de pavimentos e os componentes do sistema estão caracterizados, geralmente, em dois níveis administrativos: gerência em nível de rede e em nível de projeto (Figura 3.1).

SGP

Nível de Projeto

Programação

Planejamento

Orçamento

Dimensionamento

Construção

Manutenção

Reabilitação

BASEDE

DADOS

Pesquisa

Nível de Rede

FIGURA 3.1 - Fluxograma dos componentes de um sistema de gerência de pavimentos em nível de rede e projeto (HAAS et al., 1994).

A gerência de pavimentos em nível de rede trabalha com informações resumidas, relacionadas a toda a malha viária, utilizadas para a tomada de decisões essencialmente administrativas (planejamento, programação e orçamento). Algumas das características ou aplicações de um sistema de gerência em nível de rede são: • identificação de projetos candidatos para intervenções; • priorização dos projetos considerando as características de desempenho, tráfego, custo aos

usuários e outros fatores locais; • geração de necessidades de orçamento da agência a curto e longo prazo; • análise de estratégias de intervenção, com avaliação da condição atual do sistema e previsão da

condição futura, em função dos recursos aplicados em cada alternativa. As ações normalmente consideradas nas análises de estratégias de intervenção, realizadas em nível de rede, são: a) Manutenção Corretiva: remendos superficiais, reparos localizados, impermeabilização de trincas

e outras ações de baixo custo unitário. Para as vias em boas condições, a manutenção corretiva (ou de rotina) é a melhor maneira de utilização dos recursos;

b) Manutenção Preventiva: atividades de manutenção corretiva, rejuvenescimento da capa asfáltica e recapeamentos delgados. Tem por objetivo conter a deterioração em seu estágio inicial;

c) Ação Postergada: apenas execução de remendos inadiáveis. Indicada para seções que estão além do ponto de eficácia da manutenção preventiva, mas que ainda não atingiram a necessidade de reabilitação;

d) Reforço: atividades de manutenção de rotina e preventiva, recapeamento estrutural e reciclagem. Devem ser objeto de estudos de priorização, uma vez que os recursos disponíveis são, geralmente, inferiores às necessidades;

e) Reconstrução: remoção e substituição de toda estrutura do pavimento, melhoria ou instalação de drenagem e melhoramentos de traçado, de segurança e de capacidade de tráfego. Também devem ser objeto de estudos de priorização.

A gerência de pavimentos em nível de projeto envolve o dimensionamento, construção, manutenção e reabilitação. Trabalha com informações técnicas detalhadas, relacionadas a seções específicas do pavimento, incluindo um diagnóstico detalhado dos defeitos, suas causas prováveis e métodos corretivos alternativos. Exemplos de atividades de gerência de pavimentos em nível de projeto são: • seleção das atividades de manutenção, reabilitação e reconstrução, com base em critérios

estabelecidos pelos níveis mais elevados da gerência; • realimentação da base de dados com relação ao desempenho do pavimento, fornecendo dados

para as atividades de projeto, construção e manutenção; • definição dos parâmetros principais de projeto, tais como: resistência do subleito, número de

solicitações do eixo padrão e especificações para os materiais. 3.2 - SELEÇÃO DAS ATIVIDADES DE MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO Todos os materiais utilizados em pavimentação apresentam alguma forma de deterioração, resultado das solicitações do tráfego e das condições climáticas (temperatura e teor de umidade) a que são submetidos. Os pavimentos deterioram-se mais lentamente nos anos iniciais, mas à medida em que se aproximam do final de sua vida em serviço, a taxa de deterioração aumenta. Para corrigir os defeitos, proteger os investimentos e proporcionar aos usuários uma superfície de rolamento confortável, segura e econômica, são realizadas as atividades de manutenção e reabilitação (M&R). Existe estreita relação entre o desempenho dos pavimentos, as estratégias de intervenção, as datas de realização das atividades de manutenção e reabilitação e os custos. Conforme exemplificado na Figura 3.2, atrasos nas atividades de manutenção e reabilitação quase sempre resultam em gastos adicionais, pois as estruturas dos pavimentos sofrem deterioração acelerada à medida em que ocorrem os adiamentos das intervenções. A gerência de pavimentos visa minimizar esse problema, integrando a avaliação dos pavimentos com a definição das atividades de manutenção e reabilitação.

TEMPO (ano)

Índice de Serventia

0

5 75 %

17%40%

40%

R$ 1,00gasto neste

ponto ...

custaráR$ 4,00

se adiadoaté esteponto

FIGURA 3.2 - Exemplo de inter-relação entre desempenho dos pavimentos, estratégia de manutenção

e reabilitação, data da intervenção e custos (FHWA, 1989).

14

Existem diferenças entre as atividades de manutenção e as atividades de reabilitação de pavimentos. A manutenção tem por objetivo preservar ou manter o período de projeto do pavimento, aumentando pouco o nível de serventia, mas evitando a deterioração precoce. A reabilitação, por sua vez, tem o propósito de prolongar a vida em serviço do pavimento, elevando o nível de serventia próximo ao valor máximo e criando condições para um novo ciclo de deterioração. As atividades de manutenção podem ser divididas em duas categorias: preventivas e corretivas. A manutenção preventiva consiste no grupo de atividades realizadas para proteger o pavimento e reduzir a sua taxa de deterioração, enquanto as atividades corretivas têm como objetivo eliminar um determinado tipo de defeito e suas conseqüências sobre o desempenho do pavimento. Deve-se destacar que algumas atividades servem às duas categorias. Embora as atividades de manutenção ajudem a prolongar a vida em serviço, os pavimentos precisam, mais cedo ou mais tarde, de atividades de reabilitação. Quando o período de projeto é excedido, seja na idade ou no número de repetições das solicitações do tráfego, há necessidade de atividades de reabilitação, que consistem de trabalhos mais efetivos, visando a recuperação, o reforço ou a adaptação de pavimentos deficientes. A Tabela 3.1 apresenta um resumo das causas dos defeitos e as principais atividades de manutenção e reabilitação recomendadas. FERNANDES JR. e PANTIGOSO (1998) propõem “árvores de decisão” para a seleção de atividades de manutenção e reabilitação de pavimentos. Consideram como fatores os tipos de defeitos (nível de severidade e extensão) e o volume de tráfego (quando este influencia a ocorrência do defeito) e adotam as seguintes atividades de manutenção e reabilitação: • Não fazer nada; • Capa selante; • Lama asfáltica;

• Tratamento superficial; • Selagem de trincas; • Preenchimento de buracos; • Remendo; • Regularização; • Drenagem; • Reciclagem; • Recapeamento; • Reconstrução; • Recomposição do acostamento; • Aplicação de areia quente. Os critérios para definição dos níveis de severidade, extensão e tráfego são indicados na Figura 3.3.

Severidade do Defeito 1 2 3

Severidade Baixa Média Alta Extensão do Defeito 1 2

Extensão Pequena Grande Tráfego (VDM)

VDM (x 1000) 1 - Leve 2 - Médio 3 - Pesado Tráfego < 1 1 - 5 > 5

FIGURA 3.3 - Critérios para classificação dos fatores utilizados nas árvores de decisão (FERNANDES JR. e PANTIGOSO, 1998).

TABELA 3.1 - Resumo das causas dos defeitos considerados no Programa SHRP e principais atividades de manutenção e reabilitação.

DEFEITO CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADES DE M&R 1

TRINCAS POR FADIGA DO

REVESTIMENTO

• Problema estrutural (espessuras inadequadas) • Enfraquecimento estrutural durante o período de chuvas

• Manutenção: remendos (reparo permanente, no caso de problemas localizados) ou tratamento superficial e lama asfáltica (reparos temporários)

• Reabilitação: recapeamento (reforço estrutural, no caso de áreas extensas) • Reconstrução: novos materiais ou reciclados • Obs: geralmente associadas à saturação do subleito, sub-base ou base, as trincas por

fadiga podem exigir a remoção do material saturado e a instalação de drenagem. 2

TRINCAS EM BLOCOS

• Contração de origem térmica (revestimento formado por misturas asfálticas com agregados finos e alto teor de asfalto com baixa penetração) ou de variação do teor de umidade (camadas inferiores), ou ainda em razão do envelhecimento (perda de elasticidade do revestimento causada por oxidação em virtude de tempo de mistura muito longo, temperatura de mistura elevada ou período de armazenamento muito longo)

• Contração de bases tratadas com cimento ou com utilização de solos tropicais

• Manutenção: aplicação de selante (emulsão asfáltica seguida por tratamento superficial, lama asfáltica ou recapeamento delgado)

• Reabilitação: reciclagem ou recapeamento (nos estágios avançados)

3 TRINCAS NOS BORDOS

• Compactação insuficiente • Drenagem deficiente

• Selante para evitar entrada de água e conseqüente enfraquecimento estrutural

4

TRINCAS LONGITUDINAIS

• Má execução de juntas longitudinais de separação entre duas faixas de tráfego (menor densidade e menor resistência à tração)

• Contração do revestimento

• Manutenção: trincas com abertura menor que 3 mm não precisam ser preenchidas; trincas com abertura entre 3 e 20 mm devem ser limpas e receber aplicação de selante (asfalto modificado com borracha ou elastômeros) e lançamento de areia sobre o selante

• Reabilitação: trincas com abertura maior que 20 mm devem ser reparadas com remendo ou, no caso de estar previsto um recapeamento, devem ser preenchidas com concreto asfáltico de granulometria fina

5

TRINCAS POR REFLEXÃO

• Movimentação de placas rígidas subjacentes (pavimento rígido, bases tratadas com cimento ou cal, bases de solos arenosos finos lateríticos)

• Manutenção: remendos e tratamento superficial ou lama asfáltica (reparos temporários) • Reabilitação: recapeamento (reforço estrutural: têm sido utilizadas geomembranas entre o

pavimento antigo e o reforço para absorção do movimento horizontal das camadas inferiores; outra técnica consiste na reciclagem das porções mais superficiais do pavimento antigo, de modo a eliminar o padrão das trincas e, dessa forma, ao menos retardar o aparecimento das trincas por reflexão)

• Obs: trincas com abertura menor que 3 mm não precisam ser preenchidas; trincas com abertura entre 3 e 20 mm devem ser limpas e receber aplicação de selante (asfalto modificado com borracha ou elastômeros) e lançamento de areia seca sobre o selante; trincas com abertura maior que 20 mm devem ser reparadas com remendo ou, no caso de estar previsto um recapeamento, devem ser preenchidas com concreto asfáltico de granulometria fina.

6 TRINCAS TRANSVERSAIS

• Contração térmica do revestimento e hidráulica das outras camadas

• Selante para evitar entrada de água e conseqüente enfraquecimento estrutural

7 REMENDOS

• Obs: o simples preenchimento de panelas é chamado de "tapa-buraco"

8

PANELAS

• Falha estrutural (revestimento com pequena espessura ou baixa capacidade de suporte das camadas inferiores)

• Segregação da mistura (falta de ligante asfáltico em pontos localizados)

• Problema construtivo (drenagem inadequada)

• Manutenção: remendos (reparo permanente) • Reabilitação: recapeamento (reforço estrutural) após a execução dos remendos • Obs: as atividades de M&R devem, sempre, ser precedidas de instalação de drenagem

TABELA 3.1 - Resumo das causas dos defeitos considerados no Programa SHRP e principais atividades de manutenção e reabilitação (continuação).

