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Universidade Estadual de Feira de Santana
Departamento de Tecnologia
Martina Rodrigues dos Anjos
AVALIAÇÃO DA SUPERFÍCIE DO PAVIMENTO DA RODOVIA BR-324 NO
TRECHO FEIRA DE SANTANA – AMÉLIA RODRIGUES
Feira de Santana - Bahia
2008
Martina Rodrigues dos Anjos
AVALIAÇÃO DA SUPERFÍCIE DO PAVIMENTO DA RODOVIA BR-324 NO
TRECHO FEIRA DE SANTANA – AMÉLIA RODRIGUES
Trabalho de Graduação apresentado aos professores do curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Feira de Santana, como parte dos requisitos para obtenção do diploma de conclusão do curso.
Orientador: Prof. Dr. Francisco Antônio Zorzo
Feira de Santana - Bahia
2008
Martina Rodrigues dos Anjos
AVALIAÇÃO DA SUPERFÍCIE DO PAVIMENTO DA RODOVIA BR-324 NO
TRECHO FEIRA DE SANTANA – AMÉLIA RODRIGUES
Trabalho de Graduação apresentado aos professores do curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Feira de Santana, como parte dos requisitos para obtenção do diploma de conclusão do curso.
Feira de Santana, Bahia, 08 de abril de 2008.
________________________________________________
Especialista Eng. Antônio Carlos Cruz de Oliveira Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes
________________________________________________
Prof. MSc. Areobaldo de Oliveira Aflitos Universidade Estadual de Feira de Santana
________________________________________________
Orientador: Prof. Dr. Francisco Antônio Zorzo Universidade Estadual de Feira de Santana
Aos meus pais, Saul e Gracinha,
por todo o amor
e carinho.
AGRADECIMENTOS
Neste período, na Universidade Estadual de Feira de Santana, por cinco anos de
minha vida, muito evoluí intelectualmente, seja pela diversidade e riqueza de
conhecimentos aqui desenvolvidos, seja pelos professores e qualificados profissionais
que aceitaram me orientar. Em todos os sentidos, somente marcas positivas me foram
deixadas por essa grande universidade pública, que teima em resistir, apesar das
políticas atuais. Mas, com certeza, essa (que eu conheci) tem muito ainda a ensinar e a
fazer pela sociedade.
Devo agradecer ao meu orientador, Prof. Dr. Francisco Antônio Zorzo, que me
iniciou neste trabalho, ensinando-me a tomar iniciativas e a me aperfeiçoar cada vez
mais. Como orientador e como professor da disciplina de Estradas, apresentou-me
noções de mecânica e estrutura dos pavimentos, planejamento do sistema de transportes
rodoviários e incentivou-me no trabalho da avaliação da superfície do pavimento na
BR-324. Participou da elaboração deste projeto, ensinando-me a pensar, dirigindo
minhas atividades com objetividade. Acrescentou muitas idéias a este trabalho,
envolvendo-se e incentivando-me. Sua participação, no final deste trabalho, foi
indispensável para as conclusões aqui apresentadas.
Aos Professores das disciplinas que cursei que me mostraram outros estágios do
conhecimento, alargando meu universo de pesquisa. Sinceros agradecimentos ao
professor Areobaldo Oliveira Aflitos que, com sua disponibilidade, sempre respondeu a
todos os meus questionamentos.
À Coordenadora da disciplina Projeto Final II, Prof.ª Eufrosina de Azevedo
Cerqueira, por todas as dicas e disposição em contribuir com o trabalho realizado.
Aos Engenheiros dos órgãos rodoviários, DNIT e DERBA, pelas contribuições
necessárias para o desenvolvimento do trabalho. Devo agradecer, em especial, ao Eng.
Max Gil Leite de Souza, pelo apoio durante a avaliação na BR-324 e pelas informações
valiosas que muito contribuíram para esta pesquisa.
Ao Técnico Sr. Antônio Luiz pelo auxílio na etapa experimental, e pelas
importantes informações sobre a estrutura do pavimento e falhas apresentadas.
Ao aluno, também orientando do Prof. Dr. Francisco Antônio Zorzo, Djavan
Aragão, que participou de um trabalho semelhante na BR-324, com a utilização de outro
método, mas que contribuiu nas discussões realizadas durante a avaliação.
Agradeço ao meu colega Jonas Madeira pelas contribuições e pela disposição em
ajudar.
Aos colegas de trabalho da Donelisa Construções e Incorporações Ltda., em
especial ao Eng. Luiz Alberto Moura Alves, pela paciência e compreensão nos
momentos de ausência.
Aos meus verdadeiros amigos que torceram pelo meu sucesso, dentro e fora do
meu ambiente de trabalho.
Aos meus pais, Saul Andrade dos Anjos e Maria das Graças Rodrigues dos
Anjos, que não pouparam recursos físicos e emocionais para tornar realidade o meu
sonho de formar em Engenharia Civil. Ao meu irmão, Alexandre, por suportar a dor da
distância e por torcer, mesmo em silêncio. Aos meus tios, José Carlos Rodrigues e
Elizabete Rodrigues, por todo o incentivo.
Ao meu namorado, Wilson Dourado Filho, pelo amor, carinho e compreensão de
sempre.
Ao meu amigo Gledson Castro, pelo companheirismo, amizade e incentivo.
E, em especial, a Deus, pela força e por estar presente em todos os momentos da
minha vida.
A possibilidade de arriscar é que nos faz homens.
Vôo perfeito
no espaço que criamos.
Ninguém decide
sobre os passos que evitamos.
Certeza
de que não somos pássaros
e que voamos.
Tristeza
de que não vamos
por medo dos caminhos...
(Damário Dacruz)
RESUMO
O presente trabalho trata de uma avaliação da superfície do pavimento da rodovia BR-
324. Em primeiro lugar, realizou-se um estudo sobre a história de implantação desta
importante rodovia do Estado da Bahia, descrevendo os critérios construtivos adotados.
Em segundo lugar, foram discutidos os principais problemas relacionados ao
planejamento de transportes. Foi elaborado um estudo teórico-metodológico sobre o
pavimento, sua estrutura de camadas, a sua classificação e os materiais mais utilizados
para a pavimentação asfáltica. A mecânica dos pavimentos também foi levada em
consideração, já que envolve os mecanismos de ruptura e caracteriza a formação das
falhas na estrutura dos pavimentos. Além disso, foram descritos, detalhadamente, os
defeitos que ocorrem em pavimentos asfálticos e quais as suas possíveis causas, visando
compor uma base conceitual para o diagnóstico da avaliação a ser executado. Para o
trabalho de campo, foi escolhido um trecho de 23 km de Feira de Santana à Amélia
Rodrigues, a fim de realizar um levantamento de ocorrências na superfície do
pavimento. O método adotado foi baseado na Norma do DNIT 006/2003 - PRO, que
consiste na “Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos”.
Após a realização do trabalho de campo, os dados coletados foram tabulados e
analisados, a fim de obter um índice que retrate o grau de degradação atingido.
Calculou-se o IGG (Índice de Gravidade Global), que caracterizou o trecho com
conceito péssimo no seu estado de conservação. Diante disso, foram propostas medidas
corretivas para os defeitos encontrados.
Palavras-Chave: Rodovia, Pavimento, Defeitos, Avaliação da Superfície.
ABSTRACT
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Extensão da Rede Rodoviária da Bahia........................................................11
Figura 2 – Estrutura do pavimento da BR-324 no trecho Feira de Santana – Amélia
Rodrigues.........................................................................................................................13
Figura 3 – Esforços nas camadas do pavimento.............................................................20
Figura 4 – Camadas genéricas de um pavimento flexível..............................................21
Figura 5 – Resposta mecânica do pavimento flexível: pressões concentradas..............27
Figura 6 – Resposta mecânica do pavimento rígido: pressões mais distribuídas do que
os pavimentos flexíveis...................................................................................................27
Figura 7 – Ação de esforços de tração entre partículas dos materiais............................37
Figura 8 – Ação de confinamento em materiais granulares...........................................37
Figura 9 – Pressões verticais aliviadas com a profundidade..........................................38
Figura 10 – Evolução da deterioração em rodovias pavimentadas................................54
Figura 11 – Localização das estações do trabalho de campo.........................................63
Figura 12 – Trinca interligada tipo couro de jacaré com erosão....................................64
Figura 13 – Desgaste do pavimento, com a presença de ranhura...................................65
Figura 14 – Panelas ou buracos......................................................................................65
Figura 15 – Remendos no pavimento.............................................................................66
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Termos aplicáveis a camadas de revestimentos asfálticos............................24
Tabela 2 – Base Classificatória para Pavimentos...........................................................26
Tabela 3 – Espessuras recomendadas para concretos asfálticos.....................................31
Tabela 4 – Condição do pavimento em função do IGG.................................................57
Tabela 5 – Codificação dos defeitos...............................................................................67
Tabela 6 – Fator de Ponderação......................................................................................68
Tabela 7 – Planilha resumo da avaliação........................................................................69
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ALC – Afundamento de Consolidação Local
ALP – Afundamento Plástico Local
ANTT – Agência Nacional de Transportes Terrestres
ATC – Afundamento de Consolidação nas Trilhas de Roda
ATP – Afundamento Plástico nas Trilhas de Roda
CA – Concreto Asfáltico
CAP – Cimento Asfáltico de Petróleo
CBR – California Bearing Ratio
CBUQ – Concreto Betuminoso Usinado a Quente
CNT – Confederação Nacional dos Transportes
D – Desgaste
DCM – Diretoria de Construção e Manutenção (DERBA)
DERBA – Departamento de Estradas e Rodagens do Estado da Bahia
DNER – Departamento Nacional de Estradas e Rodagens
DNIT – Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes
DRF – Distrito Rodoviário Federal (DNER)
EX – Exsudação
FC-1 – Trincas Isoladas
FC-2 – Trincas Interligadas sem erosão
FC-3 – Trincas Interligadas com erosão
FI – Fissura
FRN – Fundo Rodoviário Nacional
GEPES – Gerência de Pesquisas (DERBA)
GEPRO – Gerência de Projetos (DERBA)
IFC – International Finance Corporation
IGG – Índice de Gravidade Global
IGI – Índice de Gravidade Individual
IP – Índice de Plasticidade
IPEA – Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada
J – Trinca Interligada Tipo “Couro de Jacaré”, sem erosão
JE – Trinca Interligada Tipo “Couro de Jacaré”, com erosão
O – Ondulação
P – Panela
PIB – Produto Interno Bruto
PMF – Pré-Misturado a Frio
PMQ – Pré-Misturado a Quente
PNLT – Plano Nacional de Logística e Transportes
PRO – Procedimento
R – Remendo
TB – Trinca Interligada Tipo “Bloco”, sem erosão
TBE – Trinca Interligada Tipo “Bloco”, com erosão
TCP – Tratamento Contra Pó
TER – Terminologia
TLC – Trinca Isolada Longitudinal Curta
TLL – Trinca Isolada Longitudinal Longa
TRE – Trilha de Roda Externa
TRI – Trilha de Roda Interna
TRR – Trinca Isolada devido a Retração Térmica
TS – Tratamentos Superficiais
TSD – Tratamento Superficial Duplo
TSS – Tratamentos Superficiais Simples
TST – Tratamentos Superficiais Triplo
TTC – Trinca Isolada Transversal Curta
TTL – Trinca Isolada Transversal Longa
SUMÁRIO
CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO...................................................................................... 3
1. INTRODUÇÃO........................................................................................................ 3
2. JUSTICATIVA E IMPORTÂNCIA DO TEMA ..................................................... 5
3. OBJETIVOS ............................................................................................................. 6
3.1. Objetivo Geral .............................................................................................. 6
3.2. Objetivos Específicos ................................................................................... 6
4. METODOLOGIA..................................................................................................... 7
CAPÍTULO II – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.............................................................. 9
5. A FORMAÇÃO DA REDE RODOVIÁRIA DA BAHIA....................................... 9
5.1. Histórico das rodovias da Bahia ................................................................... 9
5.1.1. Histórico da Implantação, Pavimentação e Melhoramentos da BR-324, no
trecho Salvador – Feira de Santana. .........................................................................12
6. A PROBLEMÁTICA DO PLANEJAMENTO DE TRANSPORTES................... 14
6.1. A falta de investimentos em rodovias......................................................... 14
6.2. A alternativa de financiamento: a privatização .......................................... 15
6.3. A questão institucional do setor.................................................................. 16
6.4. Controle de peso nas rodovias .................................................................... 18
6.5. Gerenciamento de projeto e de pavimentação ............................................ 19
7. O PAVIMENTO..................................................................................................... 19
7.1. Definições ................................................................................................... 19
7.2. As Camadas dos Pavimentos ...................................................................... 21
7.2.1. Subleitos .......................................................................................................21
7.2.2. Reforços de subleitos....................................................................................22
7.2.3. Bases e sub-bases .........................................................................................22
7.2.4. Pinturas entre camadas .................................................................................23
7.2.5. Revestimentos...............................................................................................23
7.3. Classificação dos Pavimentos..................................................................... 24
8. MATERIAIS PARA PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA....................................... 28
8.1. Bases e Sub-bases Granulares .................................................................... 28
8.1.1. Solo-brita, Solo-agregado ou Solo estabilizado granulometricamente. .......28
1
8.1.2. Brita graduada simples .................................................................................29
8.1.3. Macadame hidráulico ...................................................................................29
8.2. Revestimentos Betuminosos....................................................................... 30
8.2.1. Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ).......................................30
8.2.2. Pré-Misturado a Quente (PMQ) ...................................................................31
8.2.3. Pré-Misturado a Frio (PMF).........................................................................31
8.2.4. Tratamentos Superficiais (TS)......................................................................32
9. MECÂNICA DOS PAVIMENTOS ....................................................................... 32
9.1. Módulo Resiliente....................................................................................... 33
9.2. Comportamentos Resilientes Típicos ......................................................... 34
9.3. Interações estruturais dos esforços provocados pelas cargas do tráfego com os
materiais das camadas de pavimentos ........................................................................ 36
9.3.1. Flexão das camadas ......................................................................................36
9.3.2. Confinamento horizontal – Contenção lateral ..............................................37
9.3.3. Compressão vertical e cisalhamento das camadas .......................................38
9.4. Mecanismos de Ruptura do Pavimento ...................................................... 39
9.4.1. Ruptura por esforços excessivos em camadas..............................................40
9.4.2. Fissuração de materiais – Ruptura por Fadiga .............................................40
9.4.3. Ruptura por Deformação Plástica das Camadas...........................................41
9.4.4. Ruptura por Propagação de Trincas..............................................................41
9.4.5. Outros tipos de ruptura .................................................................................42
9.5. Influência do meio físico no subleito e no pavimento................................ 43
10. DEFEITOS EM PAVIMENTOS ASFÁLTICOS .................................................. 44
10.1. Fenda........................................................................................................... 44
10.1.1. Fissura...........................................................................................................44
10.1.2. Trinca 45
10.2. Afundamento .............................................................................................. 45
10.3. Ondulação ou Corrugação .......................................................................... 46
10.4. Escorregamento do Revestimento .............................................................. 46
10.5. Exsudação ................................................................................................... 47
10.6. Desgaste ...................................................................................................... 48
10.7. Panela ou buraco......................................................................................... 49
10.8. Remendo ..................................................................................................... 49
10.9. Outros defeitos............................................................................................ 50
2
10.9.1. Polimento......................................................................................................50
10.9.2. Bombeamento de Finos ................................................................................50
10.9.3. Descolamento do Revestimento ...................................................................51
10.9.4. Solapamento .................................................................................................51
10.9.5. Depressão .....................................................................................................52
10.9.6. Inchamento ...................................................................................................52
10.10. Interações entre os defeitos......................................................................... 52
10.11. Evolução da deterioração............................................................................ 53
11. AVALIAÇÃO DOS PAVIMENTOS ASFÁLTICOS............................................ 55
11.1. Avaliações das Condições de Superfície .................................................... 55
11.1.1. DNIT 006/2003 – PRO – Avaliação objetiva da superfície de pavimentos
asfálticos – Procedimento.........................................................................................56
CAPÍTULO III – ESTUDO DE CASO.......................................................................... 59
12. AVALIAÇÃO DA SUPERFÍCIE DO PAVIMENTO ........................................... 59
12.1. A rodovia a ser avaliada ............................................................................. 59
12.2. Entrevistas com profissionais dos órgãos rodoviários................................ 60
12.3. Metodologia de avaliação ........................................................................... 61
12.4. Descrição do inventário de ocorrências ...................................................... 62
12.4.1. Trecho avaliado ............................................................................................62
12.4.2. Caracterização do estado do pavimento nas estações...................................63
12.5. Diagnóstico das ocorrências e cálculo do Índice de Gravidade Global...... 66
12.6. Estudo dos mecanismos de deterioração da superfície avaliada................. 70
12.7. Indicação de medidas corretivas ................................................................. 72
CAPÍTULO IV – CONCLUSÃO................................................................................... 74
13. CONCLUSÃO........................................................................................................ 74
REFERÊNCIAS ............................................................................................................. 76
ANEXOS ........................................................................................................................ 79
3
CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO
1. INTRODUÇÃO
Este trabalho de conclusão de curso trata de uma avaliação da superfície do pavimento
da rodovia BR-324, identificando as suas falhas a fim de se obter um diagnóstico da condição
do pavimento.
Na década de 1990, a deficiência na manutenção da rede rodoviária federal e o
aumento do volume expressivo de tráfego da malha estadual contribuíram para a deterioração
das estradas de rodagens baianas. Isso elevou os custos de transportes e, por conseqüência, da
produção, aumentando o número de acidentes a despeito dos intensos esforços do Governo do
Estado para ampliar a rede de acesso a novas regiões produtoras e recuperar parte da malha
deteriorada.
No Brasil, constantemente, a imprensa retoma a questão rodoviária como assunto em
destaque, mas, pelo menos aparentemente, sem conseguir mirar uma solução adiante. A
Pesquisa Rodoviária de 2006, divulgada pela Confederação Nacional de Transporte (CNT),
classificou como regular, ruim e péssimo o estado geral de 75% dos 84.382 quilômetros das
rodovias federais verificadas. Na Bahia, os números são preocupantes. O Estado possui dois
lugares entre os dez piores da lista da CNT, ocupando a terceira e a quinta posição no ranking
das 109 ligações pesquisadas.
