RELATÓRIO TÉCNICO DE ATIVIDADES. Endereço: Rua Engenheiro Antônio Gonçalves Soares, 330, apto.: 1501, Ed. Monte Pascoal, Luzia, Aracaju SE.

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1 RELATÓRIO TÉCNICO DE ATIVIDADES Processo: / Chamada Pública: Edital MCT/CNPq nº 18/ P&D&I em Transportes 1. DADOS CADASTRAIS Órgão/ Entidade Proponente: CNPJ: FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE / Endereço: Avenida Marechal Rondon, sem número, Jardim Rosa Elze, Cidade Universitária Professor José Aloísio de Campos. Cidade: São Cristóvão UF: SE CEP: DDD/ Telefone: (079) COORDENADOR Nome: CPF: FERNANDO SILVA ALBUQUERQUE Função: Departamento: Professor Adjunto III Engenharia Civil Endereço: Rua Engenheiro Antônio Gonçalves Soares, 330, apto.: 1501, Ed. Monte Pascoal, Luzia, Aracaju SE. RG: SSP/PB CEP: DDD/ Telefone: (079) IDENTIFICAÇÃO DO RELATÓRIO TÉCNICO DAS ATIVIDADES DE PESQUISA Título do Projeto: Avaliação de ruído de tráfego urbano na interface pneu/pavimento em revestimento asfálticos. Palavras-chave: Ruído de Tráfego; Interface Pneu/Pavimento; Pavimentos Urbanos Período de Execução: Maio/2010 Março/2013 OBS.: O texto apresentado neste Relatório Técnico foi adaptado a partir de Relatório de Dissertação de Manoel Fernando Freire Cabral, cujo Mestrado foi defendido no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal de Sergipe sob orientação do Coordenador deste Projeto de Pesquisa. A pesquisa do ex-aluno de mestrado foi conduzida com recursos oriundos do CNPq.

2 RESUMO O ruído do tráfego em rodovias e vias urbanas é um problema cada vez mais importante no Brasil, devido ao aumento do volume de tráfego em grandes cidades e nas áreas urbanizadas nas proximidades de rodovias. Contudo, os padrões mínimos de conforto acústico devem ser mantidos para a sociedade exercer suas atividades. A bibliografia técnica indica que a contribuição da interação pneu-pavimento é a maior na geração de ruído de tráfego para veículos de passeio em velocidades a partir de 40 km/h, superando o ruído do motor. Neste trabalho, são apresentadas algumas avaliações de ruído gerado na interface pneu-pavimento pelo método Close Proximity, a diferentes velocidades permitidas em meio urbano (40, 60 e 80 km/h), para seis tipos de revestimentos asfálticos aplicados no Estado de Sergipe (Concreto Asfáltico Usinado a Quente Convencional, com Ligante Modificado com Borracha de Pneu e com Ligante Modificado com SBS, Microrevestimento Asfáltico, Tratamento Superficial Duplo e Pré-misturado a Frio). Observou-se que aumento do nível de pressão sonora (NPS) é proporcional ao aumento da velocidade de tráfego, além de variar com a mudança de parâmetros como índice de vazios (aqui indiretamente representado pela densidade do revestimento), macrotextura e irregularidade longitudinal do revestimento avaliado. Foram estudadas todas essas condicionantes, possibilitando a indicação de pavimentos silenciosos, com reduções de NPS superiores a 5 db(a), comparando-se com misturas asfálticas convencionais. Também foi proposto um modelo de previsão para quantificar o NPS na interface pneu-pavimento a partir das características superficiais de cada tipo de revestimento asfáltico. Com isto, os projetistas terão subsídios para selecionar alternativas de pavimentação acusticamente mais adequadas às vias urbanas críticas, como hospitais, escolas, zonas urbanas residenciais e comerciais, contribuindo para aumentar o conforto acústico à sociedade. Palavras-chave: Ruído de tráfego; Pneu-pavimento; Conforto Acústico; Pavimentos silenciosos.

3 TRAFFIC NOISE EVALUATION ON THE TIRE/PAVEMENT INTERACTION FROM ASPHALT WEARING COURSES IN THE STATE OF SERGIPE BRAZIL ABSTRACT Traffic noise in highways and urban roads is a very important problem in Brazil, due to the growth of traffic volume on urban areas. However, it is necessary to establish trigger values for minimum standards of acoustic comfort to perform society activities. The technical literature indicates that the major factor to generate traffic noise is the tire/pavement interaction for speeds higher than 40 km/h, causing noise even higher than the engine noise. This work presents some evaluations of noise due to tire/pavement interaction using the Close Proximity Method. The evaluation was carried out at different speeds (40, 60 and 80 km/h), and on six kinds of asphalt wearing courses applied in Sergipe State Brazil (hot mix asphalt, asphalt rubber, SBS polymer-modified hot mix asphalt, slurry seal, double bituminous surface treatment and cold asphalt mix). It was observed that the noise growth is proportional to the speed increase. The noise also varies with changing parameters such as air voids (here indirectly represented by the asphalt layer density), macrotexture and roughness of the evaluated pavements. Those parameters were evaluated making possible to indicate quieter pavements, with noise reductions upper than 5 db(a) comparing conventionals hot mix asphalt. A prediction model is proposed to quantify the noise at the tire/pavement interaction based on surface characteristics of each type of studied pavements. Thus, the designers have now additional tools to select quieter pavements for critical urban roads, such those close to hospitals, schools, residential and commercial urban areas, contributing to increase acoustic comfort to society. Keywords: Traffic Noise, Tire/Pavement Interaction; Acoustic Comfort, Quiet Pavements.

4 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO Justificativa Objetivos da Pesquisa SOM E RUÍDO O som O Ruído GERAÇÃO DE RUÍDO NA INTERFACE PNEU-PAVIMENTO Influência dos revestimentos rodoviários na geração de ruído na interface pneupavimento Mecanismos mecânicos de geração do ruído Mecanismos aerodinâmicos de geração do ruído TÉCNICAS PARA MITIGAÇÃO DO RUÍDO PNEU-PAVIMENTO Barreiras acústicas Pavimentos silenciosos MÉTODOS PARA AVALIAÇÃO DO RUÍDO DE TRÁFEGO Método Estatístico de Passagem (Statistical Pass-By method, SPB) Método da Passagem Controlada (Controled Pass By, CPB) Método da Proximidade Imediata (Close Proximity, CPX) Método da Intensidade de Som Aproximada (Close Proximity Sound Intensity, CPI) Avaliação do ruído no entorno de vias METODOLOGIA Pavimentos avaliados Coleta de dados Avaliação da Macrotextura dos revestimentos Avaliação da microtextura dos revestimentos Avaliação da irregularidade dos pavimentos Avaliação da Densidade do revestimento Plano Experimental Análise dos dados RESULTADOS E ANÁLISES Diagnóstico funcional dos pavimentos Avaliação de Gráficos de Ruído Correlações de parâmetros avaliados com o NPS Modelo de previsão de NPS Validação do modelo de previsão de NPS Especificações para pavimentos silenciosos CONCLUSÕES E SUGESTÕES Sugestões para trabalhos futuros REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS EQUIPE TÉCNICA

5 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Classificação da textura de um pavimento Tabela 3 Classificação da macrotextura em função da altura de mancha de areia Tabela 4 Classificação de microtextura em relação ao VRD Tabela 5 Classificação de Irregularidade Longitudinal de acordo com o IRI Tabela 2 Ensaios de caracterização do pavimento Tabela 6 Resultados do ensaio de mancha de areia Tabela 7 - Resultados de MPD dos revestimentos avaliados Tabela 8 - Valores de VRD dos revestimentos analisados Tabela 9 - Valores de IRI dos revestimentos analisados Tabela 10 - Valores de densidade dos revestimentos analisados Tabela 11 - Resumo dos dados obtidos nos levantamentos de campo Tabela 12 Análise da Significância do modelo Tabela 13 Teste de validação do modelo de previsão Tabela 14 Análise de Variância Tabela 15 - Modelo de tabela para cálculos de NPS na interface pneu-pavimento e ao lado da via Tabela 16 Estimativa do NPS ao lado da via revestida com CAUQ no Estado de Sergipe 96 Tabela 17 Análise do NPS 2 a partir de modificações no valor de IRI, D e MPD... 97