DEFEITO CAUSAS DOS DEFEITOS ATIVIDADES DE M&R 9

DEFORMAÇÃO PERMANENTE

• Dimensionamento inadequado (espessuras insuficientes) • Dosagem da mistura (falta de estabilidade, que resulta em deformação plástica em

razão de elevado teor de ligante, excesso de material de preenchimento e uso de agregados arredondados)

• Compactação inadequada e posterior consolidação pelas cargas do tráfego • Cisalhamento (fluência plástica) causada por enfraquecimento em razão de infiltração

de água

• Reabilitação: reciclagem, recapeamento delgado (nas fases iniciais, precedido pelo preenchimento das depressões com concreto asfáltico) ou recapeamento espesso (reforço estrutural)

• Reconstrução: novos materiais ou reciclados

10

CORRUGAÇÃO

• Falha estrutural • Dosagem da mistura (falta de estabilidade, em razão de excesso de asfalto, ligante

asfáltico pouco viscoso, excesso de agregados finos, agregados arredondados, com textura lisa ou granulometria inadequada)

• Problema construtivo (fraca ligação entre base e revestimento)

• Manutenção: remendos • Reabilitação: reciclagem (fresagem dos revestimentos com

espessura superior a 5 cm, seguida de aplicação de capa selante ou concreto asfáltico); recapeamento delgado (sobre superfície regularizada: escarificação e mistura com material da base e compactação antes do lançamento da nova camada de revestimento) ou recapeamento espesso (reforço estrutural)

• Reconstrução: novos materiais ou reciclados 11

EXSUDAÇÃO

• Excesso de ligante betuminoso • Baixo índice de vazios da mistura asfáltica • Compactação pelo tráfego (má dosagem)

• Manutenção: tratamento superficial (reparo temporário) ou aplicação de areia quente, que deve ser imediatamente compactada e varrida após o resfriamento

• Reabilitação: reciclagem 12

AGREGADOS POLIDOS • Ação abrasiva do tráfego, que elimina as asperezas e angularidades das partículas • Seleção dos materiais (agregados com pequena resistência à abrasão, como por

exemplo, agregados de rochas calcárias)

• Manutenção: tratamento superficial ou lama asfáltica • Reabilitação: reciclagem ou recapeamento delgado • Reconstrução: novos materiais ou reciclados

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DESGASTE

• Dosagem da mistura (falta de ligante) • Problema construtivo (superaquecimento da mistura; falta de compactação, que resulta

em envelhecimento precoce; agregados sujos, úmidos ou com pequena resistência à abrasão; segregação: com a ausência de agregados miúdos, há apenas poucos pontos de ligação entre partículas da matriz de agregados graúdos, facilitando a oxidação)

• Perda de adesividade ligante-agregado por ação de produtos químicos, água ou abrasão

• Abertura ao tráfego antes de o ligante aderir ao agregado • Execução sob condições meteorológicas desfavoráveis

• Manutenção: capa selante (reparo temporário), tratamento superficial ou lama asfáltica

• Reabilitação: reciclagem ou recapeamento delgado

14 DESNÍVEL (DEGRAU) ENTRE

PISTA E ACOSTAMENTO

• Erosão do acostamento • Consolidação do acostamento

• Recomposição do acostamento

15 BOMBEAMENTO

• Existência de água nos vazios sob o revestimento • Pressão exercida pelas cargas do tráfego

• Drenagem

As árvores de decisão criadas por FERNANDES JR. e PANTIGOSO (1998), para cada tipo de defeito,

são mostradas a seguir:

1O) TRINCAS POR FADIGA DO REVESTIMENTO

Tráfego Atividade de M&RSeveridade

Leve

Médio

Pesado

Leve

Capa Selante

Capa Selante

Médio Capa Selante

Pesado Lama Asfáltica

Baixa

Grande

Não fazer nada

Não fazer nadaPequena

Extensão

Leve

Médio

Pesado

Leve

Médio

Pesado

Não fazer nada

Capa Selante

Remendo

Capa Selante

Lama Asfáltica

Tratamento Superficial

Média

Pequena

Grande

Leve

Médio

Pesado

Leve

Médio

Pesado

Capa Selante

Remendo

Remendo + Drenagem


Recapeamento

Reconstrução + Drenagem

Alta

Pequena

Grande

2O) TRINCAS EM BLOCOS

Atividade de M&RSeveridade Extensão

Baixa

Não fazer nada

Capa Selante

Pequena

Grande

Média

Capa Selante

Selante + Lama Asfáltica

Pequena

Grande

Alta

Selante + Tratamento Superf.

Reciclagem ou Recapeamento

Pequena

Grande

3O) TRINCAS LATERAIS

Atividade de M&RSeveridade

Baixa Não fazer nada

Média Selante

Alta Remendo + Drenagem

4O) TRINCAS LONGITUDINAIS



Média Selante

Alta Remendo

5O) TRINCAS POR REFLEXÃO


Baixa

Leve

Médio

Pesado

Não fazer nada

Não fazer nada

Capa Selante

Média

Alta

Leve

Médio

Pesado

Leve

Médio

Pesado

Capa Selante

Selante + Lama Asfáltica



Remendo + Lama Asfáltica

Recapeamento

6O) TRINCAS TRANSVERSAIS


Baixa

Média

Alta

Não fazer nada

Selante

Remendo

7O) REMENDOS



Média Selante + Tratamento Superf.

Alta Remendo

8O) PANELAS


Baixa buracosPreenchimento de

Média Remendo

Alta Remendo + Drenagem

9O) DEFORMAÇÃO PERMANENTE NAS TRILHAS DE RODA


Baixa

Média

Alta

Leve

Médio

Leve

Médio

Pesado

Leve

Médio

Pesado

Não fazer nada

Não fazer nada

Regularização

Regularização

Reciclagem

Recapeamento

Reciclagem

Recapeamento

Pesado Reconstrução

10O) CORRUGAÇÃO



Média Reciclagem ou Recapeamento

Alta Reconstrução

11O) AGREGADOS POLIDOS


Baixa

Média

Alta

Leve

Médio

Leve

Médio

Pesado

Leve

Médio

Pesado

Não fazer nada

Não fazer nada

Lama Asfáltica

Lama Asfáltica

Reciclagem


Reciclagem


Pesado Recapeamento

12O) DESGASTE


Baixa

Média

Alta

Leve

Médio

Pesado

Leve

Médio

Pesado

Leve

Médio

Pesado

Não fazer nada

Não fazer nada

Lama Asfáltica

Lama Asfáltica

Reciclagem


Reciclagem


Recapeamento

13O) EXSUDAÇÃO



Média Aplicação de Areia Quente

Alta Tratamento Superficial

14O) DESNÍVEL ENTRE PISTA E ACOSTAMENTO Recomposição do acostamento com material não erodível e boa capacidade de suporte. 15O) BOMBEAMENTO Drenagem e capa selante, tratamento superficial ou recapeamento. 3.3 - ATIVIDADES DE MANUTENÇÃO Consistem, geralmente, em remendos, selagem de trincas e capas selantes. A detecção e o reparo dos defeitos nas fases iniciais representam o trabalho mais importante desempenhado pela equipe de manutenção, ou seja, aquele que resulta na melhor utilização dos recursos disponíveis. As trincas, por exemplo, se não seladas logo, podem evoluir rapidamente para sérios defeitos e, conseqüentemente, aumentar os custos de operação dos veículos e os custos de manutenção e reabilitação. 3.3.1 - Remendos Os remendos constituem o método de reparo mais utilizado na manutenção de rodovias e ruas porque todos os pavimentos, uma hora ou outra, vão apresentar buracos, resultado da ação combinada de umidade e tráfego ou em virtude da abertura de trincheiras para construção e execução de reparos das redes de água, gás, esgoto, telefone, energia elétrica etc. Os buracos ou panelas devem ser imediatamente reparados, pois comprometem a segurança e o conforto e aumentam os custos operacionais. Além disso, permitem a entrada de água, que enfraquece a estrutura e acelera a deterioração. Em qualquer operação de remendo dos buracos, os dois elementos principais são a seleção de materiais e os procedimentos de reparo. Quanto ao tipo de material, podem ser usadas misturas usinadas a quente (CBUQ), no caso de reparos permanentes, ou pré-misturados a frio (PMF), no caso de reparos emergenciais, executados sob condições climáticas desfavoráveis. O procedimento recomendado para a execução de remendo permanente (Figura 3.4) consiste em: • remoção de água e sujeira e instalação de drenagem, se a presença de água for a causa do

defeito; • corte da área retangular a ser remendada, 20 a 30 cm além das extremidades do buraco e até

atingir uma profundidade com material consistente; • aplicação de imprimadura de ligação nas faces verticais da escavação; • aplicação de imprimadura impermeabilizante no fundo, caso o material seja granular;

• lançamento da mistura asfáltica (para evitar segregação, deve-se lançar a mistura asfáltica contra as paredes verticais dos cortes e esparramar da extremidade para o centro);

• compactação com equipamento adequado, menor do que a área do remendo (rolo compactador pequeno ou placa vibratória). Quando a profundidade for superior a 15 cm, a compactação deve ser realizada em camadas, devendo resultar numa superfície perfeitamente nivelada com o pavimento adjacente.

O custo dos remendos normalmente é associado apenas ao custo dos materiais, embora o custo total dependa de outros fatores (mão-de-obra e equipamentos). Devem ser considerados, também, os atrasos associados à interrupção do tráfego para a execução de remendo e o custo de operação dos veículos (função da condição do pavimento). Alternativas com maior custo de construção, mas que proporcionam uma aplicação mais rápida e maior durabilidade, podem ser vantajosas a médio e longo prazo em razão da diminuição do custo de mão-de-obra e equipamentos, redução da necessidade de novos remendos num mesmo local e manutenção do pavimento em boas condições por um período de tempo maior. Um trabalho desenvolvido pelo Corpo de Engenheiros do Exército dos Estados Unidos em 1981, comentado por EVANS et al. (1993), chegou à conclusão de que os procedimentos para execução de remendos permanentes apresentam um custo da ordem de três vezes menor que o custo do simples “tapa-buraco”. Portanto, para a execução dos remendos, a principal atividade realizada pelos organismos rodoviários e prefeituras municipais consiste na adoção de procedimentos de reparos permanentes ou, eventualmente, no lançamento de mistura asfáltica sobre uma superfície limpa e seca, seguido de compactação pelo próprio caminhão que transporta o material. A prática do simples lançamento de mistura asfáltica, sem cuidados prévios (limpeza e drenagem) ou posteriores (compactação), não deveria constar do elenco de atividades de manutenção e reabilitação de pavimentos. 3.3.2 - Capas selantes São atividades que consistem na aplicação apenas de ligante asfáltico ou de ligante com agregados, continuamente sobre a superfície do pavimento, com a finalidade de rejuvenescer o revestimento asfáltico, restabelecer o coeficiente de atrito pneu-pavimento, selar trincas com pequena abertura, impedir a entrada de água na estrutura do pavimento e retardar o desgaste causado por intemperismo. Os tipos mais comuns de capas selantes são: • selo asfáltico impermeabilizante (“fog seal”): leve aplicação de emulsão asfáltica de cura lenta,

diluída em água e sem agregado mineral, usada para rejuvenescer revestimentos asfálticos oxidados (coloração cinza claro no lugar da coloração preta ou cinza escuro, exceto quando são utilizados agregados de rochas basálticas) e para selar trincas com pequena abertura (severidade baixa) e vazios superficiais. Normalmente, aplica-se uma taxa de 0,45 a 0,70 l/m2 de material diluído (50% de água). Essa alternativa é viável para vias que podem ser fechadas ao tráfego durante o período necessário para a ruptura da emulsão e desenvolvimento de atrito suficiente entre pneu e pavimento (4 a 6 horas). Apresenta baixo custo e é capaz de retardar a necessidade de tratamento superficial em um ou dois anos;

• tratamentos superficiais (“chip seals”): camadas formadas por aplicações de ligante e agregados,

em que a dimensão máxima do agregado de cada camada sucessiva é, geralmente, a metade da dimensão máxima do agregado da camada subjacente. A espessura total é, aproximadamente, o diâmetro máximo das partículas da primeira camada. Normalmente, aplica-se o ligante (cimento asfáltico ou emulsões, pois os asfaltos diluídos, muito usados no passado, têm sido pouco utilizados em razão de preocupações ambientais) e, em seguida, lança-se o agregado, que deve

ser compactado imediatamente. Um tratamento superficial múltiplo contribui para a resistência do pavimento (impermeabiliza e resiste à abrasão superficial causada pelo tráfego). Entretanto, não se considera esse acréscimo em termos de aumento do número estrutural;

Remoção dorevestimento e baseaté atingir suporteadequado

2

Aplicação depintura ligante naslaterais e no fundodo buraco

3

5

Preenchimentocom misturaasfáltica ecompactação

4

Panela1

FIGURA 3.4 - Procedimentos para execução de um remendo permanente.

• lama selante de emulsão asfáltica ou lama asfáltica (“slurry seal”): mistura homogênea de emulsão asfáltica de ruptura lenta, agregados miúdos bem graduados (passando totalmente na peneira de 4,8 mm e com 5 a 15% passando na peneira de 0,075 mm) e material de preenchimento mineral (“filler”, de preferência cimento Portland ou cal, passando 100% na peneira de 2,0 mm e de 65 a 100% na peneira de 0,075 mm), com adição de água para produzir a consistência fluida (de lama). A mistura é feita, geralmente, em equipamentos especiais (caminhão com silos para os componentes e um misturador), que aplicam um material com espessura entre 1,5 e 3 mm (existem três graduações de lama asfáltica, utilizadas para diferentes propósitos: preenchimento de trincas, selagem de revestimento com textura média e duas aplicações sobre revestimento muito áspero).

3.4 - ATIVIDADES DE REABILITAÇÃO Dentre as atividades de reabilitação mais utilizadas estão a fresagem, a reciclagem, o recapeamento estrutural (espesso) e a reconstrução:

a) Fresagem: com o desenvolvimento de equipamentos durante a década de 80, nos Estados Unidos e países da Europa, a fresagem já é a principal forma de remoção do revestimento antigo, tanto para reciclagem como para acerto da superfície a ser recapeada;

b) Reciclagem: técnica utilizada para renovar e rejuvenescer misturas asfálticas envelhecidas.