Entre os vilões das rodovias estão a falta de recapeamento, o desgaste das sinalizações
horizontal e vertical, a ausência ou erros na metragem dos acostamentos. Somam-se a estes
fatores de risco a falta de acompanhamento técnico dos trabalhos e até a inexistência de
pavimentação.
Com o desgaste contínuo da superfície dos pavimentos flexíveis no decorrer da sua
vida útil, que se estende da ordem de pouco mais de 10 anos (MEDINA, 1997), surgem o que
os autores chamam de defeitos ou patologias, que estão bastante relacionadas não somente aos
materiais empregados como também relacionadas ao comportamento mecânico peculiar de
cada pavimento.
Segundo BALBO (1997), tais patologias funcionais, nitidamente associadas às
irregularidades presentes na superfície do pavimento, longitudinais ou transversais podem ser
encaradas como resultantes de processos de natureza essencialmente estrutural: deformações
4
plásticas, que ocorrem com maior ou menor intensidade em cada uma das camadas do
pavimento.
A norma do DNIT 006/2003 – PRO estabeleceu critérios objetivos de se quantificar o
estado do pavimento quanto a tais deformações, estabelecendo valores mínimos aceitáveis
pelos usuários para o parâmetro serventia, ou seja, uma medida de quão bem o pavimento
atende ao tráfego com conforto e segurança aos usuários.
Desta forma, esta pesquisa pretende avaliar de forma objetiva o estado em que se
encontra a rodovia BR-324 do estado da Bahia, no trecho Feira de Santana – Amélia
Rodrigues, estabelecendo indicadores de qualidade do pavimento, e propor medidas corretivas
e de conservação.
A estrutura deste trabalho está dividido em 4 capítulos. O Capítulo I, denominado de
Introdução, consiste na introdução propriamente dita, na justificativa e importância do tema,
nos objetivos (geral e específicos) e na metodologia.
O Capítulo II, referente à Revisão Bibliográfica, se divide em 7 tópicos, sendo que o
primeiro se refere à formação da rede rodoviária da Bahia, ressaltando o histórico da
implantação da BR-324 e critérios de execução desta rodovia. O segundo tópico, o item 6,
descreve a problemática do planejamento de transportes. Já o terceiro e quarto tópico deste
capítulo, o item 7 e 8, discorrem, respectivamente, sobre o pavimento, sua classificação, a sua
estrutura e sobre os materiais mais utilizados em bases e sub-bases, no revestimento, do
pavimento asfáltico, que é o foco deste trabalho. O item 9 refere-se à Mecânica dos
Pavimentos, onde se estuda o comportamento resiliente da estrutura do pavimento e seus
mecanismos de ruptura. Já o item 10, descreve os defeitos inerentes ao pavimento, os
mecanismos de formação das falhas, suas evoluções e suas prováveis causas. O último item
deste capítulo apresenta os procedimentos do DNIT normalmente utilizados para a avaliação
da condição de superfície e descreve o procedimento escolhido para a avaliação do pavimento
da BR-324.
O Estudo de Caso compõe o Capítulo III, que consiste na avaliação da superfície do
pavimento da rodovia BR-324, no trecho entre Feira de Santana e Amélia Rodrigues. Os
critérios utilizados para a escolha da rodovia, os levantamentos de dados, a apresentação e
análise de resultados e as indicações de medidas corretivas para o trecho avaliado serão o foco
do capítulo.
O Capítulo IV envolve a conclusão do trabalho, sugerindo assuntos para a continuação
do estudo. Os anexos e as referências consultadas vêm logo em seguida.
5
2. JUSTICATIVA E IMPORTÂNCIA DO TEMA
O estudo do transporte rodoviário é de fundamental importância para o
desenvolvimento das cadeias produtivas modernas em função de sua grande flexibilidade e
reduzido prazo para cumprir as demandas da sociedade. Estes são dois dos principais fatores
de impulso ao desenvolvimento dos países neste novo milênio.
O Brasil, dadas as peculiaridades de sua geografia e necessidades de crescimento
econômico, tem na malha rodoviária seu instrumento de maior agilidade na movimentação de
cargas e de passageiros, permitindo a geração de riquezas. A própria malha rodoviária em si, é
um grande ativo do país, e, como tal, deve ser conservada e ampliada.
Segundo a Confederação Nacional de Transporte (CNT), na atual realidade brasileira,
o setor de transporte rodoviário possui papel fundamental, pois detém cerca de 96,2% da
matriz de transporte de passageiros e de 61,8% da matriz de transporte de cargas. Sendo
assim, o monitoramento deste setor, além de uma constante avaliação da malha rodoviária,
torna-se cada vez mais requerido para o desenvolvimento da economia regional, como
subsídio ao planejamento estratégico.
A avaliação das manifestações patológicas do pavimento das rodovias é uma excelente
maneira de garantir seu melhor funcionamento, para prever sua durabilidade, além de ajudar a
definir qual solução é mais conveniente para a atividade de restauração. Desta maneira, os
órgãos responsáveis pela execução dos serviços de restauração e manutenção, irão
desempenhar esta tarefa através de indicadores de qualidade do pavimento.
O trecho Feira de Santana – Salvador, na rodovia BR-324, tem uma importante função
no sistema viário baiano, pois desempenha o papel coletor fundamental do tráfego que flui
entre Salvador e as demais regiões, tanto do Estado, quanto do restante do país. Por este efeito
polarizador, constitui-se assim, no trecho rodoviário de maior importância no Estado, em
função da densidade do tráfego que o atravessa. Diante desta condição, encontra-se hoje
completamente duplicado.
Em 2005 o número de acidentes nas rodovias federais chegou a 6.251, com 4.304
pessoas feridas e 493 mortas. No tocante à rodovia federal e ao trecho em que mais se registra
acidentes de trânsito no estado da Bahia, foi detectado através de estudo dos dados fornecidos
pelo sistema BR-BRASIL, que no trecho da rodovia BR 324 compreendido entre o km 517 e
o km 627, (Salvador e Feira de Santana), são registrados cerca de 20,6% do total de acidentes
6
no estado, 13,6% de feridos e 10,6% dos mortos registrados em toda a circunscrição da
Policia Rodoviária Federal na Bahia. Foi também apresentado um estudo do Instituto de
Pesquisa Econômica Aplicada - IPEA, sobre Impactos Sociais e Econômicos dos Acidentes
de Trânsito nas Rodovias Brasileiras, que indica os custos monetários dos acidentes. O Brasil
perde anualmente R$ 22 bilhões com os acidentes de trânsito em rodovias/estradas, sendo R$
6,5 bilhões apenas em rodovias federais.
Levando em consideração a importância do trecho, a sua densidade de tráfego e o alto
índice de acidentes, decidiu-se por realizar uma avaliação da superfície do pavimento, no
trecho Feira de Santana – Amélia Rodrigues, para se obter um diagnóstico e, por conseguinte,
a indicação de medidas para a restauração da rodovia.
3. OBJETIVOS
3.1. Objetivo Geral
A pesquisa tem como objetivo principal avaliar as condições do pavimento da rodovia
BR-324 do estado da Bahia, no trecho Feira de Santana – Amélia Rodrigues, em relação à
ocorrência de defeitos na sua superfície.
3.2. Objetivos Específicos
Os objetivos específicos consistem em:
• Identificar e detalhar as falhas na superfície do pavimento da rodovia BR-324, no
trecho Feira de Santana – Amélia Rodrigues;
• Estudar as possíveis causas das manifestações patológicas;
• Indicar soluções viáveis para intervenções corretivas.
7
4. METODOLOGIA
Os procedimentos metodológicos desta pesquisa estão fundamentados na idéia de
qualificar o pavimento da rodovia BR-324 do estado da Bahia, no trecho Feira de Santana –
Amélia Rodrigues, na direção de Salvador. Para tanto, foi necessário realizar um estudo
detalhado sobre a estrutura do pavimento asfáltico, seu comportamento mecânico, bem como
suas falhas provenientes das deformações excessivas provocadas pelas cargas verticais e
horizontais, para obter elementos necessários para uma boa avaliação e caracterização do
pavimento da rodovia em estudo.
Foi realizado um estudo referente à formação da rede rodoviária da Bahia, envolvendo
o histórico de implantação e construção da rodovia BR-324. Os dados consistem no ano de
implantação, pavimentação e melhoramentos e a estrutura de camadas do pavimento a ser
estudado, as dimensões das camadas constituintes e seus respectivos materiais, para que se
faça posteriormente um diagnóstico mais preciso.
Além disso, também foi descrito um estudo que consiste nos motivos que explicam o
estado de funcionamento da malha rodoviária da Bahia, envolvendo questões como o
planejamento dos órgãos responsáveis, as limitações financeiras e as dificuldades da
fiscalização rodoviária com relação ao controle de cargas.
O estudo da mecânica dos pavimentos, que foi abordado neste trabalho, visa explicar o
funcionamento estrutural dos pavimentos sob a ação do tráfego, com base nas observações de
campo. Os mecanismos de ruptura do pavimento, a formação das falhas e os defeitos mais
comuns serão descritos posteriormente.
Os métodos de avaliação da superfície de pavimentos foram analisados a fim de
determinar o que melhor se adequasse ao recorte conceitual do trabalho. A metodologia para o
trabalho de campo está abordada no capítulo referente ao estudo de caso.
Desta forma, para a elaboração da revisão bibliográfica, foram utilizados livros,
artigos técnicos e científicos, teses, dissertações, normas do DNIT (Departamento Nacional de
Infra-estrutura de Transportes), além de periódicos (revistas, jornais, etc.) e entrevistas com
técnicos dos setores responsáveis pela conservação e manutenção das rodovias.
Após esta etapa inicial de estudo e revisão bibliográfica, foram definidos os
procedimentos e formulários a serem adotados, baseados nas normas do DNIT, mais
especificamente a norma DNIT 006/2003 – PRO, a fim de coletar dados de modo a facilitar a
avaliação posterior do pavimento da rodovia.
8
O processo de seleção e definição da rodovia BR-324 levou em consideração a
importância sócio-econômica e o volume de tráfego de veículos no entorno da cidade de Feira
de Santana, no estado da Bahia. Os dados referentes ao volume foram obtidos a partir dos
órgãos oficiais de transporte e de informações de empresas do setor. Já a análise econômica
inclui a movimentação de passageiros e de cargas, o potencial de crescimento econômico e a
relevância, atual ou futura, da área de influência do trecho para o desenvolvimento local e
para integração regional.
A partir da definição da rodovia a ser pesquisada e avaliada, foram desenvolvidos os
instrumentos de coletas de dados, desde os formulários em papel até os formulários
eletrônicos para digitação dos dados coletados em campo. A preparação destes instrumentos
de coleta de dados tem como finalidade organizar as informações para a montagem da base de
dados da pesquisa, a fim de realizar a análise estatística e calcular o Índice de Gravidade
Global (IGG).
Antes dos dados coletados em campo, foi necessário coletar dados nos órgãos
responsáveis pela manutenção e conservação da rodovia em estudo, como o DNIT, por
exemplo.
Após a fase de coleta das informações, iniciou-se a apuração e a consistência dos
dados que foram coletados em campo, ou seja, analisando as falhas dos pavimentos e
compondo os indicadores de gravidade global (IGG) e da serventia do pavimento. Diante da
avaliação da condição de superfície do pavimento, foram levantadas possíveis causas que
levaram ao seu mau funcionamento e à redução da sua vida útil.
Com a conclusão da etapa de coleta, tabulação e análise de dados, os resultados foram
apresentados e discutidos e, posteriormente, avaliados a fim de propor soluções viáveis para a
restauração do pavimento da rodovia em estudo.
9
CAPÍTULO II – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
5. A FORMAÇÃO DA REDE RODOVIÁRIA DA BAHIA
5.1. Histórico das rodovias da Bahia
Na década de 1920, uma verdadeira reviravolta produziu-se no sistema viário baiano,
conduzida por uma grande euforia rodoviarista. O primeiro plano rodoviário, em forma de
legislação com a lei 1.227, foi aprovado pela Assembléia Legislativa do Estado da Bahia em
31 de agosto de 1917, e é considerado um marco na organização dos serviços rodoviários na
Bahia. Este plano foi concebido através da Secretaria de Agricultura, sob a presidência do
secretário Pedreira Franco. A proposta objetivava a construção de estradas de rodagem , como
a ligação Salvador-Feira de Santana e Ilhéus - Itabuna, a fim de interligar zonas produtivas,
portos, estações ferroviárias e mercado consumidor. O estrondoso plano, que não foi
devidamente implementado, tinha uma constituição centralizadora na forma de uma “estrada
de cintura”, contornando a Bahia de Todos os Santos, da qual partiriam outras “estradas de
penetração” ou “regionais” e desde as quais partiriam outras linhas de interconexão ligando-se
com povoados do interior e com ferrovias (ZORZO, 2000).
O resultado direto do plano rodoviário de 1917 foi o início da construção da primeira
estrada de rodagem moderna da Bahia, ocorrida no ano seguinte, a estrada de rodagem da
Capital a Feira de Santana, considerada, desde então a principal conexão terrestre de Salvador
ao sertão (TARQUÍNIO, 1934, citado por ZORZO, 2000). A estrada teve seu trecho final
inaugurado somente em 25 de abril de 1929, mas apesar da demora de sua construção, uma
grande mudança estava em jogo. Na década de 1930, um verdadeiro movimento rodoviário se
alastrou como uma febre política.
O sistema de ferrovias que aparentemente não entrava no novo boom rodoviário,
entretanto, foi decisivo para o desenvolvimento rodoviário, pois o conjunto de vias férreas deu
consistência ao sistema rodoviário em implantação na Bahia. A ferrovia foi o suporte que
havia desencadeado, em grande quantidade, os caminhos de ligação que faziam parte dos
planos rodoviários em gestação. Além disso, cabe lembrar que a implantação das novas
rodovias veio a reboque das mudanças tecnológicas de engenharia introduzidas pela ferrovia,
10
tais como os cálculos plani-altimétricos e estruturais e o uso dos equipamentos mecanizados
de construção (ZORZO, 2000).
A partir do fim dos anos de 1940, com a criação do DNER no âmbito nacional, em
1937, o rodoviarismo tomou um peso dentro das políticas de desenvolvimento nacional.
Adhemar Fontes (“Rodoviarismo na Bahia”, 1961, apud ZORZO, 2000) relata que esse
período, que foi marcado pela atuação do Departamento de Estradas de Rodagem da Bahia
(DERBA), resultou na conclusão da BR-13, de Feira de Santana à Barra do Tarrachil no São
Francisco e nos 100 km baianos da BR-4, a Rio – Bahia, além do trecho Feira de Santana –
Ipirá da BR-28.
Em 1938, revisou-se o Plano Rodoviário do Estado e se previu um programa de
construção em quatro redes, a sul, a central, a radial e a do Recôncavo, sendo concluídas
ligações como Cipó – Paulo Afonso, Ibicaraí – Brumado, Muritiva – Itajuípe, São José –
Camacan, Tanquinho – Jacobina, entre outras (ZORZO, 2000).
O ano de 1945 é considerado pelos técnicos rodoviários como divisor de águas para a
construção das vias. Esta foi alimentada pelos vultosos recursos financeiros do Fundo
Rodoviário Nacional - FRN, criado pelo Decreto - Lei nº. 8.463, de 27 de dezembro de 1945,
a chamada "Lei Joppert", em homenagem ao seu mentor, o ministro Maurício Joppert da
Silva. Essa política rodoviária deu autonomia administrativa e financeira aos órgãos
encarregados do sistema rodoviário e garantia de recurso alocado na construção da rede de
vias, independente dos nomes integrantes dos governos.
O modelo de financiamento do setor rodoviário, baseado no FRN, foi responsável pela
construção de um patrimônio representado por cerca de 68.000km de rodovias federais, dos
quais 51.000km pavimentados.
As obras de pavimentação rodoviária tiveram um grande incremento nos anos 50,
quando, fruto do intenso intercâmbio de técnicos do extinto DNER, produziu-se uma grande
transferência de tecnologia oriunda dos Estados Unidos da América do Norte. Entre os anos
de 1945 e 1955, no campo de atuação do governo federal, o avanço se deu na construção da
BR-4 (atual BR-116) e no do governo estadual, a interiorização alcançou o vale o São
Francisco. Foi a época da pavimentação da BR-28, Salvador – Feira de Santana, a atual BR-
324, o que somente se concluiu em 1960.
Após a crise do petróleo de 1973, os governos federal e estadual reduziram seus
investimentos nos transportes. Se em 1975 o governo investia cerca de 1,8% do PIB nos
transportes, esse índice caiu para 0,2% em 1991. Atualmente, a política governamental é de
recuperação da infra-estrutura existente mais do que em implantação de novas vias. Mesmo
11
assim, no período a partir da década de 1980, a rede de rodovias teve ampliação, mormente
nas estradas da região do Oeste Baiano e em estradas de ligação das sedes urbanas com a
malha principal. De março de 1979 a novembro de 1982, foram executados pelo DERBA 946
km de pavimentação e 1.482 km de TCP (Tratamento Contra Pó) (ZORZO, 2000).
Segundo dados, do ano de 2003, da Secretaria de Infra-Estrutura do Estado da Bahia
(SEINFRA), a rede rodoviária baiana detinha cerca de 124.713,10 km de rodovias, sendo que
4.214 km correspondem a rodovias federais pavimentadas e 13.476,30 km a rodovias
estaduais pavimentadas (Figura 1).
Figura 1 – Extensão da Rede Rodoviária da Bahia
Fonte: SEINFRA (2003)
O advento da crise do petróleo nos anos 70, a extinção do FRN nos anos 80 e os
investimentos insuficientes destinados ao setor tornaram o sistema rodoviário extremamente
vulnerável. Nos últimos anos, porém, a aplicação de recursos em rodovias vem sendo
gradualmente transferida para as atividades de recuperação e restauração.
Com base nos estudos, realizados por ZORZO (2000), sobre a história da formação e
expansão da rede rodoviária da Bahia, nota-se que a aplicação de recursos em transportes não
se distribui igualmente por todo o território, comprovado pelo decréscimo do investimento no
sentido litoral-interior. A construção das infra-estruturas de transporte é uma parte estratégica
do sistema econômico, com instalação cara e atendendo os interesses e condições políticas
que variam ao longo do tempo.