6 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 Curvas de ponderação A, B e C Figura 2 - Microfone de condensador com diafragma metálico Figura 3 Níveis de pressão sonora em diversos ambientes Figura 4 Ruído de tráfego estratificado por suas fontes constituintes Figura 5 - Relação entre a escala da textura e seus efeitos nas características do pavimento Figura 6 - Vibrações ocasionadas pelo impacto da banda de rodagem no pavimento Figura 7 Efeito do deslizamento/adesão entre pneu e pavimento Figura 8 Efeito da adesividade pneu-pavimento Figura 9 Efeito do bombeamento de ar na interface pneu-pavimento Figura 10 Efeito da ressonância de Helmholtz na interface pneu-pavimento Figura 11 - Reflexões geradas pela corneta acústica na interface pneu-pavimento Figura 12 - Tubos de ressonância em um pneu Figura 13 - Vibrações das paredes laterais do pneu Figura 14 - Ressonância de cavidade em um pneu Figura 15 - Trajetória das ondas sonoras ao alcançarem uma barreira acústica Figura 16 Influência da altura da barreira acústica Figura 17 - Método SPB para avaliação de ruído de tráfego Figura 18 - Método CPB para avaliação de ruído de tráfego Figura 19 Sistema de medição de NPS CPX montado em trailer puxado por veículo. (a) trailer puxado por veículo; (b) detalhe do posicionamento dos microfones Figura 20 Microfones fixados na roda do próprio veículo no método CPX Figura 21 - Posicionamento dos microfones para levantamentos CPX Figura 22 Mecanismos mais significativos de atenuação sonora Figura 23 Localização dos trechos avaliados Figura 24 Extensão dos trechos de teste para cada velocidade de tráfego Figura 25 Trecho CAUQ 1 com baixo volume de tráfego em Aracaju: (a) aspecto da via; (b) localização do segmento teste Figura 26 Trechos em CAUQ com alto volume de tráfego. Trecho CAUQ 2 :(a) aspecto da via; (b) localização do segmento teste; Trecho CAUQ 3 : (c) aspecto da via; (d) localização do segmento teste Figura 27 Trecho AB - Asfalto Borracha analisado na zona sul da cidade de Aracaju: (a) aspecto da via; (b) localização do segmento teste Figura 28 Trecho MRA - Microrevestimento asfáltico na cidade de Aracaju: (a) aspecto da via; (b) localização do segmento teste Figura 29 Trecho TSD - Tratamento Superficial Duplo no município de Itaporanga D Ajuda: (a) aspecto da via; (b) localização do segmento teste Figura 30 Trechos SBS 1 e SBS 2 em CAUQ com adição de SBS no município de Itaporanga D Ajuda. Trecho SBS 1 : (a) aspecto da via; (b) localização do segmento teste; Trecho SBS 2 : (c) aspecto da via; (d) localização do segmento teste Figura 31 Trecho PMF Pré-Misturado a Frio no município de Aracaju: (a) aspecto da via; (b) localização do segmento teste

7 Figura 32 Ensaio de mancha de areia: (a) e (b) espalhamento em movimentos circulares; (c) disposição das três amostras; (d) verificação dos diâmetros Figura 33 Laser de alta frequência para análise de macrotextura Figura 34 Método de cálculo do MPD Mean Profile Depth (ASTM E-1845) Figura 35 Pêndulo Britânico: (a) nivelamento; (b) aferição do zero Figura 36 Pêndulo Britânico: (a) Aplicação de água na superfície; (b) verificação da temperatura; (c) ensaio Figura 37 Perfilômetro a Laser instalado no veículo teste Figura 38 Tela do Software CiberLogger de medição da Irregularidade Longitudinal Figura 39 Densímetro não-nuclear utilizado: (a) equipamento; (b) operação em campo.. 50 Figura 40 - Retirada de corpos de prova do revestimento asfáltico para comparativo de métodos de medição densidade Figura 41 Esquema do suporte para levantamento de ruído pelo método CPX Figura 42 Sistema de aquisição de dados de ruído utilizado na pesquisa: (a) esquema de montagem (b) sistema em funcionamento Figura 43 Tela de avaliação e aquisição de dados de NPS a partir o software utilizado Figura 44 Pneu utilizado na pesquisa Figura 45 (a) Equipamento CPX instalado no veículo teste (b) detalhe do equipamento durante execução dos testes Figura 46 Calibração dos microfones: (a) equipamento calibrador; (b) posicionamento do calibrador no microfone; (c) Tela de calibração do software Figura 47 Pavimentos asfálticos selecionados para o estudo Figura 48 Gráfico Hs (mm) x MPD (mm) Figura 49 - NPS (db(a)) x Frequência(Hz) a 40 km/h (Microfone dianteiro) Figura 50 - NPS (db(a)) x Frequência(Hz) a 40 km/h (Microfone traseiro) Figura 51 - NPS (db(a)) x Frequência(Hz) a 60 km/h (Microfone dianteiro) Figura 52 - NPS (db(a)) x Frequência(Hz) a 60 km/h (Microfone traseiro) Figura 53 - NPS (db(a)) x Frequência(Hz) a 80 km/h (Microfone dianteiro) Figura 54 - NPS (db(a)) x Frequência(Hz) a 80 km/h (Microfone traseiro) Figura 55 - Pico de NPS (db(a)) x Velocidade (km/h) para Microfone dianteiro até 1000 Hz Figura 56 - Pico de NPS (db(a)) x Velocidade (km/h) para Microfone traseiro até 1000 Hz 73 Figura 57 - Pico de NPS (db(a)) x Velocidade (km/h) para Microfone dianteiro acima de 1000 Hz Figura 58 - Pico de NPS (db(a)) x Velocidade (km/h) para Microfone traseiro acima de 1000 Hz Figura 59 - Pico de NPS (db(a)) x Velocidade (km/h) à 1000 Hz Figura 60 Correlações entre NPS, V, IRI, e MPD para o CAUQ Figura 61 Correlações entre NPS, V, IRI, e MPD para o CAUQ Figura 62 Correlações entre NPS, V, IRI, e MPD para o CAUQ Figura 63 Correlações entre NPS, V, IRI, e MPD para o AB Figura 64 Correlações entre NPS, V, IRI, e MPD para o MRA Figura 65 Correlações entre NPS, V, IRI, e MPD para o TSD Figura 66 Correlações entre NPS, V, IRI, e MPD para o SBS Figura 67 Correlações entre NPS, V, IRI, e MPD para o SBS Figura 68 Correlações entre NPS, V, IRI, e MPD para o PMF... 83

8 Figura 69 Correlações entre NPS, IRI, Hs, VRD, D e MPD na velocidade de 40 km/h Figura 70- Correlações entre NPS, IRI, Hs, VRD, D e MPD na velocidade de 60 km/h Figura 71 - Correlações entre NPS, IRI, Hs, VRD, D e MPD na velocidade de 80 km/h Figura 72 - Correlações entre NPS e velocidade Figura 73 Scatterplot NPS 1000 (medido x calculado) Figura 74 Gráfico de Resíduos NPS 1000 (Calculado x Resíduos) Figura 75 Scatterplot NPS1000 (medido x calculado) Validação Figura 76 - Gráfico de Resíduos NPS 1000 (Calculado x Resíduos) Validação... 92

9 LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIAÇÕES AB - Asfalto borracha ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas ASTM - American Association for Testing and Materials CAUQ - Concreto Asfáltico Usinado a Quente CONAMA Conselho Nacional de Meio Ambiente CPA Camada Porosa de Atrito CPI - Close Proximity Sound Intensity (Método da Intensidade de Som Aproximada) CPX - Close Proximity (Método da Proximidade Imediata) db- Decíbel db (A) - Decibel, na curva de ponderação A DNIT - Departamento Nacional de Infraestrutura e Transportes EMURB - Empresa Municipal de Obras e Urbanização FHWA - Federal Highway Administration Hz - Hertz, unidade de frequência sonora IRI - Índice de Irregularidade Longitudinal Internacional Leq - Nível de Ruído Equivalente Log Logaritmo N - Newton NIS - Nível de Intensidade Sonora NPS - Nível de Pressão Sonora OMS Organização Mundial da Saúde Pa - Pascal TSD Tratamento Superficial Duplo W - Watt

10 5 1 INTRODUÇÃO Soluções de engenharia que gerem mais conforto e qualidade de vida a população, objetivando evitar os efeitos nocivos do acelerado crescimento populacional em centros urbanos, são cada vez mais indispensáveis. Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS, 1999), a poluição sonora gerada pelo tráfego de veículos em vias urbanas é uma das principais fontes de ruído nas cidades, sendo menor apenas que o ruído de aeronaves. De forma geral, o som é toda e qualquer sensação produzida no sistema auditivo. Já o ruído é classificado como um tipo de som, porém de conotação ruim, ou seja, indesejável. Os ruídos podem até trazer informações úteis, mas na maioria das vezes incomodam e podem causar efeitos negativos, tanto fisiológicos, como psicológicos, entre outros (BISTAFA, 2006). Segundo Bernhard e Wayson (2004), a exposição ao ruído em níveis moderados pode causar interferências na fala, distúrbios de sono, aborrecimento e perda da qualidade de vida. Já em níveis elevados, o ruído pode causar perda de audição e outros efeitos nocivos a saúde, como hipertensão. Para a OMS (1999), os efeitos nocivos do ruído dependem também do tempo de exposição. Todavia, estabelece como valor de referência 50 db, acima do qual já se percebem efeitos nocivos ao ser humano, que vão desde o simples aborrecimento até a perda da audição, que pode ser percebida em adultos que se expõem a 70 db durante 24h por dia ao longo da vida ou a picos acima de 140 db. Na maioria das vezes, a opção para a redução dos ruídos gerados pelo tráfego é a aplicação de barreiras físicas ou acústicas (muros) que impedem a propagação das ondas sonoras até o local afetado, a exemplo de trechos recém implantados no Rodoanel na Cidade de São Paulo. Porém, estas medidas, além de serem dispendiosas, provocam certa poluição visual e podem não atingir o objetivo desejado, devido ao efeito de reflexão das ondas sonoras (BERNHARD; WAYSON, 2004). Uma alternativa à construção das barreiras acústicas para mitigação do ruído é a utilização de pavimentos silenciosos. Esta técnica tem a vantagem de promover a redução do ruído diretamente pela atividade de pavimentação, sendo geralmente