Serve, também, para corrigir outros defeitos, como pequenas corrugações, agregados polidos e exsudação. Não é efetiva para corrigir defeitos como trincas por fadiga ou panelas. O revestimento asfáltico é escarificado, aquecido no local, misturado, lançado e compactado. Normalmente, são adicionados agentes recicladores ou ligantes, que têm por função garantir as propriedades da nova mistura. Se forem adicionados agregados para ajuste da curva granulométrica e cimento asfáltico novo à mistura, esta poderá ser utilizada como revestimento. Caso contrário, a camada asfáltica resultante será apenas uma camada de ligação (“binder”). O aquecimento e a escarificação do revestimento existente inibem a reflexão de trincas e proporcionam forte ligação entre o pavimento antigo e o recapeamento;

c) Recapeamento estrutural: construção de uma ou mais camadas asfálticas sobre o pavimento

existente, incluindo, geralmente, uma camada para corrigir o nivelamento do pavimento antigo, seguida de camada (ou camadas) com espessura uniforme;

d) Reconstrução: necessária quando o pavimento não é reabilitado a tempo e começa a deteriorar-

se rapidamente. Muito freqüentemente a causa dos defeitos é a drenagem inadequada, com a reconstrução representando a única opção para a melhoria do sistema de drenagem. No passado, a reconstrução consistia apenas na utilização de novos materiais, mas, recentemente, tem sido muito utilizada a reciclagem. Neste caso, a reciclagem (tanto a quente, para volume de tráfego pesado, como a frio, para volume de tráfego leve) consiste na utilização da mistura antiga (ligante e agregados) combinada com ligantes novos e agentes recicladores para produzir uma base asfáltica, que deve ser revestida por concreto asfáltico ou tratamento superficial duplo.

22

4 - EXECUÇÃO DOS SERVIÇOS DE MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS Apresentam-se procedimentos para execução de serviços de manutenção e reabilitação de pavimentos flexíveis que comprovadamente resultam em uma melhoria significativa da condição dos pavimentos. Deve-se destacar, no entanto, que não há uma única maneira correta para execução dos serviços, pois os métodos de reparo dependem da extensão, do nível de severidade e da causa da deterioração. Além disso, os organismos rodoviários enfrentam, quase sempre, restrições orçamentárias e problemas relacionados à disponibilidade de equipamentos e materiais. 4.1 - TRINCAS POR FADIGA As trincas por fadiga do revestimento são trincas conectadas, que formam uma série de pequenos blocos, semelhantes ao couro de crocodilo ou tela de galinheiro (Figura 4.1). A causa das trincas por fadiga está relacionada com as deformações repetidas provocadas pelas cargas do tráfego, aliadas à existência de uma ou mais camadas instáveis, conseqüência de base granular e subleito saturados ou pavimento com espessuras de camadas insuficientes para suportar as cargas. Existem dois métodos para reparo de trincas por fadiga: 1) correção permanente (remendo profundo) e 2) reparo temporário. Para a execução de um remendo profundo, deve-se fazer um corte retangular, com as faces ou lados verticais (Figura 4.2). As faces devem ser paralelas (longitudinais) ou perpendiculares (transversais) à direção do tráfego. Deve-se remover o revestimento e a base (e, eventualmente, parte do subleito) até atingir boa capacidade de suporte, estendendo-se em planta até 30 cm além das extremidades da área trincada. Se a causa estiver associada à presença de água, a correção permanente deve incluir a remoção do material úmido e a instalação de drenagem.

FIGURA 4.1 - Trincas por fadiga do

revestimento asfáltico. FIGURA 4.2 - Remoção do revestimento e da

base. Aplica-se nas faces verticais, posteriormente à remoção do revestimento e/ou base, uma pintura asfáltica de ligação (“imprimadura ligante”, geralmente emulsão asfáltica ou, eventualmente, asfalto diluído, Figura 4.3). Para a garantia da durabilidade dos remendos, a área escavada deve ser preenchida com concreto asfáltico usinado a quente, com granulometria fechada (densa), sendo colocado em toda a profundidade, desde o subleito (Figura 4.4). Durante o lançamento do concreto asfáltico, espalha-se cuidadosamente a mistura para evitar a ocorrência de segregação (Figura 4.5). Se a escavação tiver mais de 15 cm de profundidade, deve-se compactar em camadas iguais. Os equipamentos adequados para o trabalho são: placa compactadora vibratória, para pequenos remendos (Figura 4.6), e rolo compactador, para grandes áreas. Se o concreto asfáltico for colocado diretamente no subleito, não é preciso aplicar ligante asfáltico (“imprimar”), mas, se for utilizada base granular, deve-se fazer a aplicação e permitir a cura do ligante.

FIGURA 4.3 - Aplicação de ligante asfáltico às

superfícies verticais. FIGURA 4.4 - Preenchimento da escavação com

concreto asfáltico usinado a quente.

FIGURA 4.5 - Cuidados no lançamento da mistura asfáltica para prevenir segregação.

FIGURA 4.6 - Placa compactadora vibratória.

O remendo é finalizado com a compactação adequada do asfalto pré-misturado a quente (Figura 4.7). Se o concreto asfáltico pré-misturado a quente não estiver disponível, pode-se utilizar pré-misturado a frio (concreto asfáltico usinado, mas com a substituição de cimento asfáltico por emulsões ou asfaltos diluídos). Deve-se usar uma régua para verificação da qualidade de rolamento e o nivelamento e alinhamento do remendo (Figura 4.8), de tal forma que não se tenha nem saliência nem depressão.

FIGURA 4.7 - Compactação da mistura asfáltica. FIGURA 4.8 - Verificação da qualidade do

remendo com uso de régua. Os reparos temporários podem ser feitos de várias maneiras. No caso de reparos temporários de áreas com trincas mais largas do que 3 mm (aberturas maiores que 3 mm), deve-se, inicialmente, limpar a área trincada com vassouras e, se necessário, ar comprimido (Figura 4.9). Posteriormente, deve-se lançar uma mistura asfáltica usinada a frio (pré-misturado com uso de emulsões ou asfaltos diluídos), com graduação fina, e compactar com uma placa vibratória (Figura 4.10), rolo compactador, ou ainda utilizar o eixo traseiro de um caminhão carregado.

23

FIGURA 4.9 - Limpeza da área trincada com

utilização de ar comprimido. FIGURA 4.10 - Compactação com placa

vibratória. Aplica-se, finalmente, a pintura asfáltica de ligação (“imprimadura ligante”, geralmente emulsão asfáltica) na área a ser remendada (Figura 4.11) e lança-se o remendo superficial, de preferência concreto asfáltico usinado a quente (Figura 4.12), ou, eventualmente, pré-misturado a frio. Deve-se desempenar os bordos cuidadosamente, removendo as partículas grossas com um rodo.

FIGURA 4.11 - Aplicação de imprimadura ligante

sobre a área trincada. FIGURA 4.12 - Lançamento de remendo

superficial. Depois de espalhar o material uniformemente, deve-se compactar com um rolo vibratório (Figura 4.13) ou placa compactadora. Se nenhum dos dois equipamentos estiver disponível, pode-se usar as rodas do caminhão que trouxe a mistura asfáltica. No caso de reparos temporários de áreas com trincas inferiores a 3 mm de abertura, executa-se um remendo com capa selante (geralmente tratamento superficial simples: aplicação de ligante asfáltico seguida de aplicação de agregado). Deve-se limpar a área trincada como descrito anteriormente e aplicar emulsão asfáltica ou cimento asfáltico (Figura 4.14). Se o asfalto infiltrar nas trincas, deve-se aplicar mais.

FIGURA 4.13 - Compactação do remendo com

rolo vibratório. FIGURA 4.14 - Aplicação de ligante asfáltico

sobre as trincas por fadiga.

Aplica-se, a seguir, uma camada de agregado de cobertura (Figura 4.15). Uma boa dimensão para o agregado utilizado neste tipo de remendo é de 6 mm até o diâmetro da peneira #10 (2 mm). Compacta-se a capa selante (tratamento superficial) com rolo compactador de pneus (Figura 4.16). Se não for possível, pode-se usar as rodas do caminhão que trouxe o agregado. Para executar o remendo até o nível do pavimento adjacente, podem ser necessárias aplicações adicionais de capa selante (tratamentos superficiais múltiplos). Deve-se garantir a cura completa da área remendada antes da abertura ao tráfego.

FIGURA 4.15 - Aplicação do agregado de

cobertura. FIGURA 4.16 - Compactação com rolo de pneus.

Outro tipo de material que pode ser utilizado como reparo temporário de trincas por fadiga com pequena abertura é a lama asfáltica (Figura 4.17). Após limpeza da área trincada, aplica-se a lama asfáltica, formada pela mistura de emulsão com agregado fino e “filler” (material de preenchimento), com adição de água para produzir a consistência adequada à aplicação.

FIGURA 4.17 - Aplicação de lama asfáltica.

4.2 - TRINCAS EM BLOCOS São trincas conectadas, formando uma série de grandes blocos, aproximadamente retangulares, geralmente com lados maiores que 30 cm (Figura 4.18). É difícil determinar se as trincas em blocos são provocadas por mudanças de volume na mistura asfáltica do revestimento, na base ou no subleito.

24

FIGURA 4.18 - Trincas em blocos.

Freqüentemente, as causas estão associadas a mudanças no volume de misturas asfálticas com agregados finos e elevado teor de asfalto muito viscoso (baixa penetração). A ausência de tráfego também acelera a evolução das trincas em blocos, pois o remoldamento (tixotropia) diminui a velocidade de envelhecimento do revestimento. Para reparo, deve-se selar as trincas em blocos com lama asfáltica (emulsão com agregado miúdo) e aplicar tratamento superficial ou capa selante sobre toda a superfície. Inicialmente, remove-se com vassouras e ar comprimido toda a sujeira das trincas e da superfície do pavimento (Figura 4.19). Deve-se umedecer a superfície do pavimento e as faces das trincas e, quando a umidade estiver uniforme e sem empoçamentos, aplica-se uma pintura de ligação de emulsão asfáltica, diluída a 50% (Figura 4.20).

FIGURA 4.19 - Limpeza das trincas com ar

comprimido. FIGURA 4.20 - Aplicação de pintura de ligação.

Posteriormente, as trincas devem ser seladas com emulsão para lama asfáltica, sendo importante o nivelamento (re-distribuição do excesso) com um aplicador manual (Figura 4.21). Após a cura e endurecimento do selante, deve-se executar um tratamento superficial ou capa selante em toda a superfície (Figura 4.22). Deve-se assegurar a cura do tratamento superficial, garantindo resistência suficiente para evitar a remoção das partículas pelo tráfego.

FIGURA 4.21 - Preenchimento das trincas com

lama asfáltica com aplicador manual. FIGURA 4.22 - Selagem da superfície com lama

asfáltica. 4.3 - TRINCAS NOS BORDOS As trincas nos bordos (ou laterais) desenvolvem-se longitudinalmente, a uma distância média de 30 cm da extremidade lateral do pavimento (Figura 4.23). Podem ocorrer, eventualmente, ramificações em direção ao acostamento. As trincas nos bordos são causadas, geralmente, por falta de adequado confinamento lateral do acostamento. Também podem ser causadas por adensamento ou ruptura plástica do material das camadas sob a área trincada, em virtude de drenagem (superficial e subterrânea) ineficiente ou inexistente (Figura 4.24).

FIGURA 4.23 - Trincas nos bordos. FIGURA 4.24 - Água no bordo do pavimento.

Se o problema ocorrer devido às condições de umidade, deve-se efetuar reparos permanentes mediante instalação de drenagem. Deve-se, também, remover toda a vegetação próxima ao bordo do pavimento. Limpa-se o pavimento e as trincas com uma vassoura ou ar comprimido e aplica-se o selante (emulsão para lama asfáltica ou mistura de emulsão e areia), removendo-se o excesso com um rodo. Uma pintura de ligação (emulsão asfáltica) deve ser aplicada na área a ser remendada (Figura 4.25).Havendo recalques nos bordos, deve-se aplicar mistura asfáltica usinada a quente e regularizar a superfície do pavimento com um rolo vibratório ou placa compactadora (Figura 4.26).

25

FIGURA 4.25 - Pintura de ligação antes do

lançamento da mistura asfáltica. FIGURA 4.26 - Compactação com rolo vibratório.

4.4 - TRINCAS LONGITUDINAIS São trincas predominantemente paralelas ao eixo, que ocorrem nas juntas longitudinais de faixas de tráfego contíguas (Figura 4.27). São causadas, geralmente, por ligação inadequada entre camadas lançadas consecutivamente para formar as faixas de tráfego. A forma de reparo é análoga à das trincas nos bordos.

FIGURA 4.27 - Trinca na junta longitudinal de duas faixas de tráfego contíguas.