12
5.1.1. Histórico da Implantação, Pavimentação e Melhoramentos da BR-324, no
trecho Salvador – Feira de Santana.
A ligação Salvador – Feira de Santana impunha-se de imediato como primeiro passo
no sentido de criação de um sistema rodoviário, integrando a Capital ao interior do Estado,
tendo em vista a posição geográfica de ambas as cidades. E assim, em 1917, como já foi dito
anteriormente, o governo estadual iniciou as obras dessa importante ligação, concluindo-as
em 1928 e sendo inaugurada apenas em 1929. A rodovia tinha, então, uma extensão de 144
km construída nas melhores condições técnicas da época, e com revestimento primário
(Documento fornecido pelo DNIT/Salvador).
Segundo documentos fornecidos pelo DNIT, no Plano Rodoviário Nacional de 1944, a
rodovia passa a ser incluída na rede federal, como parte integrante da transversal da Bahia.
Em 1949, o DERBA e o antigo DNER decidem pela construção de uma nova rodovia
Salvador – Feira de Santana, ficando o DNER com a construção de um segmento partindo de
Feira de Santana na extensão aproximada de 48 km e o DERBA com a obra do segmento a
partir de Salvador, com extensão aproximada de 60 km.
A nova rodovia teria características técnicas de Via Expressa, rodovia do mais elevado
padrão técnico, com controle total de acesso e os critérios de seleção sob decisão
administrativa dos órgãos competentes, e previa-se a sua duplicação, tendo sido os primeiros
20 km, a partir de Salvador, implantados com plataforma prevendo a duplicação, bem como
35 km, a partir de Feira de Santana, na direção Salvador.
Em 1951, toda a rodovia é delegada ao Governo Estadual que, até 1955, já havia
concluído toda a implantação nos moldes acima mencionados e pavimentado a primeira pista,
na extensão de 55 km, sendo 35 km entre Feira de Santana e Usina de Itapetinguí e 20 km
entre Salvador e Simões Filho (Antiga Água Comprida). A nova rodovia computaria uma
economia de 35 km em relação ao traçado anterior.
O DERBA devolve a rodovia ao DNER em 1956, que prossegue a obra, a princípio
através do 5º DRF (Distrito Rodoviário Federal) e, posteriormente, através da Comissão
Especial de Construção das BR-5 / BR-28, para afinal, em 1960 entregar toda a primeira pista
pavimentada.
O crescimento acelerado do tráfego faz com que, em 1969, o DNER decida pela
duplicação do segmento inicial da rodovia e elabore o seu projeto de duplicação do km 0 ao
34. Os trabalhos são iniciados em 1970 e concluídos em 1972. Em 1973, o DNER decide-se
13
pela conclusão do restante do trecho entre o km 34 e Feira de Santana e prepara o novo
projeto, que se conclui em 1976. Em 1977, iniciam-se as obras de duplicação entre o km 34 e
Feira de Santana que, afinal, são concluídas em 1985, com toda a rodovia duplicada.
O revestimento betuminoso utilizado na pavimentação da pista foi o CBUQ (Concreto
Betuminoso Usinado a Quente). Quanto ao acostamento, foi utilizado em apenas alguns locais
o TSD (Tratamento Superficial Duplo).
Com base em documentos fornecidos pelo DNIT/Salvador, as características do
pavimento do trecho Feira de Santana – Amélia Rodrigues, do km 518,80 ao km 541,80 da
mais recente rodovia (duplicada), estão descritas abaixo:
- Revestimento da pista em CBUQ: 0,075 m;
- Revestimento do acostamento em TSD: 0,025 m;
- Base em brita graduada: 0,20 m;
- Sub-base em solo estabilizado: 0,18 a 0,30 m.
Esta estrutura de pavimento corresponde ao trecho Feira de Santana – Amélia
Rodrigues, no qual a presente avaliação foi feita. Comparando com um estudo realizado pelo
IFC (2005), estes dados apresentam algumas incompatibilidades. Segundo o IFC (2005), a
composição do pavimento no trecho Feira de Santana – Amélia Rodrigues consiste numa sub-
base de 20 cm de solo estabilizado, base de 20 cm de solo-brita e revestimento com quatro
camadas de CBUQ de 5 cm (ver figura abaixo), o que relata a quantidade de recapeamentos
que já foram realizados.
Figura 2 – Estrutura do pavimento da BR-324 no trecho Feira de Santana – Amélia Rodrigues
Fonte: IFC (2005)
14
Conforme informação do DNIT da unidade de Feira de Santana, há constantemente
três equipes de trabalho, por semana, responsáveis por realizar a manutenção e conservação
do trecho.
6. A PROBLEMÁTICA DO PLANEJAMENTO DE TRANSPORTES
Dentro da complexa problemática do planejamento de transporte, destacam-se os
temas da política de investimentos no setor, envolvendo a falta de recursos, a questão
institucional, a fiscalização para evitar o excesso de cargas nas rodovias (com a utilização de
postos de pesagem), o gerenciamento de custos de projeto e de pavimentação, a operação de
manutenção rotineira e/ou corretivas e o aumento do volume de tráfego superior à ampliação
da malha rodoviária, e outros problemas derivados do desequilíbrio da composição modal dos
transportes.
6.1. A falta de investimentos em rodovias
Diretamente relacionada à quase interrupção da construção de novas estradas e à falta
de conservação das existentes, constata-se forte redução dos investimentos do setor público
federal em transportes a partir de 1975.
Dentre os fatores responsáveis por este quadro negativo destaca-se a eliminação do
Fundo Rodoviário Nacional, cujos recursos estavam vinculados ao setor de transportes. O
pano de fundo foi a crise financeira do estado brasileiro, nas décadas de 1980 e 1990.
De 1975 a 1988, enquanto ainda esteve em vigor o FRN – Fundo Rodoviário
Nacional, os gastos anuais do setor público no segmento de transportes oscilaram entre US$
2,63 e US$ 2,41 bilhões. A partir de então, houve uma queda brusca desses gastos, chegando
a apenas US$ 0,24 bilhão. Desde então, os investimentos do Governo Federal em rodovias
têm sido ampliados, sem, no entanto, retornarem aos valores alcançados antes da década de
1970 (CBIC, 2000).
15
A instabilidade do processo de liberação dos valores destinados ao setor pelo
orçamento da União é outro problema grave. Isto tem acontecido desde que o Governo
Federal passou a praticar o chamado “orçamento virtual”, na década de 1980: os gastos
orçamentários são aprovados pelo Congresso, mas, quase sempre, são contingenciados em sua
liberação pelo poder executivo.
No final dos anos 1990, a estratégia de “Eixos de Desenvolvimento”, adotada pelo
Governo Federal, implicou numa elevação do nível de prioridade dos investimentos na infra-
estrutura viária, traduzida na programação de grandes volumes de recursos públicos para
aplicação no setor. De fato, no Plano Plurianual de Aplicações 2000-2003, o Governo Federal
programou investir R$ 16 bilhões em transporte, sendo R$ 9,8 bilhões em rodovias (CBIC,
2000). Há previsão de ampliação de investimentos, mas resta esperar que eles sejam aplicados
conforme planejado.
6.2. A alternativa de financiamento: a privatização
A carência de recursos para realização de investimentos justificou a política de
concessão de rodovias à iniciativa privada. Iniciado pelo Governo Federal com a assinatura do
contrato de concessão da Ponte Rio - Niterói, em 1994, e seguida por diversos estados, o
programa de privatização transformou-se em um novo instrumento de obtenção de recursos
para investimentos rodoviários.
Com o êxito das primeiras experiências, o programa foi ampliado no biênio 1997/98,
com a inclusão de concessão de rodovias estaduais dos estados de São Paulo, Rio Grande do
Sul, Santa Catarina e Paraná. Na Bahia, foi concedido o trecho rodoviário da Estrada do Côco
/ Linha Verde. As concessões concedidas pela União abrangem hoje um conjunto 9.191 km
de rodovias (CBIC, 2000).
Os investimentos realizados pelas concessionárias são dirigidos não apenas para a
cobertura dos gastos operacionais, mas também para a ampliação dos sistemas, para a área de
segurança rodoviária, melhoria em pontes e viadutos, muros de arrimo, tapa buraco,
recapeamento, sinalização, entre outros, já são expressivos. Os trechos sob concessão
passaram a ser os melhores das rodovias nacionais, conforme avaliação de usuários e da CNT
– Confederação Nacional dos Transportes.
16
Os 9.191 km concedidos fazem do Brasil um dos países com grande proporção de
rodovias pedagiadas, ou 5,6% da malha pavimentada, somente perdendo para a Argentina,
que tem 16% e o México, com 6,7%. A Itália tem 1,7%. Já a Espanha, a Inglaterra, o Japão, a
França e os Estados Unidos, têm, cada um deles, menos de 0,8% das respectivas malhas
pavimentadas sob pedágio (CBIC, 2000).
Os resultados favoráveis, em termos de investimentos realizados com recursos
privados e dos usuários, foram conseguidos, mesmo com os sérios problemas enfrentados
pelas concessionárias de trechos rodoviários: alteração unilateral de contratos,
questionamento dos valores do pedágio, revisão arbitrária dos investimentos programados,
substituição da diretoria dos órgãos de regulação, etc.
Segundo estimativas, ainda existem pelo menos mais 5.000 a 10.000 km, que podem
ser assumidos pela iniciativa privada, o que possibilitaria investimentos expressivos em
melhoria da malha rodoviária brasileira. Não obstante, apesar de positiva e da necessidade da
sua continuidade, a política de privatização de rodovias terá que ser complementada por
investimentos governamentais, pois nas estimativas mais otimistas, não devem superar os
20.000 km a extensão dos trechos, cujo tráfego gera receita suficiente para remunerar
diretamente os investimentos.
As outras alternativas de concessão rodoviária atualmente em estudo – o contrato
permanente de manutenção rodoviária é uma delas – estão baseadas em financiamento com
recursos públicos. Portanto, tendo em vista o limite da estratégia de privatização de trechos
rodoviários, a questão setorial mais importante continua sendo a de como viabilizar, de forma
estável e permanente, recursos fiscais, em volume compatível com as necessidades de
expansão e melhoria da malha rodoviária brasileira.
6.3. A questão institucional do setor
Hoje, os principais órgãos do Governo Federal, envolvidos com a infra-estrutura de
transporte rodoviário são o Ministério dos Transportes e o DNIT – Departamento Nacional de
Infra-Estrutura de Transportes. Nos estados, as atividades rodoviárias ainda se apóiam em
antigas estruturas de departamentos estaduais de rodovias, os DERs.
17
A inadequação do sistema de regulação no setor rodoviário está evidenciada em alguns
fatos. Na sua quase totalidade, esta estrutura foi montada num momento em que não existia,
nem se previa, a presença de concessões e capitais privados na exploração de rodovias.
A concessão já realizada de trechos rodoviários, abrangendo praticamente 5,6% do
total da malha brasileira pavimentada (CBIC, 2000), tem criado questões de caráter
institucional, para as quais os órgãos do setor não estão aparelhados e preparados para tal
operação.
Os órgãos DERs e o DNIT representam diretamente o poder concedente das rodovias.
Para uma adequada regulação, deveria haver outro órgão regulador com independência dos
atores envolvidos (poder concedente, concessionário e usuários da infra-estrutura),
exatamente para poder atuar na solução de conflitos entre eles, resolvendo as questões, em
âmbito administrativo, sem a necessidade de recurso ao Judiciário.
Segundo um estudo realizado pelo CBIC (2000), as outras inadequações da atual
estrutura institucional compreendem:
• O DNIT, as secretarias do Ministério dos Transportes e os DERs, bem como diversos
outros órgãos da administração pública, têm sido esvaziados, em função de uma
política salarial não motivadora, com transferência de técnicos para a iniciativa
privada.
• As funções de regulação fogem completamente à forma tradicional de atuação desses
órgãos. Elas incluem, por exemplo, o estabelecimento de regras para o funcionamento
economicamente eficiente de atores privados, em situações de exploração de
monopólio (nas concessões rodoviárias, por exemplo).
• Não existe atualmente uma amarração entre os programas rodoviários federal,
estaduais e municipais. Essa articulação seria importante para se obter sinergia nos
investimentos realizados pelos três níveis de governo. Nem há formas
institucionalizadas para solucionar questões intergovernamentais, como as suscitadas,
por exemplo, pelas rodovias federais delegadas aos estados.
• Em razão de uma legislação inadequada, o setor de serviços de transporte interestadual
e internacional de passageiros - sobre os quais a ANTT “legisla” - vem sendo, há
muito, “regulado" por meio de simples “portarias”, em aspectos fundamentais como os
que envolvem a estabilidade econômica das concessionárias e os que têm efeitos
distributivos significativos.
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Na ausência de uma reformulação institucional do setor, esta situação tende a se
perpetuar e se estender por todo o setor de infra-estrutura, com conseqüências negativas
previsíveis na condição das rodovias.
6.4. Controle de peso nas rodovias
O excesso de peso transportado nas rodovias brasileiras é um problema grave, que
pode trazer sérias conseqüências à economia do país. Segundo a Lei 9503 de setembro de
1997, do Código de Trânsito Brasileiro, o controle de peso dos veículos nas rodovias sob
concessão é atribuição da Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT), nas outras a
fiscalização é realizada pelo DNIT (FARUOLO, FERNANDES e BROCHADO, 2006). Tais
órgãos não tem conseguido disciplinar convenientemente as cargas máximas dos veículos.
Segundo João Fortini Albano (2005), o excesso pode reduzir drasticamente a
durabilidade do pavimento, dependendo do método adotado, as reduções na vida útil prevista
para o pavimento podem variar desde 23% até 65%, para excessos de carga de 20% acima dos
limites máximos permitidos por eixo. Os efeitos dos excessos sobre pavimentos delgados, que
apresentam uma resistência menor do que o comum, indicam a redução da durabilidade ainda
maior, podendo atingir valores de até 70%.
O Plano Diretor de Pesagem do antigo DNER tornou-se inoperante e inadequado às
necessidades atuais diante das modificações constantes dos fluxos de cargas, bem como da
evolução de tecnologias na fabricação dos veículos transportadores. Diante disso, este plano
foi reformulado e o DNIT prevê a instalação de 78 Postos de Pesagem de Veículos (45 fixos e
33 móveis), a partir do ano de 2008.
Os objetivos fundamentais do controle de cargas consistem na redução do custo –
Brasil, ou seja, na possibilidade de redução da depreciação da frota, do consumo de diesel e
poluição, do tempo de viagem, entre outros aspectos; assegurar a vida útil dos pavimentos,
pontes e viadutos da rede rodoviária federal pavimentada; e na redução do número e da
severidade dos acidentes ocorridos nas rodovias federais.
19
6.5. Gerenciamento de projeto e de pavimentação
Outro fator que dificulta o desenvolvimento da infra-estrutura de transportes no Brasil
é o gerenciamento de custos dos projetos e de pavimentação ao longo da vida útil da estrutura.
Trata-se de uma análise de viabilidade de custos de investimento e custos de operação e
manutenção.
Considerando que as atividades de recapeamento e restauração representam parcelas
mais importantes em termos de custo de reabilitação do pavimento propriamente dito, pode-se
considerar que o custo inicial cresce com o intervalo necessário ao recapeamento.
Um pavimento melhor e de maior espessura, portanto mais caro, implicará na
necessidade de recapeamentos a intervalos maiores, seja porque demorará mais para atingir o
nível de serventia mínimo, seja porque tem maior capacidade de suportar o tráfego
acumulado. Os custos anuais de reabilitação, por outro lado, serão tantos menores quanto
maior o intervalo de recapeamento, variando, portanto, em sentido contrário ao investimento
inicial.
O problema do projeto de um pavimento é, portanto, um problema de minimização de
custo total dentro da vida útil da estrutura, no qual estão envolvidas muitas variáveis de
operação e gerência de serviços de manutenção. A diretriz de projeto do pavimento depende
da comparação entre custos de construção, conservação e operação dos veículos.
7. O PAVIMENTO
7.1. Definições
Segundo o Manual de Pavimentação – DNER (1996), o pavimento é a superestrutura
de uma rodovia, constituído por um sistema de camadas de espessuras finitas, assentes sobre
um semi-espaço considerado teoricamente como infinito – a infra-estrutura ou terreno de
fundação, a qual é designada de subleito.
De acordo com BALBO (2007), a estrutura do pavimento é concebida, em seu sentido
puramente estrutural, para receber e transmitir esforços de maneira a aliviar pressões sobre as
20
camadas inferiores, que geralmente são menos resistentes. Para que funcione adequadamente,
todas as peças que a compõe devem trabalhar deformações compatíveis com sua natureza e
capacidade portante.
Tal adequação deve ocorrer para se evitar processos de ruptura ou danificação de
forma prematura e inadvertida nos materiais que constituem as camadas do pavimento (Figura
3).
Figura 3 – Esforços nas camadas do pavimento
Fonte: BALBO (2007)
Portanto, devido a fatores técnico-econômicos, o pavimento é composto por camadas
de materiais de diferentes resistências e deformabilidades, que por estarem em contato,
resultam em comportamentos de elevado grau de complexidade, no que se refere ao estudo
das tensões e deformações.
À medida que se passa a analisar o pavimento como um sistema de camadas e a
calcular as tensões e deformações, considera-se a absorção dos esforços de tração pelas
camadas superficiais dotadas de maior rigidez, como o concreto asfáltico. O estado de tensões
numa camada espessa de concreto asfáltico tem influência na tensão transmitida ao subleito
(MEDINA, 1997).
A ruptura mais comum do pavimento, após atingir sua vida-útil (em torno de 10 anos),
é a ruptura por fadiga, atingida pelo trincamento progressivo. A fadiga ocorre pela repetição
das tensões de tração do pavimento. Isto pode ser mitigado com estudos que consideram a
resiliência do material empregado nas camadas do pavimento, mostrando a influência da
deformabilidade das camadas de revestimento e da base granular.
21
7.2. As Camadas dos Pavimentos
Cada camada do pavimento possui uma ou mais funções específicas, que devem
proporcionar aos veículos as condições adequadas de suporte e rolamento em qualquer
condição climática. As cargas aplicadas sobre a superfície do pavimento acabam por gerar um
estado de tensões na estrutura, que muito dependerá do comportamento mecânico de cada
camada e do conjunto delas. Recorde-se que as cargas são aplicadas por veículos e também
pelo ambiente, geralmente de modo transitório; são, portanto, cíclicas e repetitivas, o que não
implica na manutenção de suas respectivas magnitudes (BALBO, 2007).