11 6 mais silenciosos que os revestimentos asfálticos convencionais, mantendo-se a segurança, durabilidade e economicidade. Estes pavimentos podem reduzir entre 3 e 10 db(a) os ruídos emitidos pela interface pneu-pavimento. Cada 5 db(a) de redução de ruído representa grande redução de incômodo ao ser humano. Este valor é utilizado como parâmetro nas agências de transporte norte-americanas para avaliar pavimentos silenciosos (BERNHARD; WAYSON, 2004). Em estudo feito por Hanson e James (2004), concluiu-se que o ruído de tráfego é constituído de diversas fontes, tais como o ruído do motor, dos pneus e do efeito aerodinâmico, dentre outras. O atrito gerado na interface pneu-pavimento supera os demais, quando são praticadas velocidades acima de 40 km/h. De acordo com Sandberg e Ejsmont (2002) apud Freitas (2008), a geração de ruído relacionado à interface pneu-pavimento provém de mecanismos como as vibrações radiais e tangenciais, resultantes do impacto da estrutura do pneu com a superfície, a aderência à superfície do pavimento e o deslocamento do ar nos sulcos da banda de rodagem do pneu e em sua volta. Tais mecanismos podem ser amplificados ou não, em função da acústica e mecânica da superfície do pavimento (textura, índice de vazios, rigidez etc.). Nesta pesquisa, a partir da utilização de métodos para avaliação do ruído na interface pneu-pavimento, o nível de pressão sonora obtido será correlacionado com a textura, densidade, índice de vazios e irregularidade do pavimento, tornando-se possível a indicação das características requeridas aos pavimentos silenciosos. Consequentemente, possibilita-se planejar e definir o tipo de pavimento a ser empregado em determinadas áreas, respeitando os patamares mínimos aceitos internacionalmente para o conforto acústico da população. 1.1 JUSTIFICATIVA A frota de veículos brasileira tem crescido muito anualmente. Segundo o IBGE Cidades@ (IBGE, 2010), já no ano de 2010, a cidade de Aracaju - SE apresentava uma proporção de 2,76 habitantes por veículo. É imprescindível que sejam adotadas medidas para a mitigação do ruído gerado pelo tráfego de veículos em vias urbanas e rodovias que circundam meios urbanos, mantendo-se o equilíbrio entre a qualidade de vida e o desenvolvimento econômico.

12 7 De acordo com a Resolução CONAMA nº 001 de 08/03/1990 (CONAMA, 1990), que remete a padrões das normas NBR Avaliação do Ruído em áreas Habitadas visando o Conforto da Comunidade (ABNT, 2000a) e NBR Níveis de Ruído para Conforto Acústico (ABNT, 2000b), a qualidade de vida está sendo degradada em virtude da poluição sonora, que se agrava cada vez mais nos grandes centros urbanos. Esta resolução e as referidas normas técnicas estabelecem limites aos níveis sonoros de acordo com o uso das edificações. O ruído no interior das edificações tem significativa parcela proveniente do tráfego de veículos em vias urbanas e rodovias no seu entorno. Nos Estados Unidos, a FHWA (Federal Highway Administration) publicou os padrões de ruído para projetos rodoviários. É estabelecido que quando os níveis de pressão sonora produzidos pelo tráfego se aproximarem ou excederem 67 db(a) no entorno de áreas residenciais, soluções para a redução de ruído devem ser adotadas (FHWA, 2000). Há a necessidade do estudo de alternativas de engenharia, especialmente de pavimentos, para que, com o crescente desenvolvimento econômico, o ruído de tráfego não influencie negativamente na qualidade de vida da população. Quer seja em áreas residências e comerciais, ou nas proximidades a hospitais e escolas, devem ser mantidos os padrões mínimos de conforto acústico para a população exercer suas atividades. De acordo dom a hipótese baseada em estudos realizados por Bernhard e Wayson (2004), Freitas (2008) e Mak et al. (2012), de que quanto mais aberta a textura superficial do pavimento, maior o índice de vazios e menos denso o revestimento, pode-se reduzir o ruído na interface pneu-pavimento em até 10 db(a). Pretende-se neste trabalho, além de avaliar estas relações, reunir subsídios para indicação de revestimentos asfálticos para aplicação em usos específicos, a partir das suas características construtivas. 1.2 OBJETIVOS DA PESQUISA Objetivo geral A pesquisa aqui relatada foi realizada com o objetivo de avaliar o ruído gerado pela ação do tráfego, especificamente na interface pneu-pavimento, para vários tipos

13 8 de revestimentos asfálticos aplicados em pavimentos urbanos e rodoviários do Estado de Sergipe. Com os resultados da avaliação procede-se a indicação de revestimentos asfálticos apropriados para usos específicos em áreas urbanas e marginais de rodovias, buscando uma forma de enquadrar o ruído ainda gerado em patamares internacionalmente aceitos, proporcionando o conforto acústico à sociedade Objetivos Específicos Para alcançar o objetivo geral, foram definidos os seguintes objetivos específicos: Medir o ruído na interface pneu-pavimento por métodos padronizados internacionalmente, definindo suas vantagens e desvantagens; Avaliar a influência da velocidade no nível de ruído gerado na interface pneu-pavimento; Avaliar a influência da macrotextura e microtextura dos pavimentos na geração de ruído; Avaliar a interferência da irregularidade longitudinal do revestimento nos níveis de ruído; Desenvolver modelo de previsão para quantificar níveis de ruído na interface pneu-pavimento, de acordo com a variação de parâmetros como índice de vazios, textura e irregularidade longitudinal do revestimento empregado; Propor especificação para alternativas de pavimentação mais adequadas a vias urbanas críticas, como hospitais, escolas, zonas urbanas residenciais e comerciais.

14 9 2 SOM E RUÍDO 2.1 O SOM Segundo Bernhard e Wayson (2004) acústica é a ciência do som, sendo responsável pelo estudo da sua geração, propagação e recepção. O som pode ser definido como uma variação de pressão ambiente detectável pelo sistema auditivo, proveniente da vibração das moléculas do ar propagadas a partir de estruturas vibrantes. A menor variação detectável chama-se limiar da audibilidade, sendo limiar da dor a variação que provoca incômodo. O sistema auditivo humano é bastante sensível na detecção dessas variações (BISTAFA, 2006). Período (T) é o intervalo de tempo para que a curva da variação de pressão ambiente complete um ciclo inteiro. Quando a amplitude (λ) das ondas for maior que o limiar de audibilidade, o som é detectado. Então, a variação de pressão ambiente é chamada de pressão acústica ou sonora (BISTAFA, 2006). A faixa de frequência que os seres humanos percebem o som inicia-se em 20 Hz e acaba em 20 khz. Acima desta faixa têm-se os ultrassons e abaixo, os infrassons (BISTAFA, 2006). As três características essenciais do som são: a intensidade, a altura e o timbre. A intensidade depende da amplitude do movimento vibratório, da superfície da fonte sonora, da distância entre o receptor e a fonte e da natureza do meio entre estes, determinando se o som é forte ou fraco. A altura, ou frequência do som, é a característica que responde à sensação de som mais agudo ou grave. Representa o número de vezes que a mudança de pressão do ar é repetida na unidade de tempo, estas relacionadas em ciclos por segundo ou Hertz (Hz). O timbre distingue dois sons de mesma intensidade e altura que resultam em diferentes sensações (BRAGA et al., 2005; RASMUSSEN et al., 2007) Medida do som Escala Decibel A percepção do som segue a Lei de Fecher-Weber, que estabelece que o aumento da sensação ao som é proporcional ao logaritmo do estímulo. A unidade para medida de som é o decibel (db), que equivale a um décimo do Bel, esta

15 10 desenvolvida pelos engenheiros da Bell Telephone Laboratories, nos Estados Unidos, que transforma em escala logarítmica a ampla faixa de variação da escala linear de potência (BISTAFA, 2006). (1) Onde: P - Potência medida P 0 - Potência de referência Nível de intensidade sonora Intensidade sonora é a quantidade média de energia na unidade de tempo que atravessa uma área perpendicular à direção de propagação da onda, sendo medida em Watt por metro quadrado (W/m²). A sua medida direta requer a utilização de equipamento específico (sondas de intensimetria) e de procedimentos adequados. Dessa forma, não se pode medir diretamente a potência sonora de uma fonte, apenas podendo esta ser calculada com medidas de intensidade ou pressão (BISTAFA, 2006). Denomina-se Nível de Intensidade Sonora (NIS) a intensidade sonora quando é medida em decibéis, que tem a função de representar a intensidade percebida pela fisiologia do ouvido humano, ou seja, medição da variação de energia (BISTAFA, 2006). A fórmula para aplicação da escala logarítmica é: (2) Sendo: NIS Nível de Intensidade Sonora (db) I1 Intensidade física do som (W/m²) I0 Intensidade de referência =Limiar da audibilidade = W/m² Nível de pressão sonora A pressão sonora é uma grandeza física correlacionada com a sensação subjetiva de intensidade do som, ou seja, o quão intenso é o som que é percebido pelo ser humano (BISTAFA, 2006).