4.5 - TRINCAS POR REFLEXÃO As trincas por reflexão manifestam (“refletem”), à superfície do pavimento, o mesmo padrão de trincas originadas nas camadas inferiores. Podem ser transversais (Figura 4.28), em blocos (Figura 4.29) ou longitudinais (Figura 4.30). Ocorrem mais freqüentemente em revestimentos asfálticos sobre pavimentos de concreto de cimento Portland e sobre bases tratadas com cimento ou bases executadas com solo arenoso fino laterítico. As trincas por reflexão também podem ocorrer em recapeamentos executados sobre pavimentos antigos, muito deteriorados, que não receberam adequado reparo prévio. São causadas por movimentos verticais e horizontais, contração e expansão das camadas inferiores. Esses movimentos são gerados pelas solicitações do tráfego, por movimentos de terra (recalques), pela variação de temperatura ou teor de umidade das camadas, ou através da perda de umidade em subleito com elevado teor de argila.

FIGURA 4.28 - Trincas transversais por reflexão. FIGURA 4.29 - Trincas em blocos por reflexão.

FIGURA 4.30 - Trincas longitudinais por reflexão.

Trincas com pequena abertura (menores que 3 mm) não permitem a selagem, mas devem ser freqüentemente inspecionadas. Trincas com maior abertura devem ser preenchidas com emulsão para lama asfáltica ou mistura de emulsão com areia fina (Figura 4.31). Componentes asfálticos especiais (mais “pesados”) também podem ser utilizados para preenchimento de trincas com grandes aberturas.

FIGURA 4.31 - Trincas transversais por reflexão com grande abertura.

Para obtenção de bons resultados, deve-se limpar bem a trinca com uma vassoura e ar comprimido (Figura 4.32). Deve-se preencher a trinca, sem excessos, com emulsão para lama asfáltica ou mistura de emulsão asfáltica e areia, utilizando-se um aplicador manual (Figura 4.33). Após a cura, selar com aplicação de emulsão.

26

FIGURA 4.32 - Limpeza de trincas por reflexão. FIGURA 4.33 - Selagem com aplicador manual.

Ao final, deve-se aspergir areia seca sobre o selante, visando evitar sua remoção pelo tráfego (Figura 4.34).

FIGURA 4.34 - Aspersão de areia seca sobre a superfície do selante.

4.6 - TRINCAS TRANSVERSAIS São trincas que atravessam toda a pista perpendicularmente ao eixo, causadas por contração do revestimento e, eventualmente, também da base e sub-base (Figura 4.35). A forma de reparo é análoga à das trincas em blocos.

FIGURA 4.35 - Trincas transversais com severidade alta.

4.7 - REMENDOS Representam a porção da superfície do pavimento maior que 0,1m2, removida e substituída após a construção inicial. Assim como a avaliação do nível de severidade, a forma de execução de um remendo também depende do tipo de defeito apresentado. De uma maneira geral, no entanto, os remendos devem ser executados conforme apresentado no item 3.3.1. 4.8 - PANELAS Panelas são cavidades de diversos tamanhos que ocorrem no revestimento, resultantes de uma desintegração localizada (Figura 4.36). Esses pontos de fraqueza do pavimento, geralmente causados por aplicação insuficiente de asfalto ou por ruptura da base associada a uma drenagem deficiente, evoluem, sob a ação do tráfego e em presença de água, da fragmentação até a remoção de partes do revestimento e da base.

A maioria das panelas pode ser evitada reparando-se antecipadamente defeitos do pavimento, particularmente as trincas por fadiga. As panelas aparecem freqüentemente quando não podem ser executados reparos permanentes e medidas de emergência têm de ser adotadas.

FIGURA 4.36 - Panela com severidade alta.

O reparo permanente de uma panela deve ser realizado conforme apresentado no item 3.3.1. No caso de se adotar medidas temporárias, recomenda-se limpar a cavidade e remover a quantidade de água que for possível (Figura 4.37). Após a limpeza, usar um aquecedor infravermelho ou maçarico para secar a panela e, ao mesmo tempo, aquecer e amolecer a superfície do asfalto adjacente (Figura 4.38).

FIGURA 4.37 - Limpeza da panela. FIGURA 4.38 - Uso de maçarico para secar a

cavidade da panela.

Preenche-se a panela com pré-misturado a frio e espalha-se de modo a evitar a segregação (Figura 4.39). Feito o preenchimento, compacta-se com placa vibratória ou com rolo compactador (Figura 4.40).

27

FIGURA 4.39 - Preenchimento da panela com

mistura asfáltica produzida a frio. FIGURA 4.40 - Compactação com placa vibratória.

4.9 - DEFORMAÇÃO PERMANENTE NAS TRILHAS DE RODA A deformação permanente é um tipo de distorção que se manifesta sob a forma de depressões longitudinais (Figura 4.41), sendo decorrente da densificação dos materiais ou de ruptura por cisalhamento. As distorções resultam, geralmente, da compactação deficiente das camadas do pavimento, excesso de finos na mistura asfáltica, excesso de ligante asfáltico e expansão ou contração das camadas inferiores. Em outras palavras, a deformação permanente nas trilhas de roda, sob a ação do tráfego, desenvolve-se em pavimentos mal compactados (densificação) ou com baixa estabilidade (movimentação plástica), resultado de problemas de drenagem e construtivos. Os reparos são feitos nivelando-se o pavimento mediante o preenchimento das deformações com uma camada delgada de mistura asfáltica usinada a quente. O primeiro passo para reparar um afundamento da trilha de roda é determinar os limites do preenchimento, com uma régua ou linha (Figura 4.42).

FIGURA 4.41 - Deformação permanente nas

trilhas de roda. FIGURA 4.42 - Delimitação da deformação

permanente nas trilhas de roda. Como sempre, deve-se limpar a área a ser revestida e aplicar pintura de ligação (Figura 4.43). Em seguida, é feito o lançamento de uma mistura asfáltica densa, que preenche todo o afundamento (Figura 4.44). A compactação pode ser feita com rolos de aço ou pneumáticos (Figura 4.45).

Após a compactação, aplica-se, sobre toda a superfície, um revestimento delgado de material usinado a quente (Figura 4.46). Eventualmente, pode-se executar apenas uma capa selante para evitar a entrada de água, tomando-se cuidado para não aplicar asfalto em excesso. Deve-se destacar que, para níveis de severidade elevados, podem ser necessárias intervenções mais drásticas, como a reciclagem, o recapeamento espesso e, até mesmo, a reconstrução.

FIGURA 4.43 - Aplicação de pintura de ligação

apenas nas trilhas de roda. FIGURA 4.44 - Lançamento de concreto asfáltico com vibro-

acabadora.

FIGURA 4.45 - Compactação com rolo de aço. FIGURA 4.46 - Aplicação de uma

camada delgada de material usinado a quente.

4.10 - CORRUGAÇÃO A corrugação é uma distorção caracterizada pela formação de ondulações transversais na superfície do pavimento asfáltico (Figura 4.47). Ocorre em locais que apresentam elevados esforços tangenciais (frenagem, aceleração e curvas, Figura 4.48), evidenciando uma mistura instável em virtude de problemas de dosagem, como por exemplo, excesso de asfalto, ligante pouco viscoso e mistura com excesso de agregados finos, lisos ou arredondados, ou de problemas construtivos, como por exemplo, excesso de umidade, fraca ligação entre base e revestimento e cura insuficiente das misturas produzidas com emulsões asfálticas ou asfaltos diluídos. Quando o pavimento apresenta base granular e um tratamento superficial delgado, uma medida corretiva para a corrugação consiste na escarificação do revestimento, seguida de mistura com a base (também escarificada até uma profundidade de 10 cm) e compactação. Finalmente, aplica-se o ligante asfáltico e lança-se um novo tratamento superficial (Figura 4.49).

28

FIGURA 4.47 - Corrugações com severidade

alta. FIGURA 4.48 - Deformação plástica do

revestimento em local de frenagem.

FIGURA 4.49 - Escarificação e mistura da base com o revestimento corrugado.

Caso o revestimento tenha mais de 5 cm de espessura, as corrugações podem ser removidas com uma fresadora a frio (Figura 4.50), com posterior aplicação de uma capa selante ou recapeamento de concreto asfáltico. Para um reparo efetivo, até mesmo de corrugações de severidade alta, as áreas que apresentam deformação plástica do revestimento devem ser removidas e remendadas. Deve-se estender a remoção, em planta, até pelo menos 30 cm além das extremidades da área afetada.

FIGURA 4.50 - Fresagem do revestimento.

Para corrugações em pequena extensão, a utilização da serra circular resulta em rapidez e menores danos ao pavimento adjacente (Figura 4.51). Após a remoção do material, deve-se executar o remendo da mesma forma que o recomendado para as trincas por fadiga do revestimento: limpeza prévia (Figura 4.52), aplicação de pintura de ligação (Figura 4.53), lançamento da mistura asfáltica (Figura 4.54), acerto e nivelamento do material lançado (Figura 4.55), compactação (Figura 4.56) e verificação da qualidade do remendo (Figura 4.57).

FIGURA 4.51 - Utilização de serra circular para remoção da área afetada.

Figura 4.52 - Limpeza da área.

Figura 4.53 - Pintura de ligação.

Figura 4.54 - Lançamento da mistura.

Figura 4.55 - Acerto e nivelamento.

Figura 4.56 - Compactação do remendo.

Figura 4.57 - Verificação da qualidade.

29

4.11 – EXSUDAÇÃO

A exsudação é caracterizada por excesso de ligante asfáltico na superfície do pavimento, comprometendo a segurança ao diminuir o coeficiente de atrito pneu-pavimento. O movimento ascendente do asfalto, que resulta na formação de uma película na superfície (Figura 4.58), ocorre mais freqüentemente em países de clima quente, tendo como causas o excesso de ligante, o baixo índice de vazios da mistura e a compactação pelo tráfego.

FIGURA 4.58 - Exsudação com severidade alta.

Em muitos casos, a exsudação pode ser corrigida com aplicações repetidas de areia quente, capaz de absorver o excesso de asfalto (Figura 4.59). Outra alternativa é a utilização de uma camada delgada de mistura usinada a quente, com baixo teor de asfalto, que necessita, no entanto, ser revestida com outra camada asfáltica para evitar o desgaste. Também pode ser executada a fresagem a frio, que remove a parte superior da capa asfáltica, efetuando o acabamento do revestimento ou preparando a superfície para receber uma camada delgada de concreto asfáltico ou tratamento superficial. O agregado a ser aplicado deve ter dimensão máxima de 1 cm, ser aquecido até pelo menos 150oC e espalhado a uma taxa de 5 a 8 kg/m2. A compactação deve ser realizada imediatamente após o espalhamento do agregado, recomendando-se a utilização de rolo pneumático, mas aceitando-se rolo metálico (Figura 4.60). Após o resfriamento do agregado, deve-se varrer as partículas soltas.

FIGURA 4.59 - Aplicação de areia quente para

reparo de exsudação. FIGURA 4.60 - Compactação do agregado

quente com rolo metálico. 4.12 - AGREGADOS POLIDOS

Os agregados polidos resultam da ação abrasiva do tráfego, que elimina as asperezas e angularidades das partículas (Figura 4.61), particularmente de agregados com baixa resistência à abrasão (originados de rochas carbonáticas, por exemplo). Comprometem a segurança em virtude da redução do coeficiente de atrito pneu-pavimento.

A única forma de reparo é a execução de uma nova camada de revestimento (tratamentos superficiais, areia-asfalto ou recapeamento delgado de concreto asfáltico usinado a quente, Figura 4.62), com elevado coeficiente de atrito, ou seja, usando agregados ásperos, angulosos e com elevada resistência à abrasão.

FIGURA 4.61 - Agregados polidos com

severidade média. FIGURA 4.62 - Execução de recapeamento

delgado sobre agregados polidos. 4.13 - DESGASTE O desgaste é um defeito que consiste na perda de adesividade do ligante asfáltico e desalojamento progressivo das partículas de agregado. No início há perda de agregados miúdos (Figura 4.63), mas, com a evolução do problema, ocorrem perdas de agregados graúdos e a textura superficial torna-se cada vez mais áspera (Figura 4.64).

FIGURA 4.63 - Desgaste com severidade baixa:

desalojamento de agregados finos. FIGURA 4.64 - Desgaste com severidade média:

perda de agregados graúdos. O desgaste, conforme apresentado no Programa SHRP, engloba o envelhecimento, o endurecimento, a oxidação, a volatilização e a intemperização. Muitas causas podem ser responsáveis pelo desgaste de revestimentos asfálticos: falta de ligante; superaquecimento da mistura na usina; compactação insuficiente (excesso de vazios); agregados sujos, úmidos ou com pequena resistência à abrasão; abertura precoce ao tráfego; execução sob condições meteorológicas desfavoráveis etc. No caso de se adotar um reparo de emergência, recomenda-se limpar a superfície e aplicar apenas ligante asfáltico rejuvenescedor (Figura 4.65). A aplicação de agregado não é necessária, mas deve-se proibir o tráfego até o processo de cura da capa selante estar completado. Para um reparo permanente, deve-se aplicar um tratamento superficial ou um revestimento de concreto asfáltico, dependendo da condição da superfície e do volume de tráfego.

30

FIGURA 4.65 - Aplicação de ligante asfáltico para rejuvenescimento da capa.