Em linhas gerais, pode-se dizer que as cargas externas geram esforços solicitantes
verticais e horizontais. Os esforços verticais podem ser reduzidos a solicitações de
compressão e cisalhamento; os esforços horizontais podem inclusive solicitar certos materiais
à tração ou simplesmente atuar confinando outros materiais.
Segundo BALBO (2007), respeitando uma terminologia coerente, de uma forma mais
completa possível, o pavimento possui as seguintes camadas: revestimento, base, sub-base e
reforço do subleito (Figura 4). Dependendo do caso, o pavimento poderá ou não possuir
camada de sub-base ou de reforço.
Figura 4 – Camadas genéricas de um pavimento flexível
Fonte: BALBO (2007)
7.2.1. Subleitos
O subleito se refere à fundação. Os esforços impostos sobre a superfície do pavimento
serão aliviados com a profundidade. Deve-se, portanto, ter maior preocupação com os estratos
22
superiores onde os esforços solicitantes atuam com maior magnitude. O subleito será
constituído de material natural consolidado e compactado, por exemplo, nos cortes do corpo
estradal, ou por um material transportado e compactado, no caso dos aterros (BALBO, 2007).
7.2.2. Reforços de subleitos
O emprego de camada de reforço de subleito não é obrigatório, pois espessuras
maiores de camadas superiores poderiam, em tese, aliviar as pressões sobre um subleito
medíocre. Contudo, procura-se utilizá-lo por razões econômicas, pois subleitos de resistência
baixa exigiriam, do ponto de vista de projeto, camadas mais espessas de base (e mais caras) e
sub-base. Logicamente, o reforço do subleito por sua vez, resistirá a solicitações de maior
ordem de grandeza, respondendo parcialmente pelas funções do subleito e exigindo menores
espessuras de base e sub-base sobre si (BALBO, 2007).
7.2.3. Bases e sub-bases
Pode-se concluir que os esforços verticais transmitidos ao subleito devem ser
compatíveis com sua capacidade de suporte. Essa assertiva é naturalmente válida para
qualquer outra camada do pavimento. Para aliviar as pressões sobre as camadas de solo
inferiores, surgem as camadas de base e sub-base, que também podem desempenhar papel
importante na drenagem subsuperficial dos pavimentos (BALBO, 2007).
Quando a camada de base exigida para desempenhar tal função (distribuir os esforços
para camadas inferiores) é muito espessa, procura-se por razões de natureza construtiva e
econômica, dividi-la em duas camadas, criando-se, assim, uma sub-base, geralmente de
menor custo.
As bases podem ser constituídas por solo estabilizado, misturas de solos e agregados
(solo-brita), brita graduada e brita graduada tratada com cimento, solo estabilizado
quimicamente com ligante hidráulico ou asfáltico, concretos, etc. Para as sub-bases, podem
ser utilizados os mesmos materiais citados para o caso das bases. Para os solos estabilizados
23
quimicamente, de maneira geral, os consumos de agentes aglomerantes são pequenos
(BALBO, 2007).
7.2.4. Pinturas entre camadas
Entre muitas das camadas de pavimento mencionadas, faz-se necessária a execução de
um filme asfáltico, que será denominado “pintura de ligação” (com função de aderir uma
camada à outra) ou “imprimação impermeabilizante” (com a função de impermeabilizar uma
base constituída de solo granular antes do lançamento da camada superior). Entre quaisquer
camadas de revestimento asfáltico, sempre é aplicada uma pintura de ligação. As pinturas de
ligação são aplicadas com emulsões asfálticas, e as imprimações impermeabilizantes, com
asfaltos diluídos (BALBO, 2007).
7.2.5. Revestimentos
O revestimento deverá, dentre outras funções, receber as cargas, estáticas ou
dinâmicas, sem sofrer grandes deformações elásticas ou plásticas, sem a desagregação de
componentes ou, ainda, sem perda de compactação; necessita, portanto, ser composto de
materiais bem aglutinados ou dispostos de maneira a evitar sua movimentação horizontal.
Segundo BALBO (2007), os revestimentos asfálticos são muitas vezes subdivididos e
duas ou mais camadas por razões técnicas, construtivas e de custo. Assim é comum encontrar
expressões como “camada de rolamento” e “camada de ligação” (do inglês binder) para
descrever um revestimento dividido em duas camadas de diferentes materiais. A tabela 1
abaixo apresenta as possíveis camadas de revestimento asfáltico, de acordo com a
terminologia empregada no meio rodoviário.
24
Tabela 1 – Termos aplicáveis a camadas de revestimentos asfálticos
Fonte: BALBO (2007)
7.3. Classificação dos Pavimentos
Dentre os autores estudados, a terminologia mais empregada é a do Manual de
Pavimentação (1996). Normalmente, os pavimentos se classificam em flexíveis e rígidos.
Segundo o Manual, pavimento flexível é uma estrutura constituída de uma ou mais camadas
de espessura finita, assente sobre um semi-espaço infinito, cujo revestimento é do tipo
betuminoso. Já o pavimento rígido é o formado, predominantemente, por camadas que
trabalham sensivelmente à tração.
Entretanto, há situações intermediárias em que é difícil estabelecer um limite entre as
duas categorias do pavimento. Os materiais tratados com cimento, cal etc., bem como certas
misturas betuminosas, resistem apreciavelmente à tração.
O dimensionamento de pavimentos flexíveis se limita à resistência do subleito e
também leva em consideração a deformação específica de tração na camada inferior do
revestimento; enquanto que, no caso de pavimentos rígidos, é limitado pela resistência do
25
próprio pavimento. Não sendo assim, podem ser classificados como semi-rígidos e semi-
flexíveis.
Segundo estudos realizados por BALBO (1997), os europeus têm aplicado com uma
certa freqüência um outro tipo de pavimento denominado composto, que consiste de um
pavimento de concreto revestido por uma camada de rolamento elaborada com algum tipo de
mistura asfáltica.
Além disso, um método bastante utilizado em outros países chamado white-topping
vem sendo muito empregado aqui no Brasil e consiste de reforços em antigos pavimentos
flexíveis com uma camada de 50 a 150 mm de concreto de cimento Portland, com juntas mais
próximas e sem barras de transferências de cargas entre as placas.
Os termos rígido e flexível nem sempre dizem respeito ao comportamento da estrutura
como um todo, pois dependendo das condições climáticas, como por exemplo, o concreto
asfáltico será um material bastante rígido ou bastante flexível. Diante de tantas colocações, a
tabela a seguir fornecerá uma base classificatória que irá auxiliar na classificação dos
pavimentos.
26
Tabela 2 – Base Classificatória para Pavimentos
Fonte: BALBO (2007)
Pode-se observar, conforme o indicado na Tabela 2, que há vários tipos de
combinação de camadas, eliminando restrições quanto ao uso de um revestimento flexível
sobre uma base rígida, e vice-versa, tornando-se difícil estabelecer um critério único de
classificação.
Yoder e Witczak (1975), citado por BALBO (2007), fornecem uma clara diretriz que
pode ser tomada quando discutem a diferença mais expressiva entre pavimentos rígidos e
flexíveis, que é a forma como cada qual distribui os esforços sobre si aplicadas no solo da
fundação (subleito).
27
Uma dada carga atuante sobre um pavimento flexível impõe nessa estrutura um campo
de tensões muito concentrado, nas proximidades do ponto de aplicação dessa carga (Figura 5).
No pavimento rígido, verifica-se um campo de tensões bem mais disperso, com os efeitos da
carga distribuídos de maneira semelhante em toda a dimensão da placa (Figura 6), o que
proporciona menores magnitudes de esforços verticais (pressões) sobre o subleito. Assim, em
linhas gerais, um pavimento com resposta mecânica rígida impõe pressões bem mais
reduzidas sobre o subleito, para uma mesma carga aplicada sobre a estrutura (BALBO, 2007).
Figura 5 – Resposta mecânica do pavimento flexível: pressões concentradas.
Fonte: BALBO (2007)
Figura 6 – Resposta mecânica do pavimento rígido: pressões mais distribuídas do que os pavimentos flexíveis.
Fonte: BALBO (2007)
28
8. MATERIAIS PARA PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA
8.1. Bases e Sub-bases Granulares
Alguns dos materiais mais utilizados para base e sub-base dos pavimentos asfálticos e
que foram empregados no trecho em estudo são apresentados abaixo.
8.1.1. Solo-brita, Solo-agregado ou Solo estabilizado granulometricamente.
Uma base densa e relativamente impermeável deverá satisfazer determinadas
especificações – granulometria, limite de liquidez, índice de plasticidade e CBR – cuja
estabilização pode ser conseguida de forma natural ou artificial (SENÇO, 1997).
O aproveitamento de um solo de características medíocres ou com propriedades
indesejáveis para fins de pavimentação poderá ocorrer com o emprego de procedimentos de
melhoria do solo com agregados, o que se denomina mistura solo-agregado ou solo-brita.
Embora as especificações estrangeiras para solos estabilizados granulometricamente
levem em consideração necessidades de boa distribuição granulométrica, podem ser usadas
outras misturas. Misturas solo-agregado descontínuas são misturas de solo com agregados ou
materiais britados mal graduados (BALBO, 2007). Tais misturas, mesmo mal graduadas, são
empregadas em muitas regiões do Brasil como bases e sub-bases de pavimento, para trafego
leve até pesado.
Para se ter uma referência, os critérios tradicionais de dosagem limitam em cerca de
25% a quantidade de solo na mistura, que deve apresentar IP (Índice de Plasticidade) próximo
a zero, o que, em geral, não resulta em misturas econômicas. A prática com solos lateríticos
no Brasil tem demonstrado bom comportamento de mistura solo agregado ou solo brita na
razão de meio a meio, sendo a brita ou agregado descontínuo (BALBO, 2007).
No trecho escolhido para avaliação, Feira de Santana – Amélia Rodrigues, como visto
anteriormente no histórico de implantação da BR-324, o solo estabilizado
granulometricamente foi utilizado como material de sub-base, com espessura de 20 cm de
camada.
29
8.1.2. Brita graduada simples
Trata-se de um material resultante da mistura, em usina apropriada, de agregados
britados que passaram por processo de peneiramento e foram classificados (divididos e
estocados por faixas de diâmetros).
As frações provenientes de britagem, em geral de uma mesma rocha, resulta em
mistura bem graduada, com umidade controlada em usina. Isso se segue de compactação do
material em pista. Seu emprego é dos mais amplos em pavimentação, tendo substituído de
modo relevante, o emprego de macadames hidráulicos, comuns no passado (BALBO, 2007).
Constituem camadas de bases e de sub-bases de elevada qualidade quando compactada
corretamente. São normalmente empregadas em camadas de 10 cm a 20 cm em diversos tipos
de pavimentos e para quaisquer tipos de tráfegos.
Ainda com base no histórico de implantação da BR-324, o trecho Feira de Santana –
Amélia Rodrigues utilizou como material de base a brita graduada simples, com uma camada
de 20 cm de espessura.
8.1.3. Macadame hidráulico
Trata-se de uma camada resultante da compressão de agregados graúdos seguida de
preenchimento de vazios do agregado graúdo por agregados miúdos, o que é realizado com o
auxilio de varrição, de água e de compressão mecânica. Consegue-se, com o auxilio da água,
a colmatação dos vazios dos agregados graúdos, sendo o material de enchimento normalmente
o pó-de-pedra. (BALBO, 2007).
O termo “macadame” retrata uma homenagem a John McAdam, engenheiro escocês
que em 1836 substituiu os serviços de assentamento de pedras pela construção de camadas de
agregados graúdos devidamente comprimidas. O macadame hidráulico é uma variante do
macadame original (SENÇO, 1997).
O macadame hidráulico é um material de largo emprego no Brasil; para exemplificar,
entre as vias que empregaram essa técnica em sua pavimentação, citam-se a Avenida Paulista
30
(1903) e a Rodovia Presidente Dutra (1956). Até mesmo o trecho Amélia Rodrigues – Feira
de Santana da BR-324 (1960) o empregou.
Durante décadas este material foi preferencial para pavimentação, perdendo depois
terreno para brita graduada simples; em parte, esta alteração ocorreu pelo processo artesanal e
mais lento de execução do macadame hidráulico, cujo resultado, em termos de qualidade fica
muito suscetível à experiência de quem o executa.
8.2. Revestimentos Betuminosos
8.2.1. Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ).
O Concreto Betuminoso Usinado a Quente designado CBUQ, ou simplesmente
Concreto Asfáltico (CA), pode ser considerado a mais comum e tradicional mistura asfáltica a
quente empregada no país, seja pelos materiais empregados em sua fabricação, seja também
pelos processos de controle exigidos para sua execução, em usina e em pista. Este tipo de
revestimento foi utilizado na construção do pavimento da BR-324 e nos seus recapeamentos.
O CBUQ é um material para execução de revestimentos de pavimentos, incluindo as
capas de rolamento e camadas de ligação, obtido a partir da mistura e homogeneização de
CAP (Cimento Asfáltico de Petróleo) com agregados minerais (naturais ou artificiais, britados
ou em sua fórmula disponível). Em geral, os agregados são bem graduados, acrescidos de
material fino de enchimento – filer (pó-de-pedra, finos calcários ou cimento Portland) e de
cimento asfáltico de petróleo (CAP). Trata-se de uma mistura elaborada a quente, em usina
misturadora, contínua ou descontínua, de grande, media ou pequeno porte (BALBO, 2007).
Normalmente a espessura final desejada para um revestimento em concreto asfáltico
acaba por impor a sua compactação em camadas distintas, com ou sem alteração de faixas
granulométricas. Esse procedimento é empregado para a garantia da correta densificação do
material (Tabela 3). Na ocorrência de execução de duas camadas de revestimento, a camada
superficial recebe o nome de capa de rolamento ou camada de desgaste e a camada inferior
recebe o nome de binder ou camada de ligação. Um concreto asfáltico poderá ainda ser
utilizado como camada com a função de regularização do nível do greide de uma superfície de
31
pavimento antiga e irregular, quando então será designada camada de regularização ou
camada de nivelamento (BALBO, 2007).
Tabela 3 – Espessuras recomendadas para concretos asfálticos
Fonte: BALBO (2007)
8.2.2. Pré-Misturado a Quente (PMQ)
Os pré-misturados a quente são misturas asfálticas semelhantes ao CBUQs, porém
elaboradas sem a introdução de material de enchimento, sendo em geral compostos quanto ao
diâmetro por apenas um ou dois tipos de agregados. Resultam, portanto, em misturas mais
abertas (com maior índice de vazios) que os CBUQs, não existindo especificações rígidas
quanto à dosagem dos agregados. Por resultarem em camadas mais flexíveis e serem menos
custosos que os CBUQs, são preferencialmente utilizados como camada de regularização ou
de ligação. As espessuras finais de compactação limitam-se entre 30 mm e 90 mm, segundo a
faixa granulométrica adotada para sua fabricação (IBP, 1990, citado por BALBO, 2007).
8.2.3. Pré-Misturado a Frio (PMF)
O pré-misturado a frio constitui uma mistura de agregados e materiais asfálticos
poucos viscosos (emulsões) à temperatura ambiente, empregando algum equipamento
misturador, sem a necessidade de aquecimento dos agregados ou do ligante.
Vale ressaltar que, em misturas abertas, sempre é recorrente o problema da coesão do
ligante asfáltico com esqueleto mineral da mistura. Além de ser reduzida, a coesão é
impunemente prejudicada pela ação de água permeando a mistura, o que contribui para a
oxidação e lavagem do ligante no decorrer do tempo. (BALBO, 2007).
32
O PMF é utilizado como camadas de pavimentos, mas é mais freqüente na aplicação
como material para execução de serviços de manutenção em vias urbanas e mesmo em
rodovias (tapa-buraco).
8.2.4. Tratamentos Superficiais (TS)
Os tratamentos superficiais são revestimentos delgados constituídos por asfaltos e
agregados, executados na pista sobre a base ou sobre o revestimento existente de um
pavimento, não sendo utilizados processos de usinagem em sua execução.
Os materiais asfálticos aplicáveis na execução dos tratamentos superficiais são os
CAPs, os asfaltos diluídos e as emulsões asfálticas. Os teores destes materiais devem ser
fixados para cada caso em projeto, em função do material asfáltico disponível. O tipo e as
características dos agregados a serem utilizados podem ter influência marcante na fixação de
teores ou taxas de aplicação (BALBO, 2007).
Conforme o processo construtivo adotado para a execução, esses tratamentos podem
ser designados tratamentos por “penetração invertida” ou por “penetração direta”, consistindo
em camadas simples (TSS), dupla (TSD) ou tripla (TST).
Este tipo de material foi utilizado na rodovia em estudo, a BR-324, como revestimento
do acostamento.
9. MECÂNICA DOS PAVIMENTOS
A Mecânica dos Pavimentos é a ciência desenvolvida para cálculo de pavimentos e
dimensionamento de camadas. Sua aplicação objetiva definir, com maior exatidão, a estrutura
dos pavimentos a partir do conhecimento de suas características elásticas perante o tráfego,
definidas através dos módulos de resiliências e dos coeficientes de Poisson dos materiais que
compõe as suas camadas e, inclusive, o subleito (ALBERNAZ, CALDAS e OLIVEIRA,
1996).
Conhecidos estes parâmetros, e mais as espessuras das camadas e a magnitude e a
distribuição das cargas por eixo que transitam na rodovia, calculam-se as tensões,
33
deformações e deslocamentos em quaisquer pontos da estrutura. Comparando-se essas tensões
e deformações com as admissíveis de cada material do sistema pavimento/subleito,
determinam-se as espessuras das camadas que atendem aos critérios de confiabilidade,
durabilidade e economia (ALBERNAZ, CALDAS e OLIVEIRA, 1996).
Segundo BUZATTI (1982), nos estudos teóricos, muitas são as dificuldades impostas
ao se tentar analisar os efeitos das cargas dinâmicas nos diversos materiais constituintes dos
pavimentos. Por este motivo, parte-se normalmente de estudos baseados em solicitações
causadas por cargas estáticas. São bastante diversas, entretanto, as condições de tensão e
deformação impostas a um pavimento por um veículo parado ou em movimento normal. Não
obstante, a análise teórica constitui um instrumento de grande valor para a compreensão do
comportamento dos pavimentos, para a interpretação de resultados experimentais e para a
generalização de dados empíricos.