16 11 Assim como a intensidade sonora, a pressão sonora também é relacionada com a escala decibel, resultando no chamado Nível de Pressão Sonora (NPS), pois avalia neste caso a variação de pressão no ar devido à propagação da onda sonora. Seu cálculo é realizado de acordo com a equação seguinte (BISTAFA, 2006): NPS 20 log P1 P0 (3) Onde: NPS = Nível de Pressão Sonora, em db. P1 = Raiz média quadrática das variações dos valores instantâneos da pressão sonora (N/m² ou μpa). P0 = Pressão de referência limiar de audibilidade (2 x 10-5 N/m² ou 20 μpa) Curvas de ponderação De acordo com Bernhard e Wayson (2004), para fazer a correção que mais se aproximaria da percepção auditiva humana na relação de frequências com o nível sonoro, utilizam-se as curvas de ponderação (A, B e C), mostrada na Figura 1. A curva mais utilizada para a avaliação do ruído é a curva de ponderação A, sendo os valores expressos em db (A), pois esta é a que melhor representa a percepção do ouvido humano em amplitudes típicas do ruído ambiente. Já as Curvas de ponderação B e C representam a ponderação para sons de maior amplitude, tipicamente encontrados em ambientes industriais Medidores de campo O sensor de pressão sonora para medidas acústicas é o microfone, que é um transdutor eletroacústico que transforma a pressão sonora em sinal elétrico equivalente. Este sinal pode ser manipulado, amplificado, armazenado e filtrado de diversas formas. Existem seis tipos de microfone: os de carbono, dinâmico, de fita, piezoelétrico, de eletreto e de condensador (BISTAFA, 2006). Dentre os diversos tipos o que mais se adequa a medições acústicas é o microfone de condensador com diafragma metálico (Figura 2). Isso se deve a sua ampla faixa dinâmica, estabilidade e ampla faixa de leitura de frequência. Ao ar livre

17 se recomenda o uso de microfones de ângulo de incidência de 0º, pois normalmente é possível identificar a principal direção de propagação (BISTAFA, 2006). 12 Figura 1 Curvas de ponderação A, B e C. Fonte: IRWN (1979) apud BERNHARD e WAYSON (2004) Os sinais elétricos captados por microfones são lidos por medidores de nível de pressão sonora, que fornecem os resultados de NPS em frequências de interesse. Estes medidores são conhecidos como sonômetros, ou popularmente, decibelímetros (BISTAFA, 2006). Figura 2 - Microfone de condensador com diafragma metálico. Fonte: Behringer (2000).

18 O RUÍDO Todo ruído é um som, porém nem todo som é classificado como ruído, pois este tem conotação ruim, ou seja, é indesejável. Eventualmente os ruídos podem até trazer informações úteis, mas geralmente incomodam, podendo afetar negativamente o desempenho nas atividades de trabalho, interferindo na comunicação oral e na concentração. Fora do ambiente de trabalho, ele gera incômodo, interfere em atividades como o sono, conversação, relaxamento, que causam impacto psicológico, podendo, a depender do nível e exposição, prejudicar a saúde mental (BISTAFA, 2006). A Figura 3, adaptada do estudo realizado por Rasmussem et al (2007), exemplifica os níveis qualitativos de pressão sonora dos ruídos gerados em diversos ambientes. O ruído de tráfego, geralmente, é considerado de nível médio, ou seja, se encontra na faixa de 60 a 100 db(a). Figura 3 Níveis de pressão sonora em diversos ambientes. Fonte: Adaptada: Rasmussem et al (2007)

19 14 3 GERAÇÃO DE RUÍDO NA INTERFACE PNEU-PAVIMENTO Conforme estudo realizado por Hanson e James (2004), o som emitido pelo tráfego é caracterizado como ruído e é constituído por inúmeras fontes (motor, atrito pneu-pavimento, efeito aerodinâmico, dentre outros). O atrito gerado na interface pneu-pavimento supera os demais quando os veículos trafegam a velocidades acima de 40 km/h. A Figura 4, resultado de estudos dos mesmos autores, detalha graficamente a variação das diversas fontes de ruído de tráfego de acordo com a velocidade imprimida por um veículo de passeio. Figura 4 Ruído de tráfego estratificado por suas fontes constituintes Fonte: Hanson e James, O ruído gerado na interface pneu-pavimento resulta de numerosos e complexos mecanismos, que ocorrem simultaneamente e em graus variáveis a depender das características do pneu, como desenho das ranhuras, borracha utilizada na fabricação e pressão de calibração, e do pavimento, como textura, porosidade, rigidez, etc. (RASMUSSEN et al., 2007). Todos estes mecanismos terão uma maior ou menor atuação na geração de ruído a depender da velocidade de tráfego.

20 15 Os mecanismos de geração de ruído na interface pneu-pavimento são divididos em mecânicos e aerodinâmicos, com características descritas nos itens seguintes. 3.1 INFLUÊNCIA DOS REVESTIMENTOS RODOVIÁRIOS NA GERAÇÃO DE RUÍDO NA INTERFACE PNEU-PAVIMENTO Além da velocidade, conforme visto na seção 3, existem muitas características na superfície do pavimento que se sabe ou se acredita que influenciam na geração do ruído de tráfego. Dentre estas características do pavimento, cada uma com sua relevância na geração ou redução do ruído, podem ser destacadas a textura superficial, índice de vazios, espessura, adesão pneu-pavimento e rigidez do revestimento. A textura superficial é a principal responsável pela alteração no nível do ruído em um pavimento, seguido dos vazios, rigidez, espessura e adesão (RASMUSSEN et al., 2007). A textura superficial do pavimento resume características que dizem respeito ao conforto e a segurança dos usuários da via. A avaliação da textura é dividida em quatro tipos segundo sua escala de variação: microtextura, macrotextura, megatextura e irregularidade (Tabela 1), segundo o comprimento de onda (l). Tabela 1 - Classificação da textura de um pavimento. Classificação da textura Escala de Variação Microtextura Macrotextura Megatextura Irregularidade l < 0,5 mm 0,5 mm < l < 50 mm 50 mm < l < 500 mm 0,5 m < l < 50 m Fonte: Bernucci et al., A microtextura trata da rugosidade ou aspereza da superfície individual dos agregados que compõem o revestimento. Já a macrotextura está relacionada ao tamanho do agregado, aos espaços vazios existentes no revestimento e à forma geométrica de cada agregado (BERNUCCI et al., 2006). A megatextura está ligada a buracos (panelas) em fase acentuada de degradação, ondulações e desníveis na pista (BERNUCCI et al., 2006).