4.14 - DESNÍVEL ENTRE PISTA E ACOSTAMENTO Consiste em diferença de elevação entre as faixas de tráfego e o acostamento. Pode ser causado tanto pela execução de recapeamentos sucessivos como pela erosão ou consolidação de acostamento não-pavimentado. As soluções para o problema de desnível entre pista e acostamento são: • fresagem ou reciclagem do revestimento, no caso de recapeamentos sucessivos; • recomposição do acostamento, no caso de erosão ou consolidação. 4.15 – BOMBEAMENTO O bombeamento é o fenômeno de saída de água pelas trincas do pavimento, sob a ação das cargas do tráfego. É identificado pela deposição, à superfície, de material carreado das camadas inferiores. Como não é possível evitar a pressão exercida pelas cargas do tráfego, deve-se eliminar a água acumulada no pavimento, através da melhoria ou instalação de drenagem subterrânea. 4.16 - TRATAMENTOS SUPERFICIAIS Embora não sejam considerados pelo Programa de Pesquisa SHRP, que se restringe aos pavimentos revestidos com concreto asfáltico usinado a quente, apresentam-se também, neste trabalho, os defeitos e as atividades de manutenção de pavimentos revestidos com tratamento superficial, pois ainda representam parcela significativa da malha rodoviária brasileira e podem ser utilizados para o reparo de pavimentos antigos e desgastados. Por causa do método de construção, geralmente aplicações de ligantes asfálticos e posterior cobertura por camadas de agregado mineral (Figura 4.66), a manifestação de defeitos em um tratamento superficial tem características particulares. Assim, por exemplo, o desalojamento de agregados sob a ação do tráfego (desgaste) pode ter como causas: • espalhamento do agregado após o resfriamento do ligante: mais de um minuto de intervalo entre

a aplicação do ligante e o lançamento do agregado pode ser suficiente para comprometer a adesividade;

• demora para o início da compactação: a ligação com o agregado deve ocorrer em uma estrutura densa, capaz de resistir às ações do tráfego;

• utilização de agregado úmido ou com excesso de pó; • execução sob condições climáticas desfavoráveis; • base absorvente, resultando em falta de ligante no revestimento; • liberação precoce ao tráfego, antes da cura do ligante.

FIGURA 4.66 - Execução de tratamento superficial.

Uma das formas de reparo de desgastes em tratamentos superficiais consiste na aplicação, sobre a área afetada, de agregado aquecido a pelo menos 150 ºC, para substituição das partículas desalojadas (Figura 4.67). Após o espalhamento, deve-se compactar imediatamente com um rolo pneumático (Figura 4.68).

FIGURA 4.67 - Espalhamento de agregado

aquecido. FIGURA 4.68 - Compactação com rolo pneumático.

O desgaste de um tratamento superficial também manifesta-se sob a forma de faixas estreitas paralelas ao eixo (“penteaduras”, Figura 4.69), causadas por: • altura da barra espargidora de asfalto mal ajustada, deixando faixas sem receber ligante por não

haver sobreposição adequada dos leques de aplicação de ligante; • válvulas (“bicos”) do distribuidor de ligante mal ajustadas (ângulo incorreto) ou entupidas (Figura

4.70); • ligante com temperatura muito baixa; • baixa pressão de bombeamento.

FIGURA 4.69 - Desgaste em estreitas faixas

longitudinais (“penteaduras”). FIGURA 4.70 - Aplicação de ligante com bicos defeituosos: notar leques de distribuição com

diferentes ângulos.

31

Outro problema que ocorre em tratamentos superficiais são os desgastes em estreitas faixas transversais, regularmente espaçadas, causadas por bombeamento irregular do distribuidor de ligante. As pulsações no bombeamento são, geralmente, resultantes da utilização de equipamento obsoleto (Figura 4.71).

. FIGURA 4.71 - Exemplo de equipamento que não deve ser utilizado na execução de um tratamento

superficial. O reparo de desgastes longitudinais e transversais que ocorrem em tratamentos superficiais consiste na remoção das faixas defeituosas e aplicação de um novo revestimento. Serve muito bem para lembrar-nos de que será sempre “melhor prevenir do que remediar”.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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1

UEM

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL - GRUPO DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES

DEC 712 – ESTRADAS – RESTAURAÇÃO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

PROJETO - AVALIAÇÃO DE PAVIMENTOS

1) Seleção de trechos

Escolher 2 seções de vias de 100 metros cada. Preencher com os dados da via a planilha (PL1) para

levantamento de defeitos (Figura 2.20 da apostila de Defeitos).

2) Avaliação subjetiva da superfície do pavimento

Cada componente da equipe deverá

dar uma nota (de 0 a 5) para cada

trecho selecionado, preenchendo a

planilha de avaliação (PL2, Figura 2.3

da apostila de Defeitos).

ACEITÁVEL?ÓTIMO

Sim BOM

Não REGULAR

Indeciso RUIM

PÉSSIMO

Identificação da Seção: NOTA:Avaliador:Data: Hora: Veículo:

012345

FIGURA 2.3 - Ficha para avaliação da serventia.

3) Levantamento de defeitos nos pavimentos

Em seguida, a equipe deverá identificar os defeitos nas superfícies dos pavimentos,

marcando na planilha a localização do defeito com o símbolo apropriado (Figuras 2.21

e 2.22). Deverão ser determinadas as dimensões de cada defeito (área, extensão,

número etc.) e marcadas na planilha PL1 (Figura 2.20). Os defeitos identificados de-

vem ser fotografados.

4) Contagem de tráfego – Determinação do volume horário da via

Cada equipe deverá realizar uma contagem volumétrica nas 3 vias seleciona-

das, preenchendo uma planilha de contagem volumétrica (PL3). A contagem

deverá ser realizada durante 15 minutos de um dos horários de pico: entre 7 e

9 horas, entre 11 e 13 horas ou entre 17 e 19 horas. Com esses dados deverá

ser determinado o volume horário da via.

5) Apresentação dos resultados

Os resultados de contagem de tráfego, identificação e avaliação de defeitos devem ser apresentados em

planilhas. Junto com cada defeito identificado deve ser apresentada uma descrição detalhada do defeito,

as prováveis causas do seu ”aparecimento”, a(s) atividade(s) de Manutenção & Reabilitação (M&R) mais

adequada(s) para “resolver” o problema, assim como uma análise do que deveria ser feito para evitar a

ocorrência do defeito. Apresentar também as fotos de cada defeito.

2

PLANILHA 1




TÉCNICOS: ________________,_________________,_________________


1. TRINCAS POR FADIGA (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

2. TRINCAS EM BLOCOS (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

3. TRINCAS NOS BORDOS (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

4. TRINCAS LONGITUDINAIS (m)4a - Nas Trilhas de Roda

Selagem (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__4b - Fora das Trilhas de Roda

Selagem (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

5. TRINCAS POR REFLEXÃONúmero __ __ __ __ __ __ __ __ __Trincas Transversais (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__Selagem (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__Trincas Longitudinais (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__Selagem (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

6. TRINCAS TRANSVERSAIS (m)Número __ __ __ __ __ __ __ __ __Extensão (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__Selagem (m) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

7. REMENDOS (Número) __ __ __ __ __ __ __ __ __Área (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

FIGURA 2.20 - Planilhas para levantamento de campo.

3

PLANILHA 2





8. PANELAS (Número) __ __ __ __ __ __ __ __ __Área (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

9. DEFORMAÇÃO PERMANENTE NAS TRILHAS DE RODA(% da extensão da seção) __ __ __ __ __ __ __ __ __

10. CORRUGAÇÃO (Número) __ __ __ __ __ __ __ __ __Área (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

11. EXSUDAÇÃO (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

12. AGREGADOS POLIDOS (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

13. DESGASTE (m2) __ __ __.__ __ __ __.__ __ __ __.__

15. BOMBEAMENTO (Número) __ __ __Extensão (m) __ __ __.__

16. OUTRO (Descrever)

OBSERVAÇÃO:REGISTRAR "0" PARA OS TIPOS DE DETERIORAÇÃO E/OU NÍVEIS

DE SEVERIDADE NÃO ENCONTRADOS.

__ __ __.__ __ __ __.____ __ ____ __ __


4

PLANILHA 3




9. DEFORMAÇÃO PERMANENTE NAS TRILHAS DE RODATRILHA INTERNA TRILHA EXTERNA

No. Distância (m) Deformação (mm) No. Distância (m) Deformação (mm)

1 0 __ __ __. 1 0 __ __ __.2 15 __ __ __. 2 15 __ __ __.3 30 __ __ __. 3 30 __ __ __.4 45 __ __ __. 4 45 __ __ __.5 60 __ __ __. 5 60 __ __ __.6 75 __ __ __. 6 75 __ __ __.7 90 __ __ __. 7 90 __ __ __.8 105 __ __ __. 8 105 __ __ __.9 120 __ __ __. 9 120 __ __ __.10 135 __ __ __. 10 135 __ __ __.11 150 __ __ __. 11 150 __ __ __.

14. DESNÍVEL ENTRE PISTA E ACOSTAMENTOLeitura Distância (m) Desnível (mm)

1 0 __ __ __.2 15 __ __ __.3 30 __ __ __.4 45 __ __ __.5 60 __ __ __.6 75 __ __ __.7 90 __ __ __.8 105 __ __ __.9 120 __ __ __.

10 135 __ __ __.11 150 __ __ __.


5

SEÇÃO: 2

Comentários: ACENTUADA IRREGULARIDADE LONGITUDINAL.

6

4

5

7

2

3

1

02 51 3 6 8 9740 1210 11 13 14 15 m

6

4

5

7

2

3

1

02015 25 30 m

7,7

7B

7,7

X X X X X X X X X

X

X

1M

1B

X X

X

X

8M

8A

1B

1MX X X X X X X X X

X X X X X X X X X X X X X X

X X X XX X X X X X X X X

X

XX

X

XX

X

PARADA DE ÔNIBUS

FOTO 3

FIGURA 2.21 - Exemplo de mapeamento de defeitos (BERTOLLO, 1997).

6

SÍMBOLOS DOS DEFEITOS

1. Trincas po Fadiga 8. PanelasB, M, A* B, M, A*

2. Trincas em Blocos 10. CorrugaçãoB, M, A*S: Selada

3. Trincas nos Bordos 11. ExsudaçãoB, M, A* B, M, A*

4. Trincas Longitudinais 12. Agregados PolidosB, M, A*S: Selada

5. Trincas por Reflexão 13. DesgasteB, M, A* B, M, A*

6. Trincas Transversais 15. BombeamentoB, M, A*S: Selada

7. Remendos 9. Deformação Permanente nasB, M, A* Trilhas de Roda **

14. Desnível Pista/Acostamento **

* Níveis de severidade Baixa, Média e Alta.**

TIPO DE DEFEITO SÍMBOLOSÍMBOLOTIPO DE DEFEITO

Não indicados no mapeamento dos defeitos.

XXXX

X

ss

s

s

FIGURA 2.22 - Símbolos utilizados para representação dos defeitos (adaptada de SHRP, 1993).

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NOTÍCIAS – JORNAL O DIÁRIO BURACO EM AVENIDA VIRA CASO DE JUSTIÇA (O DIÁRIO, 15/01/2002)

O empresário Allysson Andrigo Sossai, 25, pretende ir à Justiça para cobrar da prefeitura de Maringá pelo estrago no seu veículo Tipo 95, placas KSQ 0894. Sossai trafegava pela avenida Bento Munhoz da Rocha, no sábado de manhã, com destino centro - bairro, quando, segundo ele, a roda caiu num buraco encoberto pela água da chuva e por pouco não perdeu o controle da direção. O veículo teve a suspensão quebrada e uma das rodas também entortou. O conserto, segundo o empresário, está orçado em R$ 350,00. “Estou com o imposto do carro em dia. Se não tivesse, iam levá-lo para o pátio. Se pago certo, quero estrada boa”, cobra ele. Sossai diz que vai recorrer à Justiça não pelo dinheiro, mas pelo risco de vida que correu junto com outro passageiro. O empresário diz que o incidente não foi mais grave porque logo à frente havia um con-torno, onde ele conseguiu parar o carro. “Se eu tivesse em alta velocidade ou algum carro do meu lado eu teria batido”, acrescenta. Sossai cobra melhoria das vias no centro da cidade. “Antes, a gente via recape nas ruas, nem isso vê mais”, critica. O subprocurador Walter Antônio Costa de Toledo Valle, da Procuradoria Geral da prefeitura, disse que se for provado que a responsabilidade pelo prejuízo é do município, Sossai será reembolsado. Segundo ele, ano passado, a prefeitura de Maringá registrou cerca de 300 casos de inde-nização por acidentes envolvendo a frota municipal, queda de galhos de árvores e ocorrências envolvendo buracos. Quando o reclamante recorre primeiro ao departamento jurídico do município, segundo Walter Val-le, o problema é resolvido através de processo administrativo em cerca de 60 dias. Na Justiça comum, o caso pode se arrastar por até cinco anos. MORADORES PLANTAM BANANEIRA EM BURACO (O DIÁRIO, 16/01/2002)

Cansados de esperar por uma solução das autoridades responsáveis, moradores do conjunto Santa Felicidade e João de Barro, zona sul de Maringá, resolveram chamar a atenção das autoridades colocando um boneco sentado no meio da rua e plantando duas bananeiras num grande buraco localizada na divisa dos bairros. A medida drástica foi tomada porque há mais de três meses o buraco ame-aça moradores e motoristas, com cerca de dois metros de profundidade, sem que ninguém tomasse nenhuma providência. Até ontem, nada havia sido feito, nem mes-mo a colocação de uma placa de sinalização indicando o perigo no local. De acordo com os moradores, o proble-ma surgiu depois que o SAOP – Serviço Autárquico de Obras e Pavimentação do município abriu um buraco no asfalto para desentupir uma tubulação subterrânea no cruzamento das ruas Ignês Gongora e João José de Quei-

roz, na divisa dos bairros. A rua Ignês Gongora tem movimento intenso de veículos, inclusive de circulares e com as chuvas, a situação piorou. Os veículos são obrigados a desviar do buraco aumentando o risco de acidentes, já que a rua é estreita e com fluxo nos dois sentidos. Os moradores esperam por uma solução rápida, antes que alguém se machuque.