Segundo MEDINA (1997), ensaios dinâmicos ou de cargas repetidas dos solos do
subleito e das misturas asfálticas fornecem os parâmetros de deformabilidade necessários ao
dimensionamento. Além disso, variações sazonais e diárias de temperatura e umidade do
subleito e das camadas do pavimento influenciam no comportamento mecânico do pavimento,
em suas respostas às cargas do tráfego.
Ensaios de campo, deflectometria, medições com sensores de força, deslocamento e
temperatura, pesagens de veículos e avaliação de defeitos em pavimentos completam o quadro
de dados experimentais necessários à calibração dos modelos de desempenho estrutural
(MEDINA, 1997).
9.1. Módulo Resiliente
Segundo MEDINA (1997), a característica fundamental de um material, do ponto de
vista estrutural, é sua capacidade de armazenar energia de deformação, o que basicamente
exige, portanto, o registro de deformações sofridas pelo material face a carregamentos
impostos em um dado volume de contorno. O estado de tensões ao qual o material estará
sujeito é uma condição que dependerá muito das condições geométricas do elemento
estrutural e ainda da própria geometria de aplicação da carga.
O termo módulo de resiliência foi empregado originalmente pelo engenheiro F.N.
Hveem, em 1938, por considerar que as deformações medidas em materiais de pavimentação
34
flexível eram de magnitudes muito superiores aos materiais convencionais (concreto, vidro e
aço). Esse fato, associado à sujeição das estruturas de pavimentos e de seus materiais a cargas
repetitivas, induz ao modelo que considera o processo de fadiga nos materiais de
pavimentação (MEDINA, 1997).
O valor deste parâmetro é dependente da forma como a carga é aplicada relativamente
ao formato da peça estrutural ou amostra laboratorial, no ensaio que se pretende estudar as
características de deformabilidade. Assim, tipo de teste condicionará a resposta da
deformação medida (à tração, à compressão, à flexão, à torção, ao esforço cisalhante, etc.)
devendo ser especificado o tipo de módulo de resiliência em questão, em função do tipo de
ensaio.
É importante frizar que o módulo de resiliência refere-se estritamente a deformações
de natureza elástica ou resiliente, não dizendo respeito a deformações plásticas sofridas por
ações das cargas. Trata-se, portanto, da deformação resiliente de uma deformação recuperável
após cessada a ação da carga, recuperação esta cujo tempo demandado poderá variar de
material para material, em função de suas propriedades visco elásticas (MEDINA, 1997).
9.2. Comportamentos Resilientes Típicos
A deformação resiliente pode ser vista a nível microscópico como deformação elástica
das partículas do solo e dos aglomerados de partículas. É a deformabilidade “elástica” ou
resiliente, das camadas do pavimento e do subleito, que condiciona a vida de fadiga das
camadas superficiais mais rijas (revestimentos asfálticos).
A descrição do comportamento resiliente dos materiais de pavimentação é
normalmente realizada, para os materiais dos solos e agregados, relacionando-se o valor do
módulo de resiliência com as tensões de desvio ou confinantes sofridas pela amostra em
ensaio.
As misturas estabilizadas com ligantes hidráulicos, empregadas como bases ou sub-
bases cimentadas, possuem a peculiaridade, em geral, de resultarem em módulos de
resiliência constantes independentemente do nível de tensões aplicadas. Como tais valores
geralmente resultam bem mais elevados que outros materiais de pavimentação, não é
incomum o emprego do termo módulo de elasticidade em tais casos.
35
Os concretos asfálticos ou CBUQ’s, como as demais misturas betuminosas usinadas,
têm seus valores de módulos de resiliência muito afetados pela temperatura de serviço, pois
tal sensibilidade à temperatura é herdada dos cimentos asfálticos empregados (MEDINA,
1997).
Segundo MEDINA (1997), o módulo resiliente depende da natureza do solo
(constituição mineralógica, textura, plasticidade da fração fina), umidade, densidade e estado
de tensões (peso próprio mais tensões causadas pelas cargas dos veículos). O módulo é
determinado no ensaio triaxial de cargas repetidas.
O modo como se arrumam e aglomeram as partículas do solo, assim como a
quantidade de água de compactação e de equilíbrio são determinantes na deformabilidade e
são fatores importantes para determinar o módulo resiliente do solo (MEDINA, 1997).
No estudo da deformabilidade de materiais granulares graúdos, procura-se levar em
conta tensões normais e tensões cisalhantes. Com base nos estudos realizados por
pesquisadores ingleses da Universidade de Nottingham, citados por MEDINA (1997), a
distribuição de tensões não influi na deformação resiliente, mas sim na deformação
permanente.
Verifica-se, com base no artigo elaborado por SEVERI, BALBO, RODOLFO,
SESTINI e PRIETO (1999), que os materiais tipicamente granulares (britas graduadas,
pedregulhos, bicas corridas, macadames hidráulicos, saibros, saprólitos, etc.), possuem
módulo resiliente dependente da tensão de confinamento aplicada. Quanto mais confinados
encontra-se um material granular, maior seu módulo de resiliência e, portanto, menos
deformação resultaria da aplicação de uma mesma carga.
Os solos finos apresentam contrariamente um comportamento resiliente dependente da
tensão-desvio. Este comportamento é corriqueiramente chamado de bi-linear; normalmente, a
partir de um dado valor da tensão de desvio, o valor do módulo de resiliência torna-se menos
sensível a variações na tensão-desvio. O módulo de resiliência dos solos finos coesivos
registra quedas de magnitude na medida em que a tensão de desvio aumenta, ou seja, para um
valor fixo de tensão confinante, o módulo de resiliência diminuiria com o incremento da
tensão vertical aplicada (MEDINA, 1997).
36
9.3. Interações estruturais dos esforços provocados pelas cargas do tráfego com os
materiais das camadas de pavimentos
Os efeitos dos esforços externos aplicados por rodas de veículos (como também por
cargas estáticas de outra natureza), em termos das respostas estruturais, dependerão dos
materiais que constituem as camadas dos pavimentos. Pode-se dizer, que as solicitações
ocorridas nessas camadas são: pressões ou tensões verticais (compressão vertical), flexão
(dobramento), confinamento (compressão horizontal) e cisalhamento como resultado das
pressões verticais (BALBO, 2007).
9.3.1. Flexão das camadas
As cargas de rodas de veículos aplicadas sobre a superfície do pavimento e
distribuídas entre as camadas subjacentes causam, na maioria dos materiais empregados em
revestimentos e em bases, uma tendência ao dobramento das camadas, o que também é
denominado flexão. Os esforços de tração (Figura 7) são mobilizados para resistirem aos
deslocamentos verticais impostos pelas cargas.
Tais esforços ou, melhor formalizando, deformações em tração, que repetidamente
ocorrem em materiais de pavimentação (condição dinâmica de esforços e relaxação
sucessivos), vão paulatinamente provocando deformações plásticas ou microfissuras nessas
zonas; as fissuras, por sua vez, vão se nucleando de maneira incessante, levando os materiais
a um estado de fadiga ou de ruptura (BALBO, 2007).
37
Figura 7 – Ação de esforços de tração entre partículas dos materiais
Fonte: BALBO (2007)
9.3.2. Confinamento horizontal – Contenção lateral
Quando uma camada de material é limitada em sua face inferior ou superior por
material de rigidez maior, ela se encontra travada entre outras camadas. Além disso, por uma
condição de presença contínua dessa camada mais rígida, que a torna quase infinita, há
limitações para sua mobilidade horizontal, existindo, portanto, uma contenção lateral do
mesmo material (Figura 8), quando não é rígido ou estável pela presença de ligantes em sua
estrutura granular (BALBO, 2007).
Figura 8 – Ação de confinamento em materiais granulares
Fonte: BALBO (2007)
38
Assim, toda a massa lateral de material granular reage à tentativa do deslocamento
lateral da camada que apresenta maior rigidez, criando sucessivas “barreiras de contenção”.
Em uma condição em que a camada estivesse travada em ambas as faces, superior e inferior,
ocorreria um confinamento ainda maior do material, que apresentaria menores deslocamentos
devido ao aumento fictício de sua rigidez (BALBO, 2007).
9.3.3. Compressão vertical e cisalhamento das camadas
As pressões aplicadas sobre a superfície do revestimento do pavimento são
distribuídas ao longo de sua profundidade e de suas camadas de tal sorte que, sobre cada linha
horizontal imaginária e paralela a esta superfície, atuam também pressões verticais de
magnitudes inferiores às pressões em pontos superiores (Figura 9). Esta distribuição de
pressões na profundidade, considerados os planos horizontais, não é uniforme, sendo sua
solução para rodas múltiplas mais complexas em razão da superposição de efeitos individuais
de cada carga. A própria área de contato do pneu-pavimento não exerce uma pressão uniforme
sobre a superfície, mas para finalidades práticas consideradas uniformes (BALBO, 2007).
Figura 9 – Pressões verticais aliviadas com a profundidade.
Fonte: BALBO (2007)
Os esforços de compressão vertical são reduzidos por ação dos dois outros principais
mecanismos, de flexão e de confinamento, ao longo da profundidade do pavimento, quando as
reações horizontais aos esforços transmitidos pelas cargas são mobilizadas. Estes esforços
39
provocam tensões de cisalhamento resultantes do deslocamento ou escorregamento relativo
entre as partículas dos materiais. Os esforços menos expressivos à medida que um material
venha apresentar rigidez elevada e as reações de flexão se mostrem mais importantes na
mobilização de esforços resistentes (BALBO, 2007).
Com relação à grande maioria dos materiais de pavimentação, para os quais
significativos esforços de cisalhamento vertical são mobilizados, o material em dado ponto
transfere deformações ao ponto vizinho. Nesses materiais, a ocorrência de deformações
plásticas cumulativas torna-se importante no decorrer do tempo, causando paulatinamente
formações de trilhas de roda nas zonas superficiais do pavimento mais solicitadas pelo
tráfego.
Essas formações de trilhas de roda, em pavimentos asfálticos, são decorrentes não
apenas das propriedades das misturas asfálticas das capas superiores, mas também da
plasticidade das camadas inferiores. Desse modo, a deformação plástica total na superfície do
pavimento é, em modelos construtivos, determinada pela contribuição individual de cada
camada (BALBO, 2007).
9.4. Mecanismos de Ruptura do Pavimento
Os pavimentos são concebidos para durarem um determinado período. O decréscimo
da condição ou da serventia do pavimento ao longo do tempo é conhecida como deterioração
do pavimento.
Posto que a função primordial do pavimento é proporcionar ao tráfego usuário
condições de rolamento confortável, seguro e econômico, a ruptura se caracteriza pelo não
atendimento dessas condições. Inúmeros fatores podem contribuir, individualmente ou em
conjunto, para a perda do conforto e da suavidade do rolamento do ponto de vista dos
usuários. Diversos parâmetros e índices são utilizados para a aferição do nível de atendimento
funcional de um pavimento, destacando-se entre os mesmos o Valor da Serventia Atual e o
Índice de Gravidade Global.
Uma situação onde a superfície do pavimento não fornece, através de sua
macrotextura, condições adequadas de rolamento para se garantir níveis ideais de aderência
entre pneu e pavimento configura uma condição elevada na segurança. Viscoplanagem e
hidroplanagem são fenômenos que, ainda em grande parte dos países, não são considerados
40
nas fase de projeto de um pavimento. Seria sempre aconselhável projetar a mistura asfáltica
do revestimento de modo a ser obtida uma superfície altamente aderente.
O entendimento dos mecanismos que regem o processo de deterioração de um
pavimento é condição essencial para a identificação das causas que o levaram a sua condição
atual, bem como para a escolha e programação da técnica mais adequada para sua restauração.
Com base nos estudos elaborados por BALBO (1997), serão descritos neste trabalho os
principais mecanismos de ruptura do pavimento.
9.4.1. Ruptura por esforços excessivos em camadas
Os materiais de pavimentação, desde que compactados, apresentam resistências
características a determinados tipos de esforços. Um solo compactado apresentará resistência
à compressão, ao cisalhamento e eventualmente, ainda que muito pequena, alguma resistência
à tração caso apresente coesão. Uma brita graduada simples não apresentará resistência à
tração ou à flexão, ao contrário de uma brita graduada tratada com cimento. As misturas
asfálticas,a frio ou a quente, também apresentam resistências a diversos tipos de esforços,
inclusive flexionais e torcionais (SEVERI, BALBO, RODOLFO, SESTINI e PRIETO, 1999).
Caso um esforço solicitante em algum ponto da estrutura de pavimento, em um dado
momento, supere numericamente o valor da resistência específica do material quanto àquele
tipo de esforço, ocorrerá a ruptura do mesmo.
Assim, pode-se chamar de ruptura por esforços excessivos em camadas,
genericamente, qualquer ruptura motivada por esforços solicitantes superiores à resistência
típica do material quanto àquela forma de solicitação.
9.4.2. Fissuração de materiais – Ruptura por Fadiga
O fenômeno de fadiga relaciona-se ao fato que muitos materiais, sendo
sucessivamente solicitados a níveis de tensão inferiores àqueles de ruptura estática (para um
dado modo de solicitação), paulatinamente vão desenvolvendo alterações em sua estrutura
41
interna, que resultam em perda de características estruturais internas originais, gerando um
processo de microfissuração que culmina no desenvolvimento de fraturas.
As misturas asfálticas estão sujeitas a este fenômeno. O agente ligante, que não possui
natureza frágil e sim dúctil, suporta deformações plásticas significativas antes que ocorra a
ruptura; no entanto, tais deformações apresentam limites a partir dos quais esforços de
extensão causam uma microfissura na estrutura do material. O fenômeno é progressivo e
causará a fratura do material ao longo do tempo. Os defeitos relacionados com este fenômeno
são as trincas interligadas no revestimento asfáltico.
9.4.3. Ruptura por Deformação Plástica das Camadas
Plasticidade é a capacidade do material em preservar deformações residuais depois de
cessado o estado de esforços ao qual foi submetido. Tais deformações são denominadas
plásticas ou permanentes.
O comportamento mais significativo dos materiais de pavimentação em termos de
pavimentos flexíveis é aquele de natureza elasto-plástica. Solos, misturas estabilizadas,
granulometricamente, pedras britadas e pedregulhos, a cada aplicação de cargas apresentarão
uma componente de deformação residual. De forma cumulativa no decorrer da vida de serviço
de um pavimento, as deformações contribuem para manifestação de defeitos, em especial
afundamento das trilhas de roda.
Tal tipo de processo pode ser considerado como uma condição de ruptura que ocorrerá
com maior ou menor participação de cada camada da estrutura do pavimento flexível. Esta
condição de ruptura está bastante associada à ruptura funcional, sendo mais evidenciada em
situações onde há baixa resistência de camadas inferiores ou ainda quando o fluxo pesado de
veículos comerciais é muito canalizado em faixas de rolamento estreitas.
9.4.4. Ruptura por Propagação de Trincas
A propagação de trincas trata-se de um fenômeno que ocorre pelo contato de uma
camada superior de mistura asfáltica com uma camada inferior, que apresenta trincas em sua
42
superfície. Na região de contato onde existe a trinca da camada inferior, quando solicitada por
uma carga, ocorre um estado diferenciado de tensões. Encontrando-se a fibra inferior da
mistura asfáltica do revestimento trabalhando à tração na flexão, a fissura no topo da camada
inferior tende a se abrir.
Esta situação gera um esforço solicitante de magnitude superior aos esforços gerados
por cargas idênticas em regiões de interface onde não existem trincas na camada inferior.
Naturalmente, tornam-se tais pontos de interface sujeitos a um processo de fratura induzida
pela presença da trinca, que paulatinamente se propaga para a superfície, apresentando-se a
descontinuidade num processo progressivo e ascensional.
9.4.5. Outros tipos de ruptura
A retração consiste em variações volumétricas na massa que acabam ocasionando o
surgimento de fissuras em sua estrutura interna. Dentre os vários mecanismos de retração,
destaque especial é dado à retração hidráulica e à retração térmica do pavimento. A retração
hidráulica ocorre ou por secagem ocorre quando há evaporação, ou da água adsorvida a
temperaturas altas ou com a evaporação da água capilar ou livre.
Daí infere-se a necessidade de cura adequada para as misturas cimentadas e para os
concretos em idades jovens. Do exposto, entretanto, vê-se que a retração hidráulica é um
fenômeno de difícil controle, especialmente quando se trabalha com grandes volumes de
materiais cimentados.
A retração térmica ocorre devido a variações de temperatura nas misturas tratadas com
cimento e nos concretos de cimento Portland ou em misturas betuminosas, motivadas por
reações químicas na massa fresca com liberação de calor de hidratação. Tal mecanismo
poderá ser minimizado, porém não completamente eliminado através de uso de cimentos com
baixo calor de hidratação, uso de misturas com menores traços de cimento, proteção da
mistura contra o calor direto durante a cura.
A retração térmica longitudinal da camada, especialmente em bases cimentadas, acaba
por aumentar a abertura de fissuras ou ainda gerar novas fissuras transversais devidas à
restrição do movimento longitudinal dessas placas pelo contato com camadas inferiores.
43
9.5. Influência do meio físico no subleito e no pavimento
No subleito e na estrutura do pavimento, os mecanismos como precipitação
atmosférica, variações de temperatura e umidade, e a radiação solar podem influir no
desempenho do pavimento. Esses fenômenos serão aqui enumerados, com base nos estudos
de MEDINA (1997).
A infiltração da água da chuva pode atingir o subleito, através de acostamentos não
revestidos, trincas e juntas não vedadas, poros da superfície envelhecida e condições de
drenagem comprometida.
A oscilação do lençol freático, em razão do acesso da água da chuva, e os gradientes
de temperatura diários e sazonais podem acarretar variações de umidade no subleito,
prejudicando o seu desempenho como apoio para o pavimento.
A ação da água e do calor, associada à ação desagregadora do tráfego, provoca a
intemperização dos materiais que compõem a estrutura do pavimento. Isto porque a
desagregação dos materiais do pavimento expõe novas superfícies à ação físico-química em
contato com a água. As modificações sofridas pelo asfalto – oxidação, polimerização, etc. –
enrijecem as misturas asfálticas, tornando-as mais frágeis, principalmente a baixas
temperaturas. Em regiões com períodos quentes e chuvosos, a intemperização química é
acentuada (MEDINA, 1997).