21 16 A irregularidade de um pavimento é definida como o desvio da superfície da rodovia com relação a um plano de referência, que afeta o movimento dos veículos, a qualidade de rolamento e as cargas dinâmicas sobre a via (PATERSON, 1987). Na Figura 5 pode-se observar a influência da textura no ruído de tráfego proposta por Sandberg et al. (2002), tendo-se as escalas de macro e megatextura com os principais geradores. Nesta proposta, a microtextura e irregularidade são caracterizadas pela pouca influência na geração de ruído. Figura 5 - Relação entre a escala da textura e seus efeitos nas características do pavimento Fonte: Sandberg et al., Escala da textura (mm) No entanto, como as ondulações e defeitos do pavimento (parcela da megatextura) são facilmente detectáveis por medidores de irregularidade, acreditase que possa existir alguma relação entre a irregularidade longitudinal e o ruído na interface pneu-pavimento, especificamente em velocidades elevadas, quando as vibrações no pneumático são maiores. Isto pode ficar mais evidente em pavimentos de alta irregularidade longitudinal, quando os impactos do pneu com o pavimento são maiores devido ao efeito de cargas dinâmicas (PATERSON, 1987). Segundo Freitas (2008), os valores obtidos de megatextura têm influência nos ruídos de baixa frequência, inferiores a Hz, enquanto que baixos valores da macrotextura tem influência na emissão dos ruídos em frequências altas, superiores

22 17 a Hz. O ruído depende fortemente da macro e megatextura dos revestimentos, pois são fatores determinantes em relação ao impacto mecânico do pneu sobre o revestimento, resultando em vibrações na carcaça. Ainda, uma macrotextura mais aberta possibilita a diminuição do ruído gerado pelo bombeamento do ar na interface pneu-pavimento, pois este é mais facilmente dissipado. Da mesma forma que a macrotextura, um maior índice de vazios do revestimento possibilita a redução do ruído de tráfego, contribuindo para a dissipação do ar. A densidade do pavimento é uma relação entre a sua massa e seu volume. Para o caso de pavimentos asfálticos, este parâmetro pode ser um bom indicador, além de outros fatores, do índice de vazios do material, já que quanto maior este, há uma redução do valor da densidade (BERNUCCI et al., 2006). A microtextura poderá aumentar ou diminuir o atrito entre o pneu e o pavimento, podendo influenciar no ruído de tráfego, devido ao maior ou menor contato entre as superfícies do pneumático e do revestimento asfáltico. 3.2 MECANISMOS MECÂNICOS DE GERAÇÃO DO RUÍDO Vibrações Radiais Ao girar o pneu sobre o pavimento a banda de rodagem gera centenas ou milhares de impactos por segundo, a medida que os gomos tocam a superfície deste. As vibrações provocadas são amplificadas pela parede lateral do pneumático, conforme Figura 6 (RASMUSSEN et al., 2007). Figura 6 - Vibrações ocasionadas pelo impacto da banda de rodagem no pavimento. Fonte: Adaptado de Rasmussen et al, 2007 p. 15

23 18 Altos índices de irregularidade e os defeitos dos revestimentos asfálticos contribuem para potencializar este efeito, pois aumentam o número de pontos de impacto, elevando as vibrações. Altas velocidades também potencializam tal efeito, elevando as vibrações provocadas pelos impactos dos gomos na superfície Vibrações no deslizamento/adesão Segundo Rasmussen et al. (2007), quando o pneu rola sobre a superfície do pavimento a borracha é continuamente deformada e distorcida, em movimentos de aceleração ou frenagem. Eventualmente as forças horizontais excedem o limite de fricção do pavimento e a borracha escorrega, readerindo a superfície imediatamente, desta forma gerando ruído (Figura 7). Figura 7 Efeito do deslizamento/adesão entre pneu e pavimento. Fonte: Adaptado de Rasmussen et al, 2007 p. 16 Revestimentos com microtextura elevada promovem uma maior área de contato, dificultando os deslizamentos e a ocorrência de ruídos desta natureza. Isto fica mais evidente quando o veículo trafega em baixa velocidade e o contato entre pneu e pavimento é maior Vibrações de adesividade Durante o rolamento, quando o pneu perde contato com o pavimento surge um efeito de sucção (Figura 8) semelhante a uma ventosa. Quando esta adesividade é vencida gera-se uma vibração na carcaça do pneu que, consequentemente, produz um efeito sonoro (RASMUSSEN et al., 2007).

24 19 Figura 8 Efeito da adesividade pneu-pavimento. Fonte: Adaptado de Rasmussen et al, 2007 p. 17 Revestimentos com textura muito fechada promovem uma maior adesão pneu-pavimento, favorecendo a ocorrência de ruídos desta natureza. 3.3 MECANISMOS AERODINÂMICOS DE GERAÇÃO DO RUÍDO Bombeamento de ar As lacunas existentes na interface pneu-pavimento são normalmente preenchidas com ar. Quando o veículo está em movimento, parte deste ar é espremida para fora e a outra fica aprisionada e comprimida. A medida que o pneu perde contato com o pavimento, o ar que estava aprisionado é forçado a sair e algumas vezes gera sucção (Figura 9). Este fenômeno se repete centenas de vezes por segundo e o som deste ar, se movendo rapidamente, pode ser percebido pelo ouvido humano (RASMUSSEN et al., 2007). Figura 9 Efeito do bombeamento de ar na interface pneu-pavimento. Fonte: Adaptado de Rasmussen et al, 2007 p. 16

25 20 Revestimentos com textura mais aberta tendem a reduzir tais efeitos, tendo em vista o ar ser dissipado mais facilmente. O desenho e quantidade das ranhuras do pneu pode contribuir ou não com a redução deste fenômeno Ressonância de Helmholtz É semelhante ao que ocorre quando se sopra na boca de uma garrafa, quando se pode ouvir um som distinto produzido quando o ar vibra para cima e para baixo em seu interior. O ar presente na cunha formada entre o pneu e o pavimento (Figura10) emite som ao ser movimentado (RASMUSSEN et al., 2007). Figura 10 Efeito da ressonância de Helmholtz na interface pneu-pavimento. Fonte: Adaptado de Rasmussen et al, 2007 p. 18 Assim como no bombeamento de ar, a textura mais aberta do revestimento e uma maior quantidade de ranhuras do pneu tendem a reduzir a geração de ruído desta natureza Corneta Acústica A cunha formada entre o pneu e o pavimento, tanto na parte dianteira como traseira do pneumático, é uma cavidade preenchida por ar livre na qual há reflexões múltiplas de sons gerados na interface pneu-pavimento (Figura 11) (RASMUSSEN et al., 2007). Este fenômeno tem influência da calibração e da estrutura construtiva dos pneus que podem aumentar ou diminuir a abertura da corneta, consequentemente aumentando ou diminuindo a reflexão dos sons gerados na interface pneu-

26 pavimento. Ainda, pavimentos porosos podem dissipar as ondas sonoras, reduzindo as reflexões. 21 Figura 11 - Reflexões geradas pela corneta acústica na interface pneu-pavimento. Fonte: Adaptado de Rasmussen et al, 2007 p Tubo de Ressonância Quando o deslocamento de ar proveniente da emissão de um determinado som ocorre no interior de um tubo, este será amplificado na saída. De forma análoga, os sulcos da banda de rodagem dos pneus funcionam como amplificadores de sons gerados na movimentação do pneu sobre o pavimento (Figura 12) (RASMUSSEN et al., 2007). Figura 12 - Tubos de ressonância em um pneu. Fonte: Adaptado de Rasmussen et al, 2007 p. 18 Como os sulcos da superfície do pneu são indispensáveis a segurança do movimento do veículo, este fenômeno é praticamente inevitável.

27 Vibrações das paredes laterais As pequenas vibrações provocadas pelo movimento do pneu ao rolar sobre o pavimento são amplificadas pelas vibrações transmitidas as paredes laterais do pneu (Figura 13) (RASMUSSEN et al., 2007). Tal amplificação será influenciada pela pressão de calibração dos pneus, que em pressões abaixo da recomendada permitem uma maior vibração da carcaça do pneumático. Figura 13 - Vibrações das paredes laterais do pneu. Fonte: Adaptado de Rasmussen et al, 2007 p Ressonância de Cavidade Apesar de ser mais facilmente percebida no interior do veículo, a resposta do ar interno do pneu a qualquer impacto causa ressonância suficientemente audível (Figura 14) (RASMUSSEN et al., 2007). Estando o pneu com pressão de calibração acima da recomendada pelo fabricante, há uma maior distensão da borracha que aumentará a cavidade interna e consequentemente influenciando na ressonância dos sons em seu interior. Figura 14 - Ressonância de cavidade em um pneu. Fonte: Adaptado de Rasmussen et al, 2007 p. 19

28 23 4 TÉCNICAS PARA MITIGAÇÃO DO RUÍDO PNEU-PAVIMENTO O ruído gerado na interface pneu-pavimento apresenta inúmeras variáveis. Para a redução dos níveis de pressão sonora que chegam à população, pode-se proceder a implantação de barreiras acústicas e/ou a execução de pavimentos silenciosos. 4.1 BARREIRAS ACÚSTICAS À medida que o som se propaga o nível de pressão sonora é atenuado ao longo de sua trajetória. Vários fatores influenciam nesta atenuação, desde o próprio ar atmosférico a barreiras físicas que reduzem o nível de pressão sonora que atingirá o receptor. Para o caso de rodovias, uma maneira de atenuar os sons gerados pelo tráfego de veículos é o uso de barreiras acústicas ao longo das suas margens, podendo estas ser em metal, solo, concreto, vegetação etc. (BISTAFA, 2006). Segundo Harris (1979) apud Freitas e Trabulo (2007), nas barreiras acústicas, parte da energia sonora refletida ou dispersada volta a fonte e outra é absorvida ou transmitida pela barreira. Ainda pode haver difração no topo da barreira (Figura 15). Figura 15 - Trajetória das ondas sonoras ao alcançarem uma barreira acústica Fonte: Freitas e Trabulo (2007) De acordo com a FHWA (2000), a altura da barreira é o fator mais importante na redução de ruído, onde cada 1,0 m de altura adicionado a uma linha de visão