MORADORES O auxiliar de carpinteiro, Daniel Puertas Martim, mora no conjunto João de Barro há dez anos e disse que nunca viu tanto descaso com a população, como agora. Segundo ele, já foram feitos vários pedidos para que o buraco fosse fechado, mas nada foi feito. “É um perigo. Os motoristas dos carros e caminhões podem até perder o controle do veículo se passarem pelo buraco”. O aposentado Paulo Ferreira da Silva mora na esqui-na há oito anos e está assustado com o risco de ter um veículo desgovernado entrando em uma das casas próximas. “Antes das bananeiras, cada caminhão que passava e caia com a roda no buraco, parecia que a casa ia explodir por causa do barulho. Os carros desviavam em cima, porque não tinha nenhuma sinaliza-ção. Se viesse outro carro, do outro lado, tinha que parar”, comentou. A dona de casa Maria Inês da Silva, que também mora em frente ao buraco, disse que a impressão que da-va é que os carros iam invadir a calçada a qualquer momento. Segundo Maria Inês, ela proibiu os netos de brincar na rua com medo dos acidentes. “O lugar ficou muito perigoso. O difícil é que ninguém faz nada para resolver o problema”, alertou. Moradora há dez anos, Franciele Aparecida Godoy Ferreira, acredita que as autoridades só se preocupam depois que alguém morre no local. “É sempre assim. Só tomam providência se morrer alguém”, disse. Para a moradora, se a reportagem for tirar foto de todos os buracos da cidade não vai fazer mais nada, vai ter que passar mais de um dia só fazendo isso. O motorista Romildo dos Santos Ferreira acredita que a prefeitura tem a obrigação de tomar as providências necessárias para resolver o pro-blema. Segundo ele, não é porque o bairro é pobre que tem que ficar abandonado como está. “A gente tam-bém paga imposto como todo mundo. O IPTU subiu 18%, porque não usar esse dinheiro para atender a população”, concluiu.

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SAOP O diretor técnico do SAOP, Sigmar Navachi, reconheceu que o problema existe, mas negou que os morado-res tenham feito alguma reclamação por escrito. De acordo com ele, o buraco foi aberto para desobstruir a galeria e imediatamente foi fechado. “Com as chuvas, o buraco deve ter cedido”, comentou. Navachi infor-mou que o buraco vai ser fechado o mais rápido possível e que o SAOP desconhecia o problema. “Para nós consta que o buraco foi fechado. Se existe o problema, ele vai ser sanado”, concluiu. ARRECADAÇÃO DO IPTU TEM DESTINO CERTO EM MARINGÁ (O DIÁRIO, 18/01/2003) O dinheiro arrecadado com o pagamento do IPTU (Imposto Predial, Territorial e Urbano) está sendo investi-do em obras e na execução de programas sociais. Em dois anos de administração, o Governo Popular de Maringá já construiu cerca de 200 obras. Somente na área da educação foram construídas, reformadas ou ampliadas mais de 40 escolas e creches. Elas têm qualidade de primeiro mundo. Com o dinheiro do IPTU também foi reformada a quadra do ginásio de esportes Chico Neto, concluído o ginásio de esportes Valdir Pinheiro e revitalizada a Vila Olímpica, construída a ponte ligando o Jardim Universo ao João de Barro e a ponte ligando o Parque Residencial Tuiuti, executadas galerias pluviais em Iguatemi, realizados cerca de 52 quilômetros de reperfilagem (camada fina de asfalto), construídas casas populares, construído barracão industrial no Jardim Copacabana, além de outras dezenas de obras importantes para a população. O dinhei-ro do imposto serviu para abastecer as farmácias de remédios, pôr em funcionamento o Hospital Municipal, aumentar o número de consultas especializadas em algumas áreas, aumentar o número de internamentos em Maringá, reestruturar o Conselho Municipal de Saúde, reestruturar o Programa Saúde da Família (PSF) e manter as equipes do PSF, implantar o Parto Humanizado no município, oferecer cursos de capacitação aos servidores e realizar ações de prevenção e combate a Aids e às doenças sexualmente transmissíveis. CRIANÇAS Os recursos do imposto ajudaram no atendimento às crianças nas ações complementares à escola, no aten-dimento pelo Centro de Referência da Criança e do Adolescente e Abrigo Provisório, atendimento em situa-ção de violência e na construção de dois centros de convivência do idoso (ainda não terminados). O dinheiro do IPTU foi revertido também na geração de emprego e renda, por meio da criação de quatro cooperativas, que reúnem cerca de 200 homens e mulheres. A maior delas, a Coopervest (Cooperativa do Vestuário), tem cerca de 120 mulheres, a maioria com mais de 40 anos. As outras são a Docemel (Cooperativa de Produtos Alimentícios) conta com 22 associados. Foram criadas outras duas cooperativas para abrigar ex-catadores de lixo. Além disso, o Banco do Povo ajudou os pequenos empreendedores que não tinham como obter em-préstimos nos bancos comuns. Em dois anos, o Banco do Povo ofereceu mais de um milhão de créditos para fomentar empresas de fundo de quintal. Com o dinheiro do IPTU, a agricultura pôde inaugurar o sítio-escola (voltado para a produção agrícola baseada na agroecologia), implementar a escola Milton Santos (em parce-ria com outras entidades), inaugurar a Feira Verde, implementar a Horta Comunitária, ampliar o atendimen-to pela Patrulha Mecanizada, entre outras ações. A prefeitura ainda aproveitou recursos do IPTU para, por exemplo, iniciar o processo visando acabar com o lixão e recuperar os fundos de vale. CRATERAS (O DIÁRIO, 29/01/2002) A avenida Mauá no trecho entre o Shopping Avenida Center e a avenida Pedro Taques está com buracos piores do que estrada de terra. Para aproveitar este estado eu envio uma sugestão ao prefeito ou à Secreta-ria de Turismo: já que não vai consertar mesmo, por que não realizam ali provas de enduro ou motocross com jipes ou motos? Maringá se tornaria capital do enduro no Estado e o pessoal da cidade não precisaria ir tão longe para achar estradas ruins e acabar com seus carros. Além disso daria diversão ao povo que se esqueceria desse problema! (Pedro F.da Silva, [email protected]) MAIS BURACOS (O DIÁRIO, 29/01/2002)

Basta chover para a buraqueira aumentar em toda a cidade. Ruas e avenidas centrais ou da periferia mos-tram a falta de investimentos na malha asfáltica da ci-dade nos últimos dez anos. Para recuperação total, se-gundo o Serviço Autárquico de Obras e Pavimentação (Saop), seriam necessários, pelo menos, R$ 8 milhões. Sem a verba, o diretor-presidente do órgão, José Eudes Januário espera contar neste ano, com R$ 3 milhões para um trabalho de reperfilagem, uma das etapas do recape. A meta em 2002 é recuperar, mensalmente, 10 quilômetros de ruas e avenidas. Mas apesar do otimismo do secretário, os buracos voltam a surgir justamente nos lugares onde aparentemente a prefeitura já havia solu-cionado o problema.

As chuvas colaboraram para aumento do diâmetro das falhas no asfalto e ainda impedem os trabalhos de reperfilagem. Na avenida Mauá, há buracos que obrigam os motoristas a fazer malabarismos no volante. Durante o temporal de ontem a tarde, surgiram “mini-piscinas” na pista da direita. Por outro lado, na aveni-

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da Carlos Borges, próxima do Conjunto Borba Gato, teve o início dos trabalhos de tapa-buracos. A reperfila-gem somente será possível quando não estiver chovendo.

CHUVA E FALTA DE ASFALTO CAUSAM TRANSTORNOS (O DIÁRIO, 29/11/2002)

As fortes chuvas dos últimos dias e a falta de infra-estrutura tem causado problemas em vários bairros de Maringá. Água e barro invadindo casas, buracos no asfalto e lama em avenidas, por e-xemplo. A situação deve piorar, pois a previsão do Sistema Meteo-rológico do Paraná (Simepar), é de chuva hoje e nos próximos três dias, sendo que apenas no domingo não deve ter chuva forte com trovoadas. A rua Lupicínio Rodrigues, Jardim Itatiaia, possui um buraco no meio do asfalto que quase impossibilita a passagem do ônibus que circula pelo bairro. A cada chuva o problema aumenta, pois as águas carregam asfalto, barro e pedra, ampliando o bura-co. “Também já causou vários acidentes”, lembra Dalva Luiza O-berleitner, vendedora autônoma e ex-presidente da associação de

moradores do bairro. A dona de casa Maria Geni Osoni Pereira lembra que o buraco mudou a vida dos mora-dores. “Eu e muitos outros preferimos andar mais para pegar outros ônibus com medo de algum acidente”, disse. A também dona de casa, Maria dos Santos Moreira conhece bem o problema. A sua casa fica em fren-te ao buraco. “Faz uns seis meses que somos obrigados a conviver com o problema e a gente ainda está pagando o asfalto”, protestou. Para a maioria dos moradores faltam seis anos para quitar a dívida. JARDIM ATLANTA Não muito longe da Lupicínio Rodrigues, no Jardim Atlanta a situação é ainda mais crítica. A rua Pioneiro Camilo Bula, divisa de Maringá e Sarandi, transforma-se em uma verdadeira corredeira nos dias de chuva. A erosão criou uma voçoroca e a enxurrada leva lama e água para dentro das casas da redondeza. Muitos moradores da rua ficam quase isolados e encontram dificuldades para sair de casa. O problema tem mais de 20 anos e o Serviços Autárquicos de Obras Públicas (Saop), já conhece foi informado. O vendedor Rogério Tosta de Lima, mora próximo da Pioneiro Camilo Bula e está com a estrutura de sua casa comprometida pelas constantes invasões de água e lama. A entrada de sua garagem é uma lisa estrada de barro, aconte-cendo o mesmo com o asfalto da rua. “A Prefeitura de Maringá vem, retira a terra para a água passar direto e qualquer chuva traz tudo de novo e entope a boca de lobo”, disse. A rua, apesar de não ser asfaltada, tem saneamento, mas falta manutenção. O aposentado João Correia dos Santos mora em Sarandi, esquina com a Pioneiro Camilo Bula, há mais de 20 anos e já teve sua casa invadida pela chuva várias vezes. ”Sempre que chove vem uma enxurrada muito forte de Sarandi. Não tem como passar. Se pega uma pessoa leva junto. Arrasta pedra, tijolo e um monte de entulho”, comentou. PREFEITURA O presidente do SAOP, Norberto de Miranda Silva, explicou que no caso da rua Pioneiro Camilo Bula as prefeituras das duas cidades pretendem se unir para sanar o problema. Para resolvê-lo já existe um projeto orçado em R$ 1,3 milhão, embora este valor deva ser acrescido em 30% pois será agregado a um projeto de preservação e recuperação de fundo de vale. Silva comentou que as prefeituras vão atuar em conjunto, juntamente com a Associação dos Municípios do Setentrião Paranaense (AMUSEP), para conseguir estas verbas através da atuação dos deputados estaduais e federais da região. “A nossa expectativa é que após a mudança de governo exista uma definição da origem e do prazo para recebermos esta verba”, afirmou. Para o caso do conjunto Itatiaia, Silva acredita que o problema deve ter se agravado com as fortes chuvas dos últimos dias. O presidente prometeu um parecer técnico sobre a situação ainda ontem, e a solução o quanto antes. “Veremos qual a melhor a alternativa, mas precisaremos de um mínimo de 24 horas de sol para podermos começar as obras”, concluiu.