O acúmulo de óleo e resíduos também torna os pavimentos escorregadios, em períodos
chuvosos, pois diminuem a resistência à derrapagem. O desgaste ou polimento dos agregados
pelo tráfego torna os revestimentos mais susceptíveis à água. Há um grande risco de
hidroplanagem, pela formação de uma película de água entre o pneumático e a superfície do
revestimento, principalmente quando o veículo se desloca em alta velocidade (MEDINA,
1997).
A migração de sais minerais do solo ou dos agregados pode dar-se por capilaridade
ascensional da água com sais dissolvidos e ao chegar à superfície, evapora-se a água e
depositam-se os sais. Estes são cloretos e sulfatos de sódio, cálcio e magnésio, que formam
manchas nas trincas do revestimento asfáltico. Em clima áridos, há uma maior
vulnerabilidade do pavimento. Diante disso, deve-se ter muito cuidado na escolha dos
materiais que serão utilizados como base e sub-base, para que em suas composições não
existam altos índices de cloretos e sulfatos.
44
10. DEFEITOS EM PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Com base nos estudos realizados por BALBO (1997), na norma do DNIT 005/2003 –
TER e no Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos (2006), a classificação dos
defeitos será descrita nos itens a seguir.
10.1. Fenda
A fenda é qualquer descontinuidade na superfície do pavimento, que conduza a
aberturas de menor ou maior porte. Pode se apresentar sob forma de fissuras e trincas.
Conforme a abertura das fendas, as mesmas podem ser classificadas em FC-1, FC-2 e
FC-3. As fendas FC-1 são caracterizadas por trincas isoladas, com aberturas superiores a das
fissuras e menores que 1,0mm; as do tipo FC-2, correspondem a trincas isoladas ou
interligadas com abertura superior a 1,0mm e sem erosão; já as fendas FC-3 diferenciam da
FC-2 por apresentarem erosão nas bordas (Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos,
2006).
As fendas são causadas genericamente pelas seguintes ocorrências que atuam em
conjunto:
• Tráfego atuante que pelo ciclo do carregamento e alívio promovem tensões de tração
na fibra interior do revestimento;
• Alternância da mudança diária de temperatura que acusam contrações de revestimento
existente;
• Reflexão no revestimento de trincas existentes de bases cimentadas.
10.1.1. Fissura
Fenda de largura capilar existente no revestimento, perceptível a olho nu a partir de
distância inferior a 1,5m, posicionada longitudinal, transversal ou obliquamente ao eixo da
via.
45
As fissuras são fendas incipientes que ainda não causam problemas funcionais ao
revestimento, não sendo assim consideradas quanto à gravidade nos métodos atuais de
avaliação das condições de superfície (Norma DNIT 005/2003 – TER).
10.1.2. Trinca
Fenda existente no revestimento, com abertura maior à da fissura, podendo apresentar-
se sob a forma de trinca isolada ou trinca interligada.
As trincas isoladas podem ser classificadas em: transversal, longitudinal e de retração.
As trincas transversais se apresentam na direção predominantemente ortogonal ao eixo da via.
Já as trincas longitudinais se apresentam na direção predominantemente paralela ao eixo da
via. Tanto as transversais quanto as longitudinais, quando possuem extensão inferior a 1m são
denominadas de curtas, e, contrariamente a tal caso, de longas.
As trincas de retração são trincas isoladas não atribuídas aos fenômenos de fadiga e
sim aos fenômenos de retração térmica ou do material do revestimento ou do material de base
rígida ou semi-rígida subjacentes ao revestimento trincado.
As trincas interligadas são divididas em duas categorias: trinca tipo “couro de jacaré”
e trinca tipo “bloco”. O primeiro tipo se refere ao conjunto de trincas interligadas sem
direções preferenciais, assemelhando-se ao aspecto de couro de jacaré. Já o segundo tipo é
caracterizado pela configuração de blocos formados por lados bem definidos.
10.2. Afundamento
O afundamento é considerado como sendo uma ocorrência de deformação permanente
na superfície do pavimento, acompanhada, ou não, de solevamento da mistura asfáltica. Pode
se apresentar sob a forma de afundamento plástico ou de consolidação.
O afundamento plástico é causado pela fluência plástica de uma ou mais camadas do
pavimento ou do subleito, acompanhado de solevamento. O afundamento de consolidação é
causado pela consolidação diferencial de uma ou mais camadas do pavimento ou subleito sem
46
estar acompanhado de solevamento. Até 6m de comprimento são considerados locais; quando
sua extensão é maior e ao longo das trilhas de roda, o afundamento é dito da trilha de roda.
10.3. Ondulação ou Corrugação
É um defeito caracterizado por deformações na superfície do pavimento, de ocorrência
transversal ao eixo; é ocasionado pela ruptura por cisalhamento no revestimento ou na
interface entre o revestimento e o material de base, causado pelas cargas de tráfego. Quando
agrupadas e seqüenciadas com pequeno comprimento de onda, as ondulações podem ser
denominadas de “costela de vaca”.
As corrugações podem ser acompanhadas ou não por escorregamentos, e resultam em
sensíveis vibrações para os veículos em movimento. Estão geralmente associadas a trechos de
baixa velocidade de veículos, como nas faixas ascensionais e a locais de parada.
A ondulação ou corrugação pode ser causada por:
• Instabilidade da mistura betuminosa da camada de revestimento e/ou da base de um
pavimento;
• Excesso de umidade das camadas subjacentes;
• Contaminação da mistura asfáltica;
• Retenção de água nas misturas asfálticas.
10.4. Escorregamento do Revestimento
Este defeito consiste em um deslocamento do revestimento em relação à camada
subjacente do pavimento, com aparecimento de fendas em forma de meia-lua.
A ocorrência mais comum são deslocamentos no sentido transversal ao eixoda mistura
asfáltica e geralmente em faixas solicitadas por veículos comerciais. Poderão associar-se a
afundamentos plásticos em trilhas de roda e ainda condicionar a formação de trincas
parabólicas.
O escorregamento pode ser ocasionado por:
47
• Ligação inadequada entre o revestimento e a camada sobre a qual este se apóia
(deficiências na imprimação ou pintura de ligação);
• Resistência limitada do revestimento asfáltico em virtude de sua reduzida espessura;
• Compactação deficiente das misturas asfálticas ou da porção superior da camada de
base;
• Fluência plástica do revestimento na ocorrência de temperaturas elevadas;
O escorregamento é caracterizado, inicialmente, pela presença de trincas em forma de
meia-lua (trincamento parabólico) ocorrentes nos locais de aplicação dos esforços de tração
das cargas de roda. Com o tempo, surge escorregamento do revestimento ou da capa asfáltica,
promovendo a exposição das camadas inferiores do pavimento.
Este defeito poderá ser encontrado nas faixas de aceleração e de desaceleração, em
rampas acentuadas (aclives ou declives), em curvas horizontais de raio pequeno, em
interseções e em paradas de ônibus.
10.5. Exsudação
Corresponde à migração do ligante através do revestimento, provocando um excesso
do material betuminoso na superfície do pavimento.
Ocorre sob a forma de manchas isoladas ou ainda em grande extensão (espelhamento),
denotando excessiva presença de cimento asfáltico na superfície, fácil de identificar por
registrar as marcas de pneumáticos em dias quentes. Poderá estar associada a escorregamentos
da mistura asfáltica.
A exsudação poderá ocorrer por duas razões:
• Dosagem inadequada da mistura asfáltica, acarretando teor excessivo de ligante e/ou
índice de vazios muito baixos;
• Temperatura do ligante acima da especificada no momento da mistura, acarretando a
dilatação do asfalto e ocupação irreversível dos vazios entre as partículas.
Com a ação do tráfego e de altas temperaturas, o cimento asfáltico da mistura irá
expandir ocupando os vazios não preenchidos. Desta forma, ocorre a migração e concentração
48
do ligante na superfície do revestimento. A exsudação poderá se manifestar em qualquer
região da superfície do pavimento, sendo mais severa nas trilhas de roda. A passagem das
cargas poderá causar um aumento da densificação da mistura nas trilhas de roda (redução do
volume de vazios) e aumentar a exsudação.
10.6. Desgaste
O desgaste do pavimento poderá ocorrer devido aos esforços tangenciais causados
pelo tráfego. Esta manifestação patológica consiste no efeito de arrancamento progressivo do
agregado do pavimento, caracterizado pela aspereza superficial do revestimento e perda do
envolvimento betuminoso.
Este defeito pode ser provocado pelos seguintes motivos:
• Redução da ligação existente entre o agregado e o ligante. Isso pode ser provocado
pela oxidação do ligante e pela ação combinada do tráfego e dos agentes intempéricos;
• Perda de coesão entre agregado e ligante devido à presença de poeira ou sujeira no
momento da mistura;
• Execução da obra em condições metereológicas desfavoráveis;
• Presença de água no interior do revestimento que originam sobrepressões hidrostáticas
capazes de provocar o descolamento da película betuminosa;
• Deficiência localizada de ligante asfáltico nos serviços por penetração, decorrente de
entupimento dos bicos ou má regulagem da barra espargidora.
Como resultado das causas prováveis acima enumeradas, o ligante asfáltico fica
impossibilitado de promover a retenção dos agregados, que se soltam progressivamente sob a
ação das cargas do tráfego. A ocorrência desse defeito é mais comum em tratamentos
superficiais e em misturas asfálticas que empregam menores teores de ligante.
Os desgastes, em seus estágios mais avançados, após a desagregação total do
revestimento, que deixa a superfície da base diretamente sujeita às variações de umidade e em
contato com a ação abrasiva dos pneus dos veículos, evoluem para a formação de buracos ou
panelas (VILLIBOR, FORTES, NOGAMI, 1994).
49
10.7. Panela ou buraco
Panelas ou buracos são cavidades que se formam no revestimento, devido inclusive à
falta de aderência entre camadas superpostas, provocando o desplacamento das camadas e,
por conseguinte, atingindo as camadas inferiores do pavimento. As formas e dimensões
superficiais desses defeitos são bastante variáveis, não devendo ser confundidos com o
solapamento.
Este defeito é muito grave, pois afeta estruturalmente o pavimento, permitindo o
acesso das águas superficiais ao interior da estrutura. Também é grave do ponto de vista
funcional, já que afeta a regularidade longitudinal e, como conseqüência, a segurança do
tráfego, e o custo do transporte.
As principais causas da formação de panelas podem estar relacionadas a:
• Trincamento por fadiga;
• Desintegração localizada na superfície do pavimento por desgaste de severidade alta.
As trincas de fadiga, na medida em que evoluem, sofrem um processo de interligação,
formando pequenas placas sem vínculo e com bordas erodidas. Com a passagem das cargas de
tráfego estas placas vão sendo arrancadas, formando buracos no revestimento, os quais podem
evoluir ao ponto de atingir a base do pavimento.
A água superficial, que já possuía acesso até a base através das trincas, terá ainda
maior facilidade de alcançar essa camada. A água sob pressão irá carrear o material mais fino
da base e agravar o problema. No caso de desintegração, o processo é semelhante. Os buracos
podem ocorrer em qualquer área do revestimento, principalmente nas trilhas de roda.
10.8. Remendo
Remendo é uma panela preenchida com uma ou mais camadas de pavimento na
operação denominada de “tapa-buraco”. Este defeito pode se apresentar de duas formas: como
remendo profundo e superficial. O primeiro consiste na substituição do revestimento e,
eventualmente, de uma ou mais camadas inferiores do pavimento, enquanto que o segundo
50
tipo se refere à correção numa determinada área da superfície do revestimento por aplicação
de uma camada betuminosa.
Os remendos superficiais são pequenas áreas reparadas e apresentam cor e textura
diferenciadas em relação à superfície asfáltica circundante original.
Embora seja difícil estabelecer condições visuais para classificar um remendo
profundo, quando tais reparos definem grandes áreas, supõe-se que no local o pavimento foi
recomposto ou reconstruído.
10.9. Outros defeitos
Segundo os estudos realizados por BALBO (1997), alguns defeitos, por dificuldades
de classificação quanto a sua morfologia, não se enquadram nas terminologias explicitadas
anteriormente. Desse modo, serão apresentados abaixo alguns desses defeitos.
10.9.1. Polimento
Apesar de poder ser considerado como desgaste, o polimento é um processo de
arrancamento gradual do agregado do revestimento. Trata-se de um defeito altamente
indesejável, pelo efeito escorregadio provocado.
O agregado exposto, e seu conseqüente desgaste superficial, poderão levar a perda da
macrotextura da superfície do pavimento concomitantemente com a perda da microtextura dos
agregados que se tornam bastante desgastados e lisos.
O processo de polimento está extremamente relacionado com a qualidade do agregado
que poderá apresentar maior ou menor abrasividade frente ao tráfego.
10.9.2. Bombeamento de Finos
51
Este defeito é visível, geralmente, nas bordas de trincas e fissuras (de classe 2 ou 3) na
superfície do revestimento. São caracterizados por manchas lineares de terra, com coloração
variável caso a caso, e são causados pela infiltração de água através das fendas, resultando no
bombeamento de finos das camadas inferiores para das bases para a superfície dos
revestimentos.
O registro da ocorrência deste fenômeno é de extrema importância para a detecção de
bases contaminadas, que induzem um comportamento anômalo da estrutura. É um indicador
de problemas de baixa capacidade de suporte de bases existentes.
10.9.3. Descolamento do Revestimento
A presença de placas irregulares descoladas ou soltas na superfície do revestimento
asfáltico caracteriza este defeito. A camada de revestimento se destaca, em partes, deixando
visível a camada subjacente.
A ocorrência deste descolamento se dá, muitas vezes, porque as camadas de reforço
são assentadas sobre antigos revestimentos, dificultando a aderência entre essas capas,
surgindo daí protuberâncias de maior ou menor profundidade.
10.9.4. Solapamento
Solapamento é uma cavidade profunda e de dimensões razoáveis, com presença de
bordas “suspensas” de revestimento asfáltico em seus contornos. Este defeito está
normalmente associado ao afundamento, já anteriormente discutido. Os efeitos para o tráfego
neste caso são tão perigosos quanto os buracos.
A ocorrência deste defeito é mais comum em vias urbanas, e podem ser ocasionados
pela ruptura de tubulações ou galerias subterrâneas, com conseqüente percolação de água sob
pressão, que carreia o solo da fundação.
52
10.9.5. Depressão
São ondulações perceptíveis a olho nu, côncavas em relação a superfície original do
pavimento, serpenteando a superfície, com grandes comprimentos de onda. Podem ocorrer em
função de recalques em fundações de aterros executados em extensões razoáveis, em regiões
de pântano ou de orla marítima.
10.9.6. Inchamento
Este defeito se caracteriza por elevações locais ou lineares do revestimento, denotando
saliências, geralmente acompanhadas de trincas. As elevações pontuais são decorrentes da
expansão da base ou de outra camada, com visível aumento de volume na superfície do
pavimento. As elevações lineares, formando cumeeiras, são típicas do crescimento de raízes
de árvores presentes às margens da pista.
10.10. Interações entre os defeitos
O somatório das deformações ocorrentes em toda a estrutura do pavimento manifesta-
se pelos afundamentos nas trilhas de roda e pelas distorções do perfil longitudinal do
pavimento. Estes defeitos no pavimento promovem a irregularidade da superfície e, com o
aumento, resulta em uma cadeia de mecanismos de restauração e combina os efeitos de vários
tipos de defeitos e, como tal, essa cadeia não pode ser entendida como o efeito isolado de um
fenômeno.
As cargas de tráfego induzem tensões e deformações no interior da estrutura do
pavimento. Essas tensões e deformações são função da magnitude do carregamento, dos
módulos e espessuras das camadas constituintes do pavimento e da capacidade de suporte do
subleito. Quando a ação das cargas é repetida, propicia o desenvolvimento do fenômeno de
fadiga nas camadas tratadas (com asfalto ou estabilizantes químicos) e a deformação de
qualquer das camadas constituintes do pavimento, e também do subleito.
53
Segundo o Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos (2006), a ação dos
agentes das intempéries (chuva e variação de temperatura) faz com que a mistura asfáltica,
que constitui a camada de revestimento, torne-se progressivamente mais quebradiça e
susceptível ao trincamento e à desagregação. Uma vez iniciado, o trincamento progride em
área afetada e severidade, até o ponto da desintegração das bordas das trincas e,
posteriormente, provoca o arrancamento das placas e formação de panelas.
As trincas abertas na superfície permitem a entrada de água no interior do pavimento
e, desta forma, aceleram o processo de deterioração, reduzem a resistência ao cisalhamento
dos materiais não tratados e aumentam a velocidade da deformação gerada pelas tensões
provenientes dos carregamentos induzidos pelo tráfego.
10.11. Evolução da deterioração
Conforme consta no Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos do DNIT
(2006), a velocidade da deterioração pode variar enormemente, em função de diversos fatores,
tais como: as condições ambientais, a capacidade de suporte do pavimento e do subleito, a
qualidade dos materiais utilizados e do processo construtivo, o volume de tráfego, a carga por
eixo.
A progressão da deterioração segue uma trajetória não-linear, que permite um maior
número de opções na escolha e programação da conservação (Figura 10). Durante um certo
período inicial, que pode durar até a terça parte do ciclo de vida, as rodovias pavimentadas
bem projetadas sofrem uma deterioração muito pouco visível.
54
Figura 10 – Evolução da deterioração em rodovias pavimentadas
Fonte: Manual de Restauração do DNIT (2006)
Depois desse período inicial, a deterioração da rodovia é crescente, lenta a princípio,
mas acelerando rapidamente quando atinge o estado regular. Se nessa fase não forem
realizadas medidas importantes de conservação, isto resultará, em poucos anos, numa falha
estrutural extrema que pode atingir o mau estado do pavimento.
Durante a primeira etapa descrita anteriormente, uma rodovia pavimentada pode ser
mantida em bom estado mediante conservação rotineira, a um custo bastante baixo. Na etapa
seguinte, com o aumento da deterioração, o pavimento deve ser recuperado de maneira a
permanecer em bom estado, por meio de selagem, recapeamento ou reforço do revestimento.
O reforço restabelece a qualidade de rolamento da rodovia e a capacidade estrutural
necessária para suportar o tráfego durante vários anos, começando assim um novo ciclo do
pavimento.