29 24 equivalente a um adulto mediano, resulta na redução de 1,5 db do NPS que chega ao receptor (Figura 16). A barreira até a linha de visão pode resultar em uma redução de 5 db(a). Figura 16 Influência da altura da barreira acústica Fonte: Adaptado de FHWA, Segundo Specht et al. (2009), estas soluções (barreiras acústicas) deveriam entrar em desuso, por serem ineficientes e onerosas. 4.2 PAVIMENTOS SILENCIOSOS Uma forma alternativa à construção de barreiras físicas para proteção acústica é a utilização de pavimentos silenciosos. De acordo com Sandberg et al. (2002) um pavimento silencioso é aquele que, ao interagir com o rolamento do pneu, influencia o ruído do veículo de tal forma que o NPS é reduzido em no mínimo 3 db(a) em relação ao obtido em revestimentos convencionais. Segundo Bernhard e Wayson (2004), é possível construir e manter pavimentos que são mais silenciosos do que pavimentos tipicamente utilizados, além de serem também seguros, duráveis e rentáveis. Os pavimentos silenciosos chegam a reduzir entre 3 e 10 dba os níveis de pressão sonora emitidos pela interface pneu-pavimento. Cada 5 dba de redução de

30 25 ruído representa uma grande redução de incômodo ao ser humano, especialmente por se tratar de uma variável logarítimica. Este valor é utilizado como parâmetro nas agências de transporte norte-americanas (BERNHARD e WAYSON, 2004). O conceito de pavimento silencioso é bem recente, existindo poucos registros de pesquisa específica sobre este tema no Brasil, não constando nas pesquisas deste trabalho bibliografias relacionadas ao controle do ruído gerado pela interface pneu-pavimento. Em outros países existem algumas experiências relacionadas ao ruído na interface pneu-pavimento, como na Corea do Sul, onde Cho e Mun (2008) avaliaram o efeito da velocidade e da superfície dos revestimentos no NPS captado durante os ensaios realizados na via expressa Jungbu Inland. Os estudos demonstraram a influência da velocidade e da textura da superfície no NPS gerado. Em pesquisas realizadas na Espanha com o método CPX (Close Proximity), Paje et al. (2010) demonstraram a eficácia da incorporação de borracha reciclada ao revestimento asfáltico na redução do ruído emitido na interface pneu-pavimento, obtendo-se uma redução de 2,0 db(a) em relação a uma mistura asfáltica sem adição de borracha. De acordo com Kowalski et al. (2009), revestimentos com camada de desgaste em CPA Camada Porosa de Atrito - são mais silenciosas do que revestimentos em DGA Dense-Graded Alphalt (asfalto de graduação densa) - e SMA - Stone Matrix Asphalt (matriz pétrea asfáltica). Tal conclusão se deu após o monitoramento durante 4 anos do ruído de tráfego em trechos de rodovias com os revestimentos citados. Em um estudo realizado por Freitas et al. (2012) em Portugal, observou-se o aumento do NPS a medida que se aumentava a velocidade de tráfego, bem como quando se observava maior densidade de tráfego. Já uma textura mais aberta da superfície dos pavimentos levava à redução do NPS. Estudo realizado nos Estados Unidos por Kocak e Kutay (2012), também concluram que a mistura asfáltica utilizada tem forte influência na redução do nível de pressão sonora gerado na interface pneu-pavimento. Bueno et al. (2011) estudaram a influência da temperatura da superfície do pavimento na geração do ruído na interface pneu-pavimento. Analisando os

31 26 resultados, observaram que o aumento da temperatura do pavimento conduz a uma redução do NPS a taxa de 0,06 db(a) a cada 1ºC. Pierce et al. (2009) estudaram a diminuição da eficiência de pavimentos porosos na redução do ruído gerado na interface pneu-pavimento ao longo do tempo. Observou-se que pavimentos porosos aplicados no estado de Washington nos EUA, perdiam rapidamente a sua capacidade de reduzir o ruído de tráfego devido ao seu desgaste precoce, este provocado pelos pneus de uso em neve devido as suas travas metálicas. Meiarashi (2004) acompanhou o desenvolvimento de um pavimento de baixo ruído executado no Japão para a redução do ruído de tráfego. Este novo pavimento tem uma estrutura porosa composta de borracha feita a partir de granulado de pneus usados e resina de uretano como o seu ligante. É chamado de pavimento poroso elástico (PERS). Observou-se que este pavimento tem um potencial de redução NPS de até 10,0 db(a). Na China, em estudo realizado por Lan et al. (2009), compararam-se misturas asfálticas modificadas com borracha. Comparando-se uma mistura de granulometria aberta com uma densa, percebeu-se que a mistura de granulometria mais aberta foi capaz de reduzir em 8,9 db(a) o NPS emitido na interface pneu-pavimento. Wang (2012), realizou estudo em nove tipos de pavimentos em 61 trechos de rodovias na Carolina do Norte (EUA), medindo o nível de ruído gerado na interface pneu-pavimento, para investigar quais pavimentos seriam mais silenciosos. Observou que vários efeitos interferem na emissão de ruído, tais como temperatura, umidade, velocidade de condução do veículo, peso do veículo e idade do pavimento. Verificou-se valores de NPS de até 4,6 db(a) menores em pavimentos de granulometria menos densa. Mendonça et al. (2013) observou que soluções de redução de ruído de tráfego com o uso de pavimentos mais silenciosos, baseando-se em Freitas et al. (2012), se aliadas a veículos mais silenciosos, como elétricos ou híbridos, podem representar um perigo aos pedestres. Analisando-se a percepção do som nas diversas faixas etárias, o ruído de tráfego, desde que não seja excessivo, configurase como um alerta aos pedestres, pois acima dos sessenta anos o indivíduo pode ter uma perda de percepção de som acima de 75,0%.

32 27 5 MÉTODOS PARA AVALIAÇÃO DO RUÍDO DE TRÁFEGO Até o momento não existem métodos e normas brasileiras estabelecidos para as pesquisas acerca de pavimentos silenciosos. Contudo, existem métodos normatizados internacionalmente, pela International Organization for Standardization, para levantamento de ruído na interface pneu-pavimento e avaliação do nível e frequência do som. Alguns destes métodos servem para avaliação do ruído gerado pela passagem de veículos lateralmente a via. Existem alguns outros que avaliam o ruído gerado na interface pneu-pavimento. Há também um modelo matemático desenvolvido pela FHWA (1998) com o qual é possível estimar o ruído ao longo da margem da via produzido por apenas um veículo e para um fluxo de veículos. Estes métodos são descritos nos itens seguintes. 5.1 MÉTODO ESTATÍSTICO DE PASSAGEM (STATISTICAL PASS-BY METHOD, SPB) Levantamento de ruído preconizado pela ISO /1997, o SPB Statistical Pass-By Method, ou método estatístico de passagem, mede o nível de pressão sonora (db (A)) gerado por veículos classificados como leve, pesado com dois eixos e pesado com mais de dois eixos em um ponto específico de uma rodovia. É indicado para análises de ruído em vias de tráfego normal. De acordo com a referida Norma, para realização do ensaio o microfone deve ficar distante 7,50m (±0,1m) do eixo da via e a uma altura de 1,20m (±0,1m) acima do plano da linha de tráfego, conforme Figura 17. Para a avaliação do ruído em diferentes tipos de pavimentos é calculado o Índice Estatístico de Passagem (Statistical Pass-By Index, SPBI) que leva em consideração o tipo de veículo, sua pressão sonora medida e a velocidade de referência da rodovia (ISO /1997). O SPBI é obtido pela Equação 4 (ISO /1997): (4) Onde: SPBI Índice Estatístico de Passagem; W 1, W 2a, W 2b Fatores de proporção de cada tipo de veículo;

33 28 L 1, L 2a, L 2b Valor de pressão sonora de cada tipo de veículo; V 1, V 2a, V 2b Velocidade de referência da rodovia. Figura 17 - Método SPB para avaliação de ruído de tráfego Fonte: Freitas (2008) 5.2 MÉTODO DA PASSAGEM CONTROLADA (CONTROLED PASS BY, CPB) É bastante similar ao SPB, diferenciando-se por ser feito o controle dos veículos que irão trafegar com velocidades pré-estabelecidas. Conforme preconizado pela norma ISO 362/1998, este tipo de levantamento deve ser realizado com o uso de dois microfones para captação do NPS, de acordo com a Figura MÉTODO DA PROXIMIDADE IMEDIATA (CLOSE PROXIMITY, CPX) Normatizado pela ISO /2000, este método consiste em medir a pressão sonora do ruído gerado na interface pneu-pavimento com um sistema de captação formado por dois microfones fixados próximo ao pneu, podendo ser instalado em uma das rodas do próprio veículo ou de um trailer a ser rebocado pelo veículo (Figuras 19 e 20). Deve-se realizar os levantamentos com velocidades determinadas previamente.