CHUVA REABRE ‘BURACÃO’ (O DIÁRIO, 11/02/2003) Um velho problema volta a atormentar os moradores do Conjunto Paulino Carlos Filho, em Maringá. A forte chuva da última sexta-feira supersaturou a capacidade de vazão da galeria e alagou a rua Rio Tocantins - que fica sobre o córrego Osório - danificando o asfalto e abrindo uma cratera de aproximadamente 10 me-tros no fundo de vale (do outro lado da rua). A notícia é uma repetição do que ocorreu em julho do ano passado. Na ocasião, a Prefeitura fez o conserto do asfalto e fechou o ‘buracão’ com terra. “Protocolamos, depois do episódio, pedido para adequação da passagem de água, pois a tubulação não comporta o volume que vem durante a chuva forte”, comenta Lia Mara Barbosa Lima, vice-presidente da associação dos moradores. A professora lembra que o município havia se comprometido a resolver o problema definitivamente, mas que as promessas - até então - não foram cumpridas. “Tomaram medidas paliativas e esqueceram que os problemas, mais cedo ou mais tarde, voltam à tona”, considera.

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PERIGOS O ‘grande canyon’, como é chamado o buracão assusta não pela profundidade, mas pelos perigos que ofere-ce à população local. “O buraco destruiu a calçada e avança para a rua. As pessoas podem cair nele”, afir-ma. A associação improvisou a interdição de um trecho da passagem de pedestres pelo lado direito da rua para evitar qualquer tragédia no local. “A rua fica totalmente escura a noite, pois falta iluminação pública. Quem não conhece o bairro pode se acidentar”, frisa Lia Mara. A proximidade de um parquinho - cerca de três metros - do ‘canyon’ também preocupa os residentes. “Quem vai responder pela vida de nossos filhos? A erosão que cresce a casa chuva impede até que eles brinquem de bola na área. Queremos uma solução”, desabafa ela. O morador Hélio Cheiregatt, relata que não é incomum a queda de animais, principalmente de cavalos, no córrego. “É muito mato e, logo o vale do córrego Osório. Porque a Prefeitura não faz uma roçada ou cerca as margens do córrego?”, questiona. A reinvidicação vai além da adequação da galeria. Antes mesmo dos estragos da chuva, a associação do bairro fixou faixas na rua Rio Tocantins, na tentativa de chamar atenção do poder público. No local, mensagens como “Reduza a velocidade, travessia de cobras, aranhas, ratos, mosquito da dengue entre outros” e “SOS. Pagamos impostos queremos benefícios”. “Fomos abandonados. O mato cerca o bairro e favorece a proliferação insetos e a ação de marginais”, reclama a vice presidente. ILUMINAÇÃO Ivan Galdino da Silva, outro morador aponta ainda a deficiência na rede de iluminação pública. “Já socorri casos de atropelamento. Uma bicicleta trombou em duas meninas à noite. O buraco vai dificultar o tráfego na rua”, acredita. De acordo com Eudes Januário, presidente do Serviço Autárquico de Obra e Pavimentação (Saop) e secretário de Serviços Urbanos e Meio Ambiente, os problemas causados pela chuva serão averi-guados. “Vamos ter de ir até o local e fazer uma avaliação da solução mais conveniente”, garantiu Januário relatando que o lixo jogado no córrego Osório deve ter contribuído para na vazão. Quanto à iluminação pú-blica, o secretário afirmou que será necessário fazer um levantamento para verificar se a rua está contem-plada no plano de investimentos deste ano. A roçada dos terrenos está sendo realizado por setor e que o período médio de execução de serviços nos bairros caiu de 60 para 30 dias. Elaine Utsunomiya

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ASSUNTO: DRENAGEM

UEM

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL ÁREA DE GEOTECNIA E TRANSPORTES CONSIDERAÇÕES GERAIS

Autor: Prof. Dr. José Leomar Fernandes Júnior – EESC/USP Drenagem

“Arte de conduzir e controlar a água em obras de terra.”

1 - INTRODUÇÃO

Etimologicamente, drenagem consiste no conjunto de operações e instalações destinadas a remover os excessos de água das superfícies e do subsolo. A drenagem de estradas tem por finalidade manter a água fora dos locais onde possa causar danos e remover rápida e seguramente a água que entra, po-dendo ser dividida, para facilidade de estudo, em drenagem superficial e subterrânea. A drenagem superficial visa evitar que as águas que descem as encostas e taludes atinjam a estrada, assim como remover rapidamente a água precipitada que escoa sobre a pista de rolamento. A drenagem subterrânea, por sua vez, objetiva esgotar as águas que se infiltram na plataforma, drenando a água acumulada na base e sub-base, e evitar que as águas subterrâneas saturem os aterros ou atinjam os pavimentos, mediante rebaixamento do lençol freático e controle de percolação de nascentes. Os construtores de estradas da antigüidade já sabiam que a água é o maior inimigo dos pavimentos. Os antigos romanos, que iniciaram a construção de uma rede viária de 80.000 km no ano de 312 a.C., pro-curaram manter suas estradas nos espigões, além de as construírem com seções espessas e as proverem de uma camada de areia entre o subleito e a primeira camada de pedras. Pouco progresso houve nos fundamentos do processo construtivo até a primeira metade do século XIX, quando Tresaguet, Metcalf, Telford e McAdam “redescobriram” a necessidade de se manter os leitos viários secos. Na segunda metade do século XIX, porém, pouca atenção foi dada à drenagem. De 1910 a 1940, os engenheiros de pavimentação voltaram a proclamar intensamente a necessidade de drenagem. Entretanto, com o advento dos métodos racionais de dimensionamento de pavimentos e dos ensaios de laboratórios com amostras saturadas, a ênfase transladou-se para a densidade e para a esta-bilidade, em lugar da drenagem, caracterizando uma prática de se projetar pavimentos que pudessem suportar as cargas em presença de água. As tentativas de redução dos danos causados pelo tráfego a pavimentos contendo água em excesso, mediante aumento das espessuras das camadas mas sem acrés-cimo na capacidade de drenagem, têm tido pequeno efeito sobre a deterioração e grande efeito sobre os custos. Os pavimentos bem drenados, que exigem menores gastos com manutenção e recuperação e que resul-tam em uma maior vida útil que suas contrapartidas não drenadas, são mais baratos ao longo do tempo. Estimativas apresentadas por CEDERGREN (1980) indicam que pavimentos mal drenados podem ter a vida em serviço diminuída e os custos de reparo e reconstrução aumentados muito além do custo adicio-nal de uma boa drenagem. Em muitos casos, pavimentos não drenados podem custar mais que o dobro dos bem drenados, tomando-se por base períodos longos de vida em serviço. 2 - DRENAGEM SUPERFICIAL

O projeto de obras de arte correntes, dentre as quais se incluem os bueiros, envolve aspectos técnicos relativamente complexos, muitas vezes ocultos na simplicidade de seus métodos expeditos de dimensio-namento. A drenagem superficial constitui uma fração da ordem de 10 a 15% do custo de implantação de uma rodovia. De dimensões modestas, destaca-se nos orçamentos graças ao elevado número de es-truturas de drenagem superficial presente em qualquer obra de estradas. Dado o grande número de obras, o dimensionamento de estruturas de drenagem de estradas exige solu-ções simples e práticas, facilmente aplicáveis aos casos reais. A utilização de processos simplificados, no entanto, não pode prescindir de uma boa compreensão dos aspectos hidrológicos, hidráulicos e econômi-cos por parte do projetista, que deve dispor de todos os elementos necessários para não se limitar ao emprego mecânico de uma fórmula ou gráfico. A estimativa da vazão de projeto, por exemplo, envolve decisões baseadas não só em conhecimentos hidrológicos, mas também de natureza econômica, onde a dimensão da obra a realizar é confrontada com o vulto e freqüência de reparos ou reposições decorren-tes de descargas superiores as de projeto, cuja probabilidade de ocorrência deve ser previamente conhe-cida.

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2.1 - ESTRUTURAS DE DRENAGEM SUPERFICIAL Os dispositivos de drenagem superficial geralmente utilizados em estradas são: 2.1.1 - Bueiros Podem ser subdivididos em dois tipos principais: a) de talvegue: estruturas que conduzem as águas de bacias, arroios ou açudes cortados pela estrada.

Para facilitar a entrada da água, devem ser construídas, a montante, bacias de captação, enquanto que a jusante, para o rápido afastamento das águas, deve-se executar valetas de derivação.

b) de greide: conduzem, por sob a pista, as águas superficiais captadas, visando sua rápida retirada da

plataforma. Devem ser evitadas situações em que o lançamento das águas se processe no talude do aterro, utilizando-se, por exemplo, descidas d'água em degraus e bacias de dissipação para evitar que o pé do talude seja erodido.

Os bueiros podem ser tubulares rígidos (concreto armado) ou flexíveis (metálicos), celulares (concreto armado) ou em arco. A declividade ideal corresponde, geralmente, à faixa de 2 a 4%, devendo-se evitar declividades menores que 0,5%. Quanto ao assentamento, este pode ser realizado em vala (melhor op-ção) ou saliente ao terreno. 2.1.2 - Corta-rios São utilizados, durante a construção de estradas, para desviar pequenos cursos d'água.

corta-rio

plataforma estradal 2.1.3 - Valetas de proteção a) de corte: visam impedir que as águas de montante atinjam o corpo estradal. Devem ter um afasta-

mento mínimo de 3,0 m no ponto mais alto do corte, não devendo guardar paralelismo com a crista do corte afim de que não ocorra escoamento a grande velocidade no PP (ponto de passagem), uma vez que geralmente há "divisor secundário" nas proximidades do ponto mais alto do corte. Deve-se apiloar o material escavado, entre a valeta e a crista do corte. Com relação ao dimensionamento, va-letas com dimensões mínimas (40 cm de largura por 25 a 40 cm de profundidade) atendem à grande maioria dos casos, excetuando-se as encostas íngremes de regiões serranas. Quanto ao revestimento, o mesmo é função do material do corte e das inclinações.

b) de aterro: visam impedir que as águas de montante atinjam o pé do aterro. Devem ter um afasta-

mento mínimo de 3,0 m do pé do aterro, não havendo inconveniente no paralelismo entre a valeta de proteção e o pé do aterro. Deve-se apiloar o material escavado, entre a valeta e o pé do aterro. Quanto ao dimensionamento, a exemplo das valetas de proteção de corte, geralmente a seção míni-ma (40 cm de largura por 25 a 40 cm de profundidade) atende à maioria dos casos. Com relação ao revestimento, dadas as baixas declividades que normalmente ocorrem, o revestimento não é um fator crítico.

2.1.4 - Sarjetas de Corte Também denominadas valetas de pé de corte, visam captar as águas que se precipitam sobre o corpo estradal e conduzi-las longitudinalmente até o PP (ponto de passagem), de forma a permitir a saída late-ral para o terreno natural. Geralmente apresentam seção trapezoidal, que atende a quase todos os casos, exceto subidas íngremes em regiões serranas. Outras seções (triangular e semi-circular) são excluídas por questão de segurança, devendo ser utilizadas apenas quando existir "guia”. Outros cuidados a serem tomados são a aplicação de pintura betuminosa impermeabilizante na junção sarjeta-acostamento e a necessidade de revestimento (concreto, tijolo, pedra etc.).

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2.1.5 - Banquetas de Aterro Visam impedir que as águas precipitadas sobre a plataforma escoem pelos taludes do aterro e conduzir as águas interceptadas até locais específicos. A colocação ou não de banqueta é função, dentre outros fatores, da altura do aterro, do comprimento e inclinação do talude, do tipo de material do aterro e da pluviometria da região.

2.1.6 - Entradas d’água Fazem a ligação entre as banquetas e as descidas d'água, sendo localizadas ao longo da plataforma e espaçadas em função dos comprimentos críticos das banquetas. Devem ter capacidade de descarga su-perior à das banquetas, não devendo existir seção-tipo fixada rigidamente.

2.1.7 - Caixas Coletoras Visam captar as águas que escoam superficialmente e conduzi-las aos bueiros de greide. Devem ser loca-lizadas onde se identificar o esgotamento da capacidade máxima de descarga das sarjetas. Apresentam, geralmente, seção retangular.

2.1.8 - Descidas d’água Visam conduzir as águas; sobre os taludes, até o terreno natural. Podem ser “em degraus” ou “rápidos". Devem ser encaixadas no aterro (a utilização de "brocas" como fundação ajuda a ancoragem no terreno), devendo ser precedidas de uma adequada compactação do talude do aterro (com rolo liso, a partir da pista, ou mediante raspagem dos 50 cm menos compactados). São desaconselháveis seções semi-circulares pré-moldadas de concreto em virtude destas serem facilmente seccionadas.

2.1.9 - Bacias de Amortecimento Têm a função de dissipar a energia do fluxo e evitar a erosão regressiva dos taludes. Devem ser localiza-dos em todas as descidas d’água e revestidas com concreto ou pedra argamassada. Uma boa alternativa, quando disponível, é a utilização de matacões de pequeno diâmetro. As descidas d'água, quando em degraus, ajudam bastante a dissipação de energia.