Com a conservação rotineira adequada, mais a conservação periódica oportuna do
pavimento, uma rodovia pavimentada nunca se degradará até chegar ao mau estado, quando é
necessária a reconstrução de todo o pavimento.
Desta forma, a evolução da deterioração, influi decididamente na escolha da política
de conservação ótima e, quando os tomadores de decisão não estão conscientes sobre tal
evolução, verifica-se que, geralmente, são menosprezadas as necessidades de conservação das
redes relativamente novas.
55
11. AVALIAÇÃO DOS PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
A boa ou má condição de um pavimento indica o nível de degradação resultante do
uso continuado pelo tráfego e dos processos associados ao meio ambiente. A avaliação do
estado do pavimento é feita por meio do conhecimento de diversos parâmetros de referência,
já normatizados e citados pelo Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos do DNIT
(2006), que permitem a determinação das:
• condições de superfície;
• condições estruturais;
• condições de rugosidade longitudinais;
• avaliação das solicitações do tráfego;
• condições de aderência pneu/pavimento.
11.1. Avaliações das Condições de Superfície
Para a avaliação das condições de superfície dos pavimentos asfálticos, são utilizadas
as normas a seguir:
• DNIT 006/2003 – PRO – Avaliação objetiva da superfície de pavimentos asfálticos –
Procedimento;
• DNIT 007/2003 – PRO – Levantamento para avaliação da condição de superfície de
subtrecho homogêneo de rodovias de pavimento flexível e semi-rígido para gerência
de pavimentos e estudos e projetos – Procedimento;
• DNIT 008/2003 – PRO – Levantamento visual contínuo para avaliação da superfície
de pavimentos asfálticos – Procedimento;
• DNIT 009/2003 – PRO – Levantamento para avaliação subjetiva da superfície do
pavimento – Procedimento.
Estas normas são utilizadas nos métodos atuais de projeto para avaliação e restauração
dos pavimentos asfálticos. Para a avaliação das condições de superfície do pavimento da BR-
56
324, que é o objetivo deste trabalho, o procedimento que foi utilizado está descrito na norma
do DNIT 006/2003 – PRO - Avaliação objetiva da superfície de pavimentos asfálticos.
11.1.1. DNIT 006/2003 – PRO – Avaliação objetiva da superfície de pavimentos
asfálticos – Procedimento
O objetivo básico da Norma DNIT 006/2003 – PRO é o de apresentar a sistemática de
cálculo de um índice combinado de falhas, o Índice de Gravidade Global (IGG), derivado do
“Severity Index” utilizado no Canadá pelo “Saskatchewan Departament of Highways and
Transportation”, e adaptado pelo Engenheiro Armando Martins Pereira, para as condições de
pavimentos brasileiros (Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos, DNIT, 2006).
Além de todos os defeitos constantes citados anteriormente, no item 10, o cálculo do
IGG inclui também a medida das profundidades dos afundamentos nas trilhas de roda,
avaliadas a partir das medidas das flechas com treliça de base igual a 1,20m.
Nesse método, devem ser implantadas estações de ensaio afastadas de 20m, alternando
as faixas de tráfego direita e esquerda, para o caso de pista simples. Para o caso de pista dupla,
as estações devem estar afastadas de 20m, na mesma faixa de tráfego, que geralmente é a
direita por ser a mais crítica.
A superfície de avaliação será delimitada por uma seção transversal situada 3m à ré da
estação, por outra situada 3m avante, e pelo eixo da pista de rolamento, para pista simples, ou
eixo de separação de faixa para pista dupla. Com isto, cada estação corresponde a uma área de
21m² (6,0m x 3,5m).
Em cada estação de ensaio, um técnico perfeitamente treinado para identificar os
diferentes tipos de defeitos deverá anotar em uma ficha de campo a configuração de
terraplenagem e a presença ou não de cada um dos tipos de falha. Observe-se que não será
indicada a quantidade de cada tipo de defeito em cada estação, mas apenas será identificada a
sua presença.
Adicionalmente, com a utilização de uma treliça de alumínio com base de 1,2m,
munida de uma régua graduada (a qual se desloca verticalmente na sua região central), o
técnico deverá medir a flecha nas trilhas de roda externa e interna, expressa em mm.
Os dados coletados no inventário serão processados, devendo-se inicialmente separar
os segmentos com características homogêneas, como por exemplo, aqueles que apresentam o
57
mesmo tipo de constituição de estrutura (mesmo tipo de revestimento, base, sub-base e
subleito), o mesmo tipo de materiais constituintes das camadas e espessuras, a mesma
incidência de tráfego e a mesma situação climática. Em seguida, deve-se determinar a
freqüência absoluta e relativa das falhas anotadas, bem como a média aritmética e a variância
(o quadrado do desvio padrão) das flechas nas trilhas de roda.
Para os eventos detectados, defeito ou parâmetro estatístico das flechas, deve-se
atribuir um peso ou fator de ponderação, que exprima sua maior ou menor importância no que
diz respeito à serventia. Por exemplo, as trincas de classe 1 possuem pequena influência na
serventia, recebendo, portanto, um fator de ponderação menor (0,2), enquanto que para
panelas e corrugações, as quais exercem forte influência na serventia, atribui-se um fator de
ponderação maior (1,0).
O produto de freqüência relativa de cada defeito e também da média e variância das
flechas) pelo seu fator de ponderação resulta no Índice de Gravidade Individual (IGI)
correspondente ao evento. A somatória de todos os valores de IGI representa, finalmente, o
valor do IGG a ser atribuído ao segmento homogêneo.
O IGG permite classificar o estado geral de um determinado trecho homogêneo de
pavimento, em função da incidência de defeitos de superfície. Ele é um indicador das
condições de pavimento, muito útil para a tomada de decisões quanto às intervenções de
restauração necessárias, atribuindo-lhe conceitos variáveis, segundo a Tabela 4 a seguir
apresentada.
Tabela 4 – Condição do pavimento em função do IGG
Fonte: Norma DNIT 006/2003
O procedimento do DNIT 0006/2003-PRO permite não só uma análise das condições
do pavimento à luz do IGG, como também uma interpretação detalhada do perfil de falhas
ocorrentes em cada segmento homogêneo.
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Os formulários do Inventário do Estado da Superfície do Pavimento estão anexos, e a
planilha de Cálculo do Índice de Gravidade Global (IGG) será apresentada nas páginas
seguintes, na apresentação dos resultados.
59
CAPÍTULO III – ESTUDO DE CASO
12. AVALIAÇÃO DA SUPERFÍCIE DO PAVIMENTO
12.1. A rodovia a ser avaliada
A escolha da rodovia federal BR-324 para objeto de estudo deste trabalho levou em
consideração alguns critérios, como a proximidade da rodovia com a Universidade Estadual
de Feira de Santana (UEFS) e a importância da rodovia para o sistema viário da Bahia, pois,
como já foi dito, desempenha o papel de canal coletor fundamental para o tráfego que flui
entre Salvador e as demais regiões, tanto do Estado, quanto do restante do país.
A rodovia BR-324, no Estado da Bahia, atravessa seis diferentes microregiões
homogêneas. No segmento divisa PI/BA – Jacobina, ela atravessa a região do Baixo Médio
São Francisco, Senhor do Bonfim e Piemonte de Diamantina, nas quais se inserem,
respectivamente, os municípios de Remanso, Sento Sé, Campo Formoso e Jacobina. No
segmento de Jacobina a Feira de Santana, ela atravessa os municípios de Riachão de Jacuípe e
Candeal, Santa Bárbara e Feira de Santana. Já no segmento seguinte, Feira de Santana –
Salvador, ela atravessa as microregiões homogêneas do Recôncavo – Conceição de Jacuípe,
Amélia Rodrigues, Santo Amaro e São Sebastião do Passe e, de Salvador, Candeias, Simões
Filho e Salvador (Documentos fornecidos pelo DNIT/SSA).
A BR-324 desempenha uma importante função que é interligar o entrocamento
rodoviário em Feira de Santana à capital baiana, tornando-a uma das principais rodovias no
estado da Bahia. Como já foi dito anteriormente, a rodovia está duplicada entre Feira e
Salvador.
O trecho escolhido para avaliação foi o de Feira de Santana – Amélia Rodrigues,
compreendendo 23 km do km 518,8 ao km 541,8, na direção Feira de Santana – Salvador. A
avaliação foi realizada na faixa do lado direito, para não interromper completamente a via.
Segundo estudo realizado pelo IFC (International Finance Corporation), em convênio
com o Ministério de Planejamento do Governo Federal, que realizou em dezembro de 2005
um estudo de tráfego para o “Estudo de viabilidade de Parceria Público-Privada para o
Sistema Rodoviário BR-116 / BR-324 no Estado da Bahia”, o trecho Feira de Santana –
60
Salvador compreende aproximadamente 114 km de rodovia, e possui o VMD (Volume Médio
Diário) em torno de 20 mil veículos de todas as categorias: veículos leves (autos e utilitários),
ônibus de 2 a 4 eixos, caminhões e carretas de 2 a 9 eixos e motocicletas.
O que se nota no estudo de tráfego para a BR-324 (IFC, 2005) é que no fluxo de
veículos a predominância de caminhões é menos expressiva, representando em torno de 25%,
ao contrário da BR-116, que pode variar de 68% a 80%. Apesar de terem participações
diferentes nas duas rodovias, o número de caminhões não varia muito, com média de cerca de
4.800 veículos/dia na BR-324 e 4.000 veículos/dia na BR-116. Percebe-se também que o
volume de tráfego diminui, à medida que se afasta de Salvador, para a direção oeste.
12.2. Entrevistas com profissionais dos órgãos rodoviários
Para a realização da avaliação da superfície do pavimento da rodovia, foram feitas
algumas visitas aos órgãos responsáveis pela fiscalização e manutenção das rodovias.
No dia 23 de novembro de 2007, realizou-se uma visita no DER/BA e no DNIT, na
cidade de Salvador, para compreender o funcionamento da fiscalização e manutenção das
rodovias, sob jurisdição estadual e federal, respectivamente.
Na visita ao DERBA, foram entrevistados o Eng. Almir Ferreira Santos, coordenador
de logística, que fez uma pequena apresentação sobre o PNLT (Plano Nacional de Logística e
Transportes); o Eng. Berchris Moura Requião Filho, diretor da DCM (Diretoria de Construção
e Manutenção); a Eng.ª Solange Bastos Costa, gerente da GEPES (Gerência de Pesquisas); o
Eng. Daniel Amoedo, gerente da GEPRO (Gerência de Projetos); e outros engenheiros do
órgão.
No DNIT, os profissionais entrevistados foram: o Eng. Antônio Carlos Cruz de
Oliveira, supervisor de Construção; o Eng. Mário Sérgio de Souza Almeida, analista em Infra-
Estrutura de Transportes; e o Eng. Olavo Galvão Costa, analista em Infra-Estrutura de
Transportes.
Em Feira de Santana, realizou-se uma visita ao DNIT no dia 14 de janeiro de 2008,
para solicitar apoio ao Eng. Max Gil Leite de Souza, responsável pela unidade, para a
avaliação que estava prevista para 24 de janeiro de 2008.
61
12.3. Metodologia de avaliação
A avaliação realizada na BR-324, sentido Feira – Salvador, no trecho Feira – Amélia
Rodrigues, foi baseada no procedimento do DNIT 006/2003, cujo título é: Avaliação objetiva
da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos - Procedimento.
Para tal avaliação em campo, contou-se com o apoio do Eng. Max Gil Leite de Souza,
responsável pela unidade do DNIT em Feira de Santana; de um técnico experiente aposentado
do DNIT, o Sr. Antônio Luiz, e de uma equipe de dois funcionários do órgão para dar o
suporte necessário de sinalização para a realização da avaliação; do professor orientador
Francisco Antônio Zorzo.
Os procedimentos para avaliação foram realizados com base no item 10.1.1 deste
trabalho. Entretanto, alguns critérios para execução do levantamento foram adaptados, diante
das condições de elaboração da presente pesquisa, no âmbito acadêmico do trabalho de
conclusão de curso.
Um dos pontos importantes que sofreram alterações consiste na quantidade de
estações de trabalho. O procedimento DNIT 006/2003 foi adaptado, definindo-se, então, que
as estações de trabalho seriam localizadas a cada 500m, já que a rodovia apresentava trechos
bastante homogêneos, com raras exceções. A avaliação foi realizada na faixa direita da pista,
pois além de representar a faixa mais solicitada, ficava próxima ao acostamento, facilitando a
avaliação e não impedindo totalmente o tráfego de veículos, disponibilizando a outra faixa
para o fluxo.
Em cada estação, com o auxílio de uma trena de 20m, foi demarcada a superfície de
avaliação. Não foi necessário realizar uma pintura com tinta de demarcação, nem tampouco a
indicação no pavimento do número correspondente à estaca ou marco quilométrico, já que
durante a avaliação, estas informações eram cuidadosamente anotadas.
A cada estação, com a ajuda de um técnico experiente do DNIT, o Sr. Antônio Luiz, e
de uma treliça de alumínio, padronizada, de 1,20m de comprimento na base, dotada de uma
régua móvel instalada em seu ponto médio, foram medidas as flechas nas trilhas de roda
interna (TRI) e externa (TRE). Algumas dificuldades nesta medição foram encontradas,
levando em conta que em todo o trecho foi identificado um grande número de remendos,
apresentando assim, eventualmente, leituras negativas nas trilhas de roda.
Após demarcação das áreas para avaliação e medição das trilhas de roda, fez-se o
inventário das ocorrências, ou seja, o levantamento dos defeitos, de acordo com a norma
62
DNIT 005/2003 – PRO, e os tipos de seção de terraplenagem ocorrente na estação de
avaliação.
Realizado o inventário das ocorrências, iniciou-se o cálculo das freqüências absolutas
e relativas, conforme apresentado no item 9.1.1. Calculou-se também a média e a variância
das flechas apresentadas.
Com a tabulação desses dados, incluindo os fatores de ponderação, calculou-se o IGI
(Índice de Gravidade Individual), e realizando o seu somatório obteve-se o IGG (Índice de
Gravidade Global).
Com a finalidade de conferir ao pavimento inventariado um conceito que retrate o
grau de degradação atingido, o valor do IGG foi situado dentro dos limites que determinam o
estado atual do pavimento, segundo a Tabela 4, apresentada no item 11.1.1.
12.4. Descrição do inventário de ocorrências
12.4.1. Trecho avaliado
Durante toda a manhã do dia 24 de janeiro de 2008, realizou-se a avaliação do
pavimento no trecho Feira de Santana – Amélia Rodrigues. O trecho avaliado possui 23 km
de extensão e grande dificuldade para avaliação, devido ao intenso tráfego na rodovia e, em
muitos locais, ausência de acostamento.
O trecho apresenta, além de deficiências no pavimento, ausência ou péssima condições
de conservação do acostamento em algumas estações, grandes desníveis entre a pista de
rolamento e o acostamento, deficiência de sinalizações, canteiros mal cuidados, favorecendo
um grande número de acidentes nesta rodovia.
O trecho foi dividido em 47 estações de trabalho, com início no km 518,8, marcado
pelo viaduto “Princesa do Sertão”, e estação final no km 541,8, na localidade do município de
Amélia Rodrigues (Figura 11).
63
Figura 11 – Localização das estações do trabalho de campo.
12.4.2. Caracterização do estado do pavimento nas estações
A estação inicial, localizada no viaduto “Princesa do Sertão”, apresenta um pavimento
bastante comprometido, com a presença de inúmeras trincas interligadas tipo couro de jacaré
com erosão, afundamento plástico local, desgaste e alguns remendos.
Da segunda a décima estação, o pavimento apresenta poucos defeitos, com apenas
desgaste e alguns remendos. Foram observados valores de flechas nas trilhas de roda interna e
externa maior do que 1 cm nas estações 2, 3, 7 e 8. Normalmente a trilha de roda externa
apresenta valores superiores à trilha de roda interna, devido a maiores solicitações de carga.
Os canteiros entre as pistas de rolamento indicam uma falta de controle na vegetação
existente, pelas empresas responsáveis pela conservação e manutenção do trecho.
A sinalização está claramente desgastada e comprometida, e em muitos locais até
inexiste. Além disso, o acostamento praticamente não mais apresenta revestimento, ficando
visível o tipo de material utilizado como base do pavimento, o solo-brita.
64
Ainda no intervalo de estações descrito acima, foram observados alguns
desplacamentos do revestimento mais novo do revestimento executado anteriormente. Isto
indica a falta de aderência entre as camadas, provocadas provavelmente por erros na
execução. Este deve ter sido motivo também para a presença de algumas trincas longitudinais
ao eixo, localizadas no meio da pista de rolamento, ou seja, entre as duas faixas de tráfego,
nas chamadas juntas de construção.
Durante a avaliação, percebe-se que a seção de terraplenagem mais recorrente foi a
seção de aterro (e algumas vezes, aterro em lagoa), abrangendo quase todo o trecho da
rodovia.
A partir da décima primeira estação, observa-se mais claramente o início do processo
de fadiga, como pode se pode ver na figura 12. A presença de trincas interligadas tipo FC-3
(com erosão) indicam a deficiência e o mau estado do pavimento. Mas, somente a partir da
estação de número 16, é que o processo de fadiga se encontra num estágio muito mais
avançado, visto que o número de remendos é considerável e se observa o surgimento de
algumas panelas. A quantidade de remendos é maior na faixa direita da pista, comprovando
que é a região mais solicitada.
Figura 12 – Trinca interligada tipo couro de jacaré com erosão.
A maior flecha da trilha de roda apresentada na avaliação foi a trilha de roda externa,
como era de se esperar, com valor de 2,4cm, na décima quarta estação. Ainda que em algumas
estações as flechas de trilha de roda apresentam valores nulos, não quer dizer que não há
deformações nestes locais, pois a presença de remendos, muitas vezes, implica, até mesmo,
em leituras negativas, dificultando a leitura real da deformação nas trilhas de roda.
65
Em todo o trecho da rodovia foi observado a ocorrência de retração térmica da tinta
utilizada para demarcação da pista (sinalização), apresentando inúmeras fissuras transversais à
direção do estaqueamento.
Problemas construtivos são notados também na estação 21, que apresenta trincas
longitudinais no meio da pista de rolamento.