34 29 Figura 18 - Método CPB para avaliação de ruído de tráfego. Fonte: ISO 362 (1998) Figura 19 Sistema de medição de NPS CPX montado em trailer puxado por veículo. (a) trailer puxado por veículo; (b) detalhe do posicionamento dos microfones Fonte: Hanson et al. (2004) (a) (b) A referida norma estabelece o esquema de montagem deste tipo de sistema, que deve seguir o exposto na Figura 21.

35 30 Figura 20 Microfones fixados na roda do próprio veículo no método CPX. Fonte: Freitas et al. (2008) Figura 21 - Posicionamento dos microfones para levantamentos CPX Fonte: Adaptado de Freitas et al. (2008) De acordo com Hanson e James (2004), o método CPX tem vantagens como a capacidade de medir o NPS em praticamente qualquer tipo de superfície e ter

36 31 menor influência de outros ruídos devido a proximidade da interface pneupavimento. Este método, apesar de simples e bastante representativo, pode ter influência de ruídos de ventos e não representa o tráfego normal da via. Porém, é ideal para a análise do NPS gerado na interface pneu-pavimento, pois há baixa influência de outras fontes de ruído, como ruído de motores, vibração da carcaça do veículo, etc. 5.4 MÉTODO DA INTENSIDADE DE SOM APROXIMADA (CLOSE PROXIMITY SOUND INTENSITY, CPI) Normatizado pela ISO 3740/2000, este método é muito semelhante ao CPX, descrito anteriormente, diferindo apenas por serem feitas leituras de Nível de Intensidade sonora. 5.5 AVALIAÇÃO DO RUÍDO NO ENTORNO DE VIAS Para ser possível a avaliação da propagação do ruído no entorno da via, ou seja, em residências e demais edificações, poder ser utilizado um método preconizado pela FHWA - Federal Highway Administration (1998) do U.S. Department of Transportation. A FHWA (1998) definiu um modelo para prever o nível de pressão sonora ao lado de uma via, originado por uma fonte sonora deslocando-se continuamente (veículo): d NPS 2 NPS1 10 log d (6) Onde: NPS 2 = Nível de pressão sonora estimada no ponto 2, em db(a). NPS 1 = Nível de pressão sonora detectada no ponto 1, em db(a). d 2 d 1 α = Distância do ponto 2 à fonte sonora (m). = Distância do ponto 1 à fonte sonora (m). = Fator de absorção sonora da cobertura do solo entre a via e o receptor. Este valor é empírico. Para o caso de poucas obstruções laterais e cobertura de solo impermeabilizada, o nível sonoro será reduzido em 3 db para cada

37 32 duplicação da distância e assume-se o valor de 0, já para cobertura permeável, o nível sonoro reduzirá 4,5 db a cada duplicação da distância e o valor será 0,5 (BISTAFA, 2006). Os principais mecanismos de atenuação sonora ao ar livre são a distância, a absorção sonora do ar atmosférico, reflexões no solo e barreiras naturais (copas de árvores) e artificiais (Figura 22) (BISTAFA, 2006). Figura 22 Mecanismos mais significativos de atenuação sonora. Fonte: Anderson e Kurse apud Bistafa, 2006 Também foi desenvolvido pela FHWA (1998) um modelo que para definição do nível de pressão sonora equivalente horário que um fluxo de veículos pode ocasionar em imediações de vias. Este modelo foi desenvolvido levando-se em consideração o conhecimento do nível sonoro a 15 metros do eixo da via, daí a utilização da relação 15 sobre a distância (d a ) do ponto analisado na Equação 7. NPS N 15 d 1+ h = NPS 2 10 log 10 log 13 Acomb V T a (7) Onde: NPS(h)= Nível de pressão sonora equivalente horário do tipo de veículo, em db(a). N = Quantidade de veículos do tipo, no intervalo de T = 1 hora. V = Velocidade média do tipo de veículo, em km/h.

38 T = Tempo para o qual se deseja calcular o nível sonoro, em horas. d a = Distância (perpendicular ao eixo da pista) até o ponto a ser analisado (m). A comb = É o efeito combinado de diferentes formas de atenuação, que pode ser a combinação entre barreiras e o solo, entre gradientes de temperatura/velocidade do vento e a barreira, ou entre gradientes de temperatura/velocidade do vento e solo. Caso seja uma área livre (sem barreiras) e solo impermeabilizado (situação das vias estudadas), nesta pesquisa, este já está computado pelo fator de absorção (BISTAFA, 2006). 33 Estes dois métodos têm na temperatura ambiente e incidências de vento sua limitação, fato que pode incorrer em divergências quando aplicados em países de clima tropical.

39 34 6 METODOLOGIA Neste capítulo são apresentadas as análises que foram realizadas, o plano experimental para obtenção dos dados e os procedimentos de coleta de dados em campo. 6.1 PAVIMENTOS AVALIADOS Para aquisição de dados foram realizados levantamentos em 9 (nove) segmentos teste distintos, contemplando 6 (seis) tipos de revestimentos comumente empregados tanto no estado de Sergipe como nos demais estados brasileiros: Concreto Asfáltico Usinado a Quente, Concreto Asfáltico com ligante modificado com borracha de pneu, Microrevestimento Asfáltico, Tratamento Superficial Duplo TSD, Concreto Asfáltico com ligante modificado com SBS e Pré-Misturado a Frio - PMF. Os pavimentos analisados estão localizados nos municípios de Aracaju (CAUQ com baixo volume de tráfego, AB, MRA e PMF), São Cristóvão (CAUQ com alto volume de tráfego) e Itaporanga D Ajuda (CAUQ com alto volume de tráfego, TSD e SBS), todos em Sergipe (Figura 23), e foram cadastrados com auxílio de GPS. Os segmentos estudados são descritos nos itens seguintes. A avaliação de revestimento com Camada Porosa de Atrito (CPA) foi abortada dos objetivos da pesquisa devido ser tecnicamente inviável a sua construção como trecho experimental. A bibliografia sugere baixa durabilidade deste material em regiões com alta incidência solar, como o que ocorre no Nordeste Brasileiro. Devido à limitação de tempo de captura de dados do software utilizado nos levantamentos de ruído (de apenas 9,0 segundos), a extensão máxima utilizada em cada trecho a partir da coordenada lida no GPS foi de 200 metros (para ensaios a 80 km/h), conforme Figura Concreto asfáltico convencional com baixo volume de tráfego Segundo informações fornecidas pela EMURB (Empresa Municipal de Obras e Urbanização), praticamente em todas as ruas com pavimentação asfáltica da cidade de Aracaju - SE foi utilizado concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ) como revestimento.

40 35 Figura 23 Localização dos trechos avaliados Trecho em CAUQ 1 Trecho em CAUQ 2 Trecho em CAUQ 3 Trecho em AB Trecho em MRA Trecho em TSD Trecho em SBS 1 Trecho em SBS 2 Trecho em PMF Figura 24 Extensão dos trechos de teste para cada velocidade de tráfego Foi analisado um trecho da Avenida Oviêdo Teixeira, localizado na zona sul da cidade de Aracaju (Latitude 10º56 45,0 S e Longitude 37º03 25,4 W), com pouca movimentação de tráfego e também com poucas edificações em suas margens (Trecho CAUQ 1 ). O pavimento apresentava poucos defeitos na época do levantamento (Figura 25).

41 Figura 25 Trecho CAUQ 1 com baixo volume de tráfego em Aracaju: (a) aspecto da via; (b) localização do segmento teste. 36 (a) (b) Concreto asfáltico convencional com alto volume de tráfego Foram analisados dois segmentos revestidos com concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ) sujeitos a alto volume de tráfego (Trechos CAUQ 2 e CAUQ 3 ). O Trecho B situa-se no município de São Cristóvão SE e o Trecho C no município de Itaporanga D Ajuda SE. Ambos compreendem Trechos da BR-101 (Figura 26). Como a rodovia apresenta tráfego intenso, os levantamentos só foram possíveis com a realização de desvio do tráfego durante a execução dos ensaios. As localizações geográficas dos Trechos CAUQ 2 e CAUQ 3 avaliados são Latitude 10º57 33,1 S e Longitude 37º15 00,4 W, Latitude 11º00 59,1 S e Longitude 37º19 13,1 W, respectivamente. Ambos apresentavam bastante defeitos estruturais, principalmente trincamento por fadiga.