2.2 - DIMENSIONAMENTO O dimensionamento da drenagem superficial apresenta dois aspectos distintos: o primeiro corresponde aos estudos hidrológicos para a fixação do valor da vazão a ser conduzida; o segundo, de natureza hi-dráulica, compreende o dimensionamento propriamente dito da obra, de modo a permitir a passagem da descarga liquida da bacia de contribuição. 2.2.1- Determinação da vazão de projeto A determinação da vazão de projeto é baseada em dados de chuva (intensidade, duração, período de retorno) e em características da área de contribuição (extensão, forma, declividade, infiltrabilidade). Em-bora as vazões sejam determinadas, geralmente, com base nas características apresentadas acima, exis-tem outros importantes fatores que influenciam a descarga líquida de uma determinada bacia hidrográfi-ca e que merecem ser comentados:

- dimensões (b x c): as bacias podem ser peque-

nas, médias e grandes; - formato: quadrada, circular, alongada, triangu-lar, anastomosada;

A

b

c

- declividade das vertentes - regime de chuvas da região: pequena, média e grande intensidades - permeabilidade do solo - tipo e quantidade de vegetação - capacidade de retenção superficial (empoçamento) - clima - localização: altitude, latitude - regime de ventos e umidade

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Um primeiro passo para o cálculo da descarga líquida superficial consiste na determinação dos limites da área de contribuição. Esta operação é realizada em etapas: determinam-se as elevações; ligam-se os pontos altos, formando um poligonal; e corrigem-se os lados dessa poligonal para curvas quaisquer, mediante análise das possibilidades de escoamento entre bacias adjacentes. Os bueiros e demais estruturas de drenagem superficial destinam-se, geralmente, a drenar bacia hidrográfica de pequena dimensão, com área inferior a 50 ha (0,50 km2). O estudo de suas vazões de dimensionamen-

740 750760

770 780 to corresponde, portanto, a um estudo de vazões de cheia em pequenas bacias.

Existem à disposição dos projetistas uma série de métodos para a estimativa de vazões. Embora todos forneçam valores mais ou menos aceitáveis, a aplicação correta dos resultados obtidos depende sempre do julgamento e da experiência do projetista. Dentre os diversos métodos, merecem destaque: a - Fórmulas Empíricas Neste método a vazão de dimensionamento é obtida de fórmulas que levam em conta alguns parâmetros intervenientes (área, intensidade de precipitação, período de retorno, coeficiente de deflúvio), quase sempre de forma isolada, mais coeficientes empíricos determinados em função de características físiográ-ficas da bacia e da região em estudo. Embora muito usadas no passado, em especial a Fórmula de Tal-bot, vêm sendo paulatinamente abolidas por terem validade limitada aos locais onde foram obtidas. b - Freqüência das Vazões de Enchente Neste método, o dimensionamento de um bueiro merece considerações distintas das que regem, por exemplo, o projeto do vertedor de uma grande barragem, não sendo justificável projetá-Ia para resistir a máxima vazão possível, uma vez que seu colapso não acarreta, em geral, perda de vidas humanas ou repercussões econômicas excepcionais. c - Método do Hidrograma Unitário Este método é condicionado à existência de dados fluviométricos, ou seja, da quantificação das vazões na seção do curso d'água que drena a área considerada. Como alternativa para eliminar este problema de ordem prática, tem-se o Método do Hidrograma Unitário Sintético, determinado a partir de caracterís-ticas físicas das áreas drenadas. O método alternativo, por levar em conta parâmetros determinados empiricamente, apresenta erros pouco controláveis quando utilizado em outras bacias hidrográficas, atin-gindo facilmente proporções da ordem de 50 a 100%. d - Fórmulas Hidrometeorológicas (Método Racional) O método racional é destinado exclusivamente ao cálculo de vazões de dimensionamento de estruturas de pequenas dimensões. Sua concepção básica é que a máxima vazão, provocada por uma chuva de intensidade uniforme, ocorre quando todas as partes da bacia passam a contribuir para a seção de con-trole. O tempo necessário para que isto aconteça, medido a partir do início da precipitação, é chamado de "tempo de concentração" da bacia (tc).

A utilização do Método Racional é bastante simples, resumindo-se ao emprego da chamada “fórmula racional":

Q = C. i . Ac / 3, 6 onde:

Q = vazão (m3/s) C = coeficiente de deflúvio i = intensidade de precipitação (mm/h) Ac = área da bacia de contribuição (km2)

Limitação: Ac ≤ 60 ha

A > 60 ha: "coeficiente de retardo" (ϕ) ϕ = 1 / (100 . A)1/n

onde: n: depende da declividade da vertente principal n = 5 (I ≤ 1%) n = 6 (I > 1%)

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As bacias de pequenas dimensões têm sendo pouco investigadas, tornando difícil o estudo de dimensio-namento de bueiros com base em dados de vazão. Nestas condições, a melhor alternativa parece ser a aplicação do método racional aliado ao conceito de freqüência das precipitações. As variáveis a conside-rar são: intensidade de precipitação (i), função do período de retorno (Tr) e do tempo de duração (td).

2.2.2 - Cálculo da Intensidade de Precipitação (i) - intensidade média da precipitação pluvial: a duração da chuva a considerar é igual ao tempo de

concentração; - variação com a duração: quanto menor a duração, maior a intensidade; - variação com a freqüência: as precipitações são tanto mais intensas quanto mais raras; - variação ao longo da área: as chuvas de maior duração têm distribuição mais uniforme sobre a bacia.

A determinação da intensidade de precipitação pode se dar por diferentes processos:

a) Fórmulas Estatísticas

h = 0,26 . h30 . tc0,392

onde: h: altura da precipitação (mm) tc: tempo de concentração (min) h30: altura de precipitação (mm), para td = 30 min

0 valor h30 pode ser obtido, para diferentes localidades brasileiras, a partir de tabelas ou isoietas. Conhe-cida a altura de precipitação (h) da chuva com td e Tr definidos, pode-se determinar a intensidade de precipitação (i, em mm) pela expressão:

i = h / td (mm/h)

b) Direto de gráficos (i x td): i

td

Tr = 25 anos

Tr = 5 anos

Tr = 10 anos

c) Extrapolação analítica sem uso de gráficos

d) Fórmulas Empíricas: Para o Estado de São Paulo:

i = 15 . Tr0,12 . (td + 10)-0,667

onde: i: mm/h Tr: anos td: minutos

A vazão de dimensionamento é obtida considerando-se que "ocorre a máxima intensidade, de modo tal que toda bacia esteja contribuindo, quando o tempo de duração é igual ao tempo de concentração, tc".

Q

ttc

Qdim

Q

t

Q

t

i = i (dim)td = tc

i > i (dim)

"nem todos pontos contribuem"

i < i (dim)td < tc td > tc

tc tc

6

Porém, pode ocorrer uma intensidade de precipitação fora das previsões: Q

ttc

2.2.3 - Tempo de Concentração (tc) "Tempo necessário para que uma gota de água, precipitada no ponto mais afastado da bacia, chegue à

seção de controle (saída)" Q

ttc

Qmáx

Tempo de concentração da bacia pode ser definido como o tempo necessário para que todas as partes da bacia, a montante da seção de controle, passem a contribuir em termos de vazão. O tempo de concentração depende de diversos fatores: a vertente principal, forma da bacia, rugosidade do canal, recobrimento vegetal. Existem várias fórmulas que fornecem o tempo de concentração, quase todas em função da extensão e declividade da vertente principal (vertente mais extensa). Dentre essas, as mais utilizadas são as de Kirpich e de Ven te Chow:

Kirpich:

tc = 55,47 (√(L3 / H))0,77

Ven te Chow:

tc = 52,65 (√(L3 / H))0,64 onde: L: extensão da vertente principal (km)

H: desnível entre o ponto mais afastado da vertente principal e a seção de controle (m)

Existem também valores indicativos, consagrados pela prática: tc de 10 minutos para valetas e 5 minutos para sarjetas. 2.2.4 - Coeficiente de Escoamento Superficial (coeficiente de deflúvio, coeficiente de ''run off") - Determinado em função de características do terreno. - É a relação entre o volume escoado e o volume total precipitado (relação entre a vazão máxima escoa-

da e a intensidade de precipitação). C = (vol. escoa) / (vol. precipitado)

Parte do precipitado é interceptada, umedece o solo, preenche as depressões ou se infiltra. O "C" aumen-ta, portanto, com ”i” e com "td", sendo função de: distribuição de chuva na bacia; da precipitação ante-cedente; das condições de umidade do solo no inicio da precipitação; do tipo de solo.

Podendo-se delimitar trechos com valores de coeficiente de escoamento superficial distintos, o valor mé-dio para a bacia é obtido da expressão:

Cmédio = (C1 . A1 + C2 . A2 + C3 . A3 + ...) / (A1 + A2 + A3 + ...)

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Existem, também, fórmulas empíricas para determinação do coeficiente de escoamento superficial, como, por exemplo, a fórmula de Horner:

C = 0,364 log(td) + 0,0042 r - 0,145 onde: td: minutos

r: porcentagem de área impermeabilizada 2.2.5 - Tempo de Recorrência ou Período de Retorno (Tr) O tempo de recorrência pode ser definido como sendo o intervalo médio de ocorrência de chuvas que resultem em vazões maiores ou iguais a uma dada vazão de cheia, ou seja, a freqüência com o valor de vazão considerado é igualado ou superado. Existem indicações sobre o Tr a adotar em função do tipo de rodovia. Considerando-se uma série anual de vazões de cheias ordenada em valores decrescentes, tem-se, pelo método utilizado no Estado da Califórnia-EUA (o qual consiste em uma simplificação do critério de Kimball): Método Califórnia:

F = (M / N) onde: F é a freqüência com que a vazão considerada é igualada ou superada, M é a ordem da vazão em

uma série anual decrescente e N é o número de anos de observação da série anual considerada.

Qmáx

(anos de observação) N (número de ordem) M

SÉRIE CRONOLÓGICA SÉRIE DECRESCENTE

Qmáx

Para um grande período de observação, pode-se obter a probabilidade (P) de uma cheia conhecida (Qc) ser igualada ou superada em um ano qualquer:

lim F = lim (M / N) = P

O intervalo médio, em anos, em que ocorre (Q ≥ Qc) é o período de retorno: Tr = (1 / Pm) = (N / M)

onde: Pm é a probabilidade teórica de ocorrer uma vazão maior ou igual a considerada (P(Q1 ≥ Qm)).

ou adota-se o Tr em função da vida útil e do grau de segurança requerido:

DER-SP (para vicinais): Tr = 50 anos (pontes) Tr = 10 anos (bueiros) Tr = 5 anos (canaletas e sarjetas)

A probabilidade teórica (P) é determinada, de forma aproximada, a partir da frequência (F) de vazões de enchente observadas:

F = M / (N + 1) (Método de Kimball)

onde N é o número de observações (ou número de anos) e M é a ordem da vazão considerada (em um ordenamento decrescente das vazões máximas observadas).

Para N bastante grande (N → ∞), F aproxima-se bastante de P (P = F).

Para eventos independentes, a probabilidade de não ocorrer a cheia Qc em n anos é (1 - P)n e a probabi-lidade de ocorrer pelo menos uma cheia que se iguale ou exceda Qc num intervalo de n anos qualquer é:

Jn = 1 - (1 - P)n onde: Jn representa o risco de ocorrência de uma vazão maior ou igual a Qc em n anos.

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A consideração do conceito de "risco de ocorrência” é importante à medida em que permite relacionar vida útil com grau de segurança, mediante a possibilidade de adoção de um determinado tempo de re-torno. Pode-se estabelecer, também, a relação entre o tempo de recorrência e o risco de a vazão consi-derada ser igualada ou ultrapassada durante a vida útil da obra, fixada em T anos:

J = 1 – (1 - 1 / Tr)T onde J é a probabilidade de ocorrer pelo menos uma vazão de cheia igual ou superior a vazão considera-da, durante a vida útil da obra. Todas as análises envolvendo o período de retorno são dependentes dos dados pluviométricos.

Tr = m / n onde:

m = número de anos de observação n = número de ordem da "chuva” em questão (disposição decrescente em magnitude).

2.2.6 - Causas de Acidentes As principais causas de acidentes envolvendo obras de drenagem superficial são:

• chuva fora de previsão, resultando em vazão muito maior que a vazão de dimensionamento. Q

t

Q(ocorrida)

Q(dimensionamento)

• dados de precipitação inadequados para o Tr adotado (menor intensidade de precipitação) • área contribuinte sub-dimensionada • aumento da área de contribuição

• tc escolhido erroneamente • C subestimado • assoreamento dos elementos de drenagem Fórmula de Manning:

V = Rh2/3 . I½ . n-1

onde: V = velocidade de escoamento (m/s) Rh = raio hidráulico (m) (área "molhada" / perímetro "molhado") I = perda de carga unitário - declividade de escoamento (m/m) n = coeficiente de rugosidade de Manning

Equação da Continuidade:

Q = A . V onde:

Q: vazão A: área da seção transversal do elemento de drenagem V: velocidade de escoamento

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