O desgaste foi observado em todas as estações avaliadas, demonstrando o
envelhecimento do pavimento e, em alguns locais, a exposição da camada de base,
favorecendo a formação de panelas ou buracos. A figura 13 representa o desgaste observado
no pavimento avaliado.
Figura 13 – Desgaste do pavimento, com a presença de ranhura.
A partir da vigésima sétima estação, 13 km após a estação inicial, as panelas passam a
estar mais presentes, demonstrando ainda mais o estado de deterioração da estrutura do
pavimento (Figura 14).
Figura 14 – Panelas ou buracos
66
A presença de remendos foi verificada em quase todas as estações, e vale ressaltar que
a quantidade é tão grande que quase não há espaçamentos entre eles, como pode ser
observado na figura 15.
Figura 15 – Remendos no pavimento.
Até a última estação, quadragésima sétima, no município de Amélia Rodrigues, a
variação dos defeitos é muito pequena, apresentando com maior intensidade desgaste,
remendos, trincas tipo FC-3 e panelas.
Os relatórios fotográficos das estações e das falhas estão apresentados nos ANEXOS
A e B.
Os formulários de inventário do estado da superfície do pavimento são apresentados
no ANEXO C.
12.5. Diagnóstico das ocorrências e cálculo do Índice de Gravidade Global
A sistemática de cálculo do IGG é baseada na atribuição de pesos ou fatores de
ponderação a cada evento mensurado. Consiste em critérios para definir a freqüência relativa
de estações com ocorrência de cada tipo de defeito e parâmetros ligados à análise estatística
das flechas nas trilhas de roda. Os pesos buscam caracterizar sua influência sobre a serventia
do pavimento.
67
Para a avaliação da superfície do pavimento, a Norma do DNIT 005/2003 – TER
estabelece uma codificação para identificar os defeitos (Tabela 5). Estas abreviaturas facilitam
o levantamento no trabalho de campo.
Tabela 5 – Codificação dos defeitos
Fonte: Norma DNIT 005/2003 – TER
Segundo a norma do DNIT 006/2003 - PRO, para efeito de ponderação todas as
trincas isoladas devem ser consideradas como ocorrências Tipo 1 (FI, TTC, TTL, TLC, TLL e
TRR), as trincas interligadas FC-2 (bloco e couro de jacaré sem erosão) consideradas como
Tipo 2, as trincas interligadas FC-3 (bloco e couro de jacaré com erosão) como Tipo 3, os
afundamentos plásticos (ALP e ATP) como Tipo 4, ondulação e panelas como Tipo 5,
exsudação como Tipo 6, desgaste como Tipo 7 e remendos como Tipo 8.
A freqüência absoluta corresponde ao número de vezes em que a ocorrência foi
verificada. Porém, para os tipos 1, 2 e 3, a freqüência absoluta considerada consiste a uma
única ocorrência de cada tipo, como por exemplo, se no Tipo 1 for verificada trincas
transversais curtas, trincas longitudinais longas e fissuras, a freqüência absoluta é 3, entretanto
a freqüência absoluta considerada é 1.
68
Vale ressaltar que, também para efeito de ponderação, quando em uma mesma estação
foram constatadas ocorrências tipo 1, 2 e 3, só foram consideradas as do tipo 3 para o cálculo
de freqüência relativa em percentagem e para o cálculo do Índice de Gravidade Individual; do
mesmo modo, quando foram verificadas ocorrências tipos 1 e 2 na mesma estação, só foram
consideradas as do tipo 2. Dessa maneira, obtém-se a freqüência relativa que corresponde ao
número de vezes verificadas nas estações em percentagem.
O Índice de Gravidade Individual é calculado a partir do produto dos valores da
freqüência relativa das ocorrências com os seus respectivos fatores de ponderação,
estabelecidos pela norma DNIT 006/2003 – PRO, conforme tabela 6 abaixo:
Tabela 6 – Fator de Ponderação
Fonte: Norma DNIT 006/2003.
O somatório dos Índices de Gravidade Individual resulta no Índice de Gravidade
Global e, por conseguinte, obtém-se o conceito que estabelece o estado da superfície do
pavimento avaliado.
A planilha resumo, elaborada a partir dos dados coletados em campo, compõe os
resultados parciais das freqüências absolutas e relativas dos defeitos e os Índices de Gravidade
Individual, e como resultado final, o Índice de Gravidade Global (Tabela 7).
69
Tabela 7 – Planilha resumo da avaliação
70
Neste trabalho, conforme tabela apresentada, o desgaste foi verificado em 100% das
estações, seguido do remendo que se apresentou em 61,70%, depois as trincas tipo FC-3
correspondendo a 57,45% e as panelas com 40,43% das estações avaliadas. As outras
ocorrências não foram tão significativas.
As flechas médias obtidas nas trilhas de roda interna e externa foram, respectivamente,
3,13 mm e 5,77 mm, correspondendo a um Índice de Gravidade Individual (IGI) de 5,93, o
que não indica, isoladamente, um estado muito grave do pavimento quando em comparação
com os outros IGI´s obtidos.
O IGI que apresentou uma situação mais grave, considerando os fatores de
ponderação, foi o correspondente as panelas, que obteve um índice de 40,43. Enquanto que o
desgaste, mesmo observado em 100% das estações, obteve um índice de 30,00, ficando em
terceiro lugar na escala decrescente dos IGI´s. Os remendos também tiveram uma grande
participação no cálculo do IGG, já que apresentou um IGI no valor de 37,02.
Na planilha resumo, pôde-se encontrar o somatório dos Índices de Gravidade
Individual, que resultou no IGG de 195,80, o que indica que o pavimento obteve conceito
péssimo no seu estado de conservação, revelando um elevado grau de degradação.
12.6. Estudo dos mecanismos de deterioração da superfície avaliada
O entendimento dos mecanismos que regem o processo de deterioração de um
pavimento é condição essencial para a identificação das causas que o levaram a sua condição
atual, bem como para a escolha e programação da técnica mais adequada para a sua
restauração.
Os revestimentos betuminosos tendem a trincar em algum estágio de suas vidas sob a
ação combinada do tráfego e das condições ambientais, por meio de um ou mais mecanismos.
As trincas, os defeitos mais observados na superfície do pavimento avaliado, enfraquecem o
revestimento e permite a entrada da água, provocando um enfraquecimento da estrutura. O
que se observou foi que essas falhas tendem a aumentar a sua extensão e sua severidade, ao
longo do tempo, conduzindo à desintegração do revestimento. Com base nesses efeitos, o
trincamento tem sido um importante indicativo para a deflagração de intervenções de
restauração de pavimentos.
71
O principal tipo de trincamento observado na superfície do pavimento avaliado foi o
trincamento devido à fadiga, que resulta dos efeitos cumulativos do carregamento sucessivo.
Este trincamento é caracterizado pelas trincas isoladas em todas as direções e pelas trincas
interligadas tipo bloco e couro de jacaré, sendo que este último indica a fase final do processo
de trincamento por fadiga, principalmente que vem acompanhado de erosão nas bordas.
As trincas interligadas tipo couro de jacaré, com erosão, tiveram um grande destaque
no levantamento dos defeitos, o que comprova que o pavimento avaliado está bastante
comprometido e necessita de uma intervenção de restauração. Essas trincas, em muitas
estações, estavam associadas ao afundamento plástico nas trilhas de roda.
O trincamento por envelhecimento também foi observado, já que se verificou a
presença de trincas irregulares com espaçamentos maiores que 50cm. Uma vez iniciado, este
trincamento tende a propagar-se em toda a área coberta pelo revestimento. As trincas por
envelhecimento ocorrem quando o ligante betuminoso torna-se tão susceptível a rompimentos
que não consegue mais suportar sequer as deformações provenientes das mudanças de
temperatura que ocorrem ao longo do dia.
As deformações permanentes, incluindo os afundamentos nas trilhas de roda, também
foram observadas no pavimento avaliado. Estes defeitos, que podem ser causados pelo grande
número de repetições de cargas, afetam a dinâmica das cargas, a qualidade do rolamento, o
custo operacional dos veículos e, devido ao acúmulo de água, risco à segurança dos usuários.
Os mecanismos de desagregação provocam, basicamente, o defeito do pavimento
conhecido como desgaste. Esta desagregação foi observada em todas as estações avaliadas e
pode ser definida como a perda do agregado superficial devido a fratura mecânica do filme do
ligante ou pela perda de adesão entre o ligante e o agregado (o que na presença de água é
também chamado de arrancamento).
A fratura mecânica do filme do ligante (CAP), normalmente, é provocada pela
combinação de esforços tangenciais e de sucção na área de contato dos pneus dos veículos,
que pode ser agravada caso o ligante já esteja muito endurecido (proveniente do
envelhecimento do pavimento), ou com uma camada muito esbelta no revestimento.
72
12.7. Indicação de medidas corretivas
O desgaste, por ter sido observado em todas as estações avaliadas, deve ter uma
atenção especial, pois como já foi dito anteriormente, em seu estágio mais avançado, após a
desagregação do total do revestimento, poderá evoluir para panelas ou buracos, o que
realmente pôde ser notado em algumas estações na avaliação realizada. Antes da evolução
para buracos, devem ser tomadas medidas corretivas em tempo hábil, como a execução de um
remendo do revestimento. Caso evoluam para buracos, pode haver a necessidade de execução
de reparo da base.
Com relação às ocorrências dos defeitos, excluindo-se os buracos ou panelas que
decorrem das más condições de conservação da estrada, destaca-se o acentuado processo de
fadiga no revestimento asfáltico com presença sistemática de áreas trincadas, que podem ser
decorrentes do envelhecimento da mistura asfáltica.
A presença dessas trincas favorece a infiltração e retenção das águas pluviais nas
camadas subjacentes, acarretando a formação de buracos ou panelas com a solicitação das
cargas do tráfego. Portanto, a impermeabilização da superfície constitui uma atividade
indispensável para que se garanta a integridade da estrutura do pavimento.
Os demais defeitos ou ocorrências superficiais, tais como, afundamentos em trilha de
roda, são menos significativos na totalidade do trecho avaliado. Os afundamentos nas trilhas
de roda medidos (com média da ordem de 5 mm para a externa e 3 mm para interna)
demonstram, preliminarmente, que as camadas asfálticas existentes, embora envelhecidas,
ainda apresentam função estrutural relevante na estrutura dos pavimentos não havendo
necessidade de reconstrução ou fresagens profundas dessas camadas.
Com base no cálculo do IGG, o pavimento obteve o conceito péssimo no estado de
conservação. Um indicativo preliminar para este estado funcional do pavimento seria uma
recomposição do revestimento asfáltico (fresagem) com reforço estrutural em CBUQ. Nessas
condições, a recuperação (recapeamento) depende de uma avaliação estrutural e deve ser feito
um estudo para determinar a espessura da capa.
Levando em consideração os resultados da posterior avaliação estrutural e caso não
haja limitações de custo, deve-se avaliar a possibilidade da reciclagem do material da base e a
construção de um novo revestimento, caracterizando a reconstrução do pavimento.
No que tange aos acostamentos, faz-se necessária a reconstituição dos mesmos para
eliminar os acentuados desníveis ou degraus existentes com a pista de rolamento,
73
complementando-se com revestimento asfáltico. Essa reconstituição pode ser efetuada com a
sobreposição complementar de camadas constituídas por solos ou materiais locais.
Com relação aos aspectos de drenagem dos pavimentos, o sistema existente é
suficiente em quase toda a extensão do trecho, sendo necessários serviços de recuperação dos
elementos danificados, ou ainda, implementações de pequeno porte em certos segmentos, tais
como descidas d’água e valetas de proteção.
Complementarmente, as sinalizações horizontal e vertical deverão ser refeitas por
completo na totalidade da estrada.
74
CAPÍTULO IV – CONCLUSÃO
13. CONCLUSÃO
O trabalho de conclusão de curso tem uma importância fundamental na formação de
um profissional de engenharia, já que estimula o aprendizado de uma situação concreta e
desenvolve a capacidade de enfrentar um problema, de trabalhar coletivamente e refletir
individualmente, buscar informações e analisá-las, além de propiciar o conhecimento das
exigências técnicas normativas.
Vale ressaltar a importância da atitude do orientador e do coordenador da disciplina do
Trabalho de Conclusão de Curso, em apontar e corrigir os erros e deficiências do trabalho. A
atitude acadêmica dos professores contribui para o desenvolvimento da segurança e da auto-
estima do aluno.
Este trabalho tem por base o estudo do transporte rodoviário. As rodovias
desempenham um papel chave no desenvolvimento: o crescimento econômico do Estado e do
País está fortemente relacionado aos investimentos no setor de infra-estruturas. A
conseqüência da insuficiência de recursos é o governo recorrer à participação privada no
provimento e na gestão das rodovias no regime de concessão, aliás, fato que já ocorreu em
outros setores, como energia, telecomunicações, ferrovias e portos.
O estudo do planejamento do sistema de transportes e da formação da rede rodoviária
na Bahia, que consiste na primeira parte do trabalho, ajuda na compreensão do problema da
gestão dos pavimentos rodoviários. De nada adiantaria partir para um trabalho empírico, se
não fosse realizado conjuntamente esse estudo mais abrangente. O que se observou é que as
questões ligadas à política de conservação das rodovias e à gerência dos pavimentos são tão
importantes quanto às questões técnicas de conhecimento do comportamento de pavimentos.
Este estudo indicou deficiências na política de investimentos e na política de
conservação das rodovias. Estas deficiências na infra-estrutura rodoviária se traduz numa
série de fatos negativos: a elevação do tempo de transporte, os altos índices de acidentes, o
encarecimento do custo das atividades econômicas, a perda de competitividade internacional,
a redução no nível de emprego e na arrecadação de impostos e, até mesmo, a queda da receita
de exportações.
75
Nota-se que há a necessidade de projetos econômicos viáveis, estrutura financeira
adequada, análise de sensibilidade abrangente, a necessidade de incentivos técnico-
administrativos cuidadosos, arranjos institucionais regulatórios e razoabilidade na concepção
dos projetos para que os problemas relacionados à sustentabilidade da infra-estrutura sejam
minimizados, deixando as rodovias à altura das necessidades de desenvolvimento econômico
do Brasil.
Diante do trabalho de campo, realizado no trecho da BR-324, entre Feira de Santana e
Amélia Rodrigues, pode-se concluir que o procedimento adotado de “Avaliação objetiva da
superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos”, com base na Norma do DNIT 006/2003 –
PRO, tem uma importância fundamental na determinação do estado de conservação do
pavimento e na geração de um instrumento indicativo para a gerência da rodovia. Entretanto,
este método apresenta limitações com relação à superfície avaliada, já que não demonstra na
coleta de dados a severidade dos defeitos, nem tampouco, a homogeneidade do trecho.
O levantamento dos defeitos do trecho rodoviário foi bastante intenso e cuidadoso.
Com o apoio do pessoal do DNIT e do técnico Sr. Antônio Luiz, foram medidas as flechas
das trilhas de roda e as estações foram caracterizadas. Algumas dificuldades foram
encontradas, pois o volume de tráfego na rodovia é bastante intenso, dificultando a
interrupção da faixa direita da pista.
O resultado das falhas verificadas no trecho alcançou um Índice de Gravidade Global
de 195,80. Com base nos limites estabelecidos por norma, isso resultou no conceito péssimo
para o estado de conservação do pavimento em estudo. Com tal resultado foram indicadas
medidas corretivas a serem adotadas.
Por fim, para continuação dos estudos, citam-se algumas sugestões que devem
aprofundar as análises: a avaliação do pavimento dos outros trechos que compõe a rodovia
BR-324 entre Feira de Santana e Salvador; análise de custos das medidas corretivas indicadas
para o trecho, avaliando a necessidade da execução de recapeamento e fresagem ou
reconstrução total ou parcial da rodovia; um estudo de tráfego, seguido de um estudo de
viabilidade, para avaliar a necessidade de uma terceira faixa.
76
REFERÊNCIAS
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77
FARUOLO, Luciano B., FERNANDES, José L. e BROCHADO, Marina R. Tendências para o controle de peso de veículos nas rodovias. ENQUALAB, 2006. São Paulo. INTERNET: www.abpv.com.br. (Site da Associação Brasileira de Pavimentação). INTERNET: www.estradas.com.br. Informações sobre as rodovias. INTERNET: www.proasfalto.com.br. MEDINA, Jacques de. Mecânica dos Pavimentos. Rio de Janeiro: Editora UFRJ, 1997. MOTTA, Laura Maria Goretti da; MEDINA, Jacques de. Investigação e Desenvolvimento em Mecânica dos Pavimentos na COPPE – Brasil. Rio de Janeiro, 2006. NAKAHARA, Suyen Matsumura. Estudo do Desempenho de Reforços de Pavimentos Asfálticos em Via Urbana sujeita a Tráfego Comercial Pesado. Tese. São Paulo, 2005. Norma DNIT 005/2003 – TER. Defeitos nos pavimentos flexíveis e semi-rígidos – Terminologia. Norma DNIT 006/2003 – PRO. Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos – Procedimento. Norma DNIT 007/2003 – PRO. Levantamento para avaliação da condição de superfície de subtrecho homogêneo de rodovias de pavimentos flexíveis e semi-rígidos para gerencia de pavimentos e estudos e projetos – Procedimento. Norma DNIT 008/2003 – PRO. Levantamento visual contínuo para avaliação da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos – Procedimento. Norma DNIT 009/2003 – PRO. Avaliação subjetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos – Procedimento. SENÇO, Wlastermiller. Manual de Técnicas de Pavimentação - Volume I. São Paulo - SP, 1ª Ed., PINI, 1997.
78
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79
ANEXOS ANEXO A – Relatório fotográfico das estações
80
81
82
83
84
85
86
87
88
ANEXO B – Relatório fotográfico dos defeitos
89
90
91
ANEXO C – Planilha de levantamento de dados (km 518,8 ao km 525,8)
92
ANEXO C – Planilha de levantamento de dados (km 526,3 ao km 533,3)
93
ANEXO C – Planilha de levantamento de dados (km 533,8 ao km 540,8)
94
ANEXO C – Planilha de levantamento de dados (km 541,3 ao km 541,8)
95
ANEXO D – Norma DNIT 006/2003 – PRO: Avaliação objetiva da superfície de pavimentos
flexíveis e semi-rígidos - Procedimento
96
97
98
99
100
101
102
103
104