42 Figura 26 Trechos em CAUQ com alto volume de tráfego. Trecho CAUQ 2 :(a) aspecto da via; (b) localização do segmento teste; Trecho CAUQ 3 : (c) aspecto da via; (d) localização do segmento teste Asfalto Borracha O trecho revestido com concreto asfáltico com ligante modificado com borracha de pneu (Trecho AB) situa-se na zona sul da cidade de Aracaju SE (Latitude 10º55 51,6 S e Longitude 37º03 53,2 W), onde as especificações da pavimentação tiveram que atender à concepção ecológica da especulação imobiliária local (Figura 27). Está localizado na rua Engenheiro Antônio Gonçalves Soares, no bairro Luzia. O pavimento apresentava bastante ondulação. O volume de tráfego já é elevado, especialmente de veículos de passeio, e conta com muitas edificações em seu entorno.

43 Figura 27 Trecho AB - Asfalto Borracha analisado na zona sul da cidade de Aracaju: (a) aspecto da via; (b) localização do segmento teste. 38 (a) (b) Microrevestimento Asfáltico O segmento revestido com microrevestimento asfáltico (Trecho MRA) está situado na rodovia José Sarney, litoral sul da cidade de Aracaju - SE (Figura 28). O pavimento consiste de tratamento superficial duplo que, em processo de restauração, foi sobreposto por camada de microrevestimento. Figura 28 Trecho MRA - Microrevestimento asfáltico na cidade de Aracaju: (a) aspecto da via; (b) localização do segmento teste. (a)

44 39 (b) Esta rodovia localiza-se no litoral e o trecho selecionado para a pesquisa está compreendido entre edificações (restaurantes, clubes e pousadas), visando minimizar a influência dos ventos nos levantamentos de ruído. A sua localização geográfica é Latitude 11º01 40,4 S e Longitude 37º04 37,3 W Tratamento Superficial Duplo TSD O segmento revestido com Tratamento Superficial Duplo - TSD (Trecho TSD) situa-se no município de Itaporanga D Ajuda SE (Figura 29) e faz parte da rodovia SE 438, que liga a cidade de Aracaju ao litoral sul do estado. Está na localizado nas coordenadas Latitude 11º08 20,5 S e Longitude 37º11 13,2 W e encontra-se em bom estado de conservação. Figura 29 Trecho TSD - Tratamento Superficial Duplo no município de Itaporanga D Ajuda: (a) aspecto da via; (b) localização do segmento teste. (a)

45 40 (b) Concreto Asfáltico com Polímero - SBS Foram analisados dois segmentos revestidos com Camada de Concreto Asfáltico com ligante modificado com polímero SBS (Trechos SBS 1 e SBS 2 ), sujeitos a alto volume de tráfego. Ambos compreendem Trechos da BR-101, recém duplicada, no município de Itaporanga D Ajuda SE (Figura 30). Como a rodovia apresenta tráfego intenso, os levantamentos só foram possíveis com a realização de desvio do tráfego durante a execução dos ensaios. As localizações geográficas dos Trechos SBS 1 e SBS 2 avaliados são Latitude 10º57 34,0 S e Longitude 37º15 01,3 W, Latitude 11º00 56,5 S e Longitude 37º19 09,9 W, respectivamente Pré-Misturado a Frio O segmento revestido com Pré-Misturado a Frio (Trecho PMF) situa-se em área da cidade de Aracaju SE, na zona sul da cidade (Latitude 10º55 54,2 S e Longitude 37º04 12,1 W), onde foram realizadas obras de saneamento básico e a recomposição do revestimento asfáltico foi executado com PMF denso (Figura 31). Está localizada na Avenida Dr. Francisco Moreira, no Bairro Luzia. 6.2 COLETA DE DADOS Os procedimentos utilizados na obtenção dos dados de macrotextura e microtextura, irregularidade longitudinal, densidade do revestimento e nível de pressão sonora dos pavimentos, utilizados para o desenvolvimento do modelo de previsão e na proposta de especificação de pavimentação adequada às vias com restrição de ruído, são descritos nos itens seguintes.

46 Figura 30 Trechos SBS 1 e SBS 2 em CAUQ com adição de SBS no município de Itaporanga D Ajuda. Trecho SBS 1 : (a) aspecto da via; (b) localização do segmento teste; Trecho SBS 2 : (c) aspecto da via; (d) localização do segmento teste. 41 Figura 31 Trecho PMF Pré-Misturado a Frio no município de Aracaju: (a) aspecto da via; (b) localização do segmento teste. (a)

47 42 (b) AVALIAÇÃO DA MACROTEXTURA DOS REVESTIMENTOS A macrotextura dos pavimentos foi analisada por meio do método de Ensaio de Mancha de Areia e por medição com laser de alta frequência (ambos equipamentos adquiridos com fontes de recurso distintas do CNPq). O ensaio de Altura de Mancha de Areia é realizado de acordo com a Norma ASTM-E-965. Inicialmente é feito o espalhamento de 25 cm³ de areia, previamente preparada em laboratório, cuja granulometria compreende grãos que passam na peneira nº 60 e ficam retidos na nº 80, utilizando-se um espalhador circular, com revestimento de borracha em sua base, sobre o pavimento limpo e seco, fazendo movimentos circulares de modo que a areia se distribua também de forma circular (Figura 32 a, b, c). Em seguida são medidos quatro diâmetros da mancha (Figura 33d). Para cada revestimento foram realizadas três amostras de mancha de areia, sendo utilizada a média dos diâmetros maior e menor na fórmula do cálculo da altura da mancha de areia. O cálculo da altura de mancha de areia é realizado por meio da Equação (5). Hs = V / (π.d²/4) (5) Onde: Hs Altura da mancha de areia (mm) V volume de areia ( mm³) D diâmetro médio da mancha (mm)

48 Figura 32 Ensaio de mancha de areia: (a) e (b) espalhamento em movimentos circulares; (c) disposição das três amostras; (d) verificação dos diâmetros. 43 Após a obtenção dos resultados é feita a classificação da macrotextura em função da altura de mancha de areia de acordo com a Tabela 3. A outra forma que se analisou a macrotextura foi através dos resultados de medições com módulos lasers de alta frequência (Figura 33). Tabela 2 Classificação da macrotextura em função da altura de mancha de areia AVALIAÇÃO DA MACROTEXTURA - MÉTODO DA ALTURA DE AREIA PROFUNDIDADE MÉDIA (mm) Hs < 0,20 mm TEXTURA SUPERFICIAL MUITO FINA OU MUITO FECHADA 0,20 mm < Hs < 0,40 mm FINA OU FECHADA 0,40 mm < Hs < 0,80 mm MÉDIA 0,80 mm < Hs < 1,20 mm GROSSEIRA OU ABERTA Hs > 1,20 mm MUITO GROSSEIRA OU MUTIO ABERTA Fonte: DNIT (2005)

49 44 Figura 33 Laser de alta frequência para análise de macrotextura Obtendo-se medições diretas do perfil com conjunto laser, ao longo de uma distância de referência (distância de base de 10 cm), tem-se o chamado MPD (Mean Profile Depth), que é calculado a partir da média das profundidades medidas neste perfil (Figura 34) para cada metade da distância de base, conforme a norma ASTM E-1845 apud Salgado et al., Figura 34 Método de cálculo do MPD Mean Profile Depth (ASTM E-1845) Embora sejam medidas correlatas, os resultados de MPD e Hs podem ter divergências devido tanto à variação do diâmetro dos grãos no ensaio de mancha de areia, que influencia o preenchimento das lacunas entre os agregados da superfície

50 45 do pavimento, como pela medida com laser ser bidimensional, enquanto o ensaio de mancha de areia é tridimensional. Desta forma, como o MPD é medido em linha, preferencialmente na trilha de roda, as variações laterais não são captadas pelo sensor laser. Os patamares aceitáveis para concreto asfáltico devem constar no intervalo de 0,60 mm até 1,20 mm, tanto para medidas em Hs quanto em MPD (Bernucci et al., 2006). Para pavimentos drenantes, são sugeridos valores acima de 1,25 mm (Duarte, 2011) AVALIAÇÃO DA MICROTEXTURA DOS REVESTIMENTOS A microtextura dos pavimentos foi analisada por meio do método de Ensaio do Pêndulo Britânico (equipamento adquirido com fonte de recurso distinta do CNPq). Este ensaio é realizado de acordo com a norma ASTM-E Consiste em um equipamento com uma sapata de borracha acoplada na extremidade de uma haste, simulando a superfície de um pneumático, que é solta em movimento pendular a fim de friccionar o revestimento. Com o deslocamento do pêndulo após tocar o pavimento, é feita uma leitura, que mostrará o valor de resistência derrapagem (VRD). Para o procedimento de ensaio, deve-se, inicialmente, nivelar os apoios do aparelho sobre o pavimento com o nível de bolha. Depois efetua-se a verificação do zero e o ajuste do comprimento de fricção do pêndulo com uma régua (Figura 35). Em seguida, com um borrifador de água, o revestimento, já isento de sujeira, é molhado a fim de simular a pior condição de atrito na superfície (Figura 36). Com o auxílio de um termômetro é medida a temperatura da água na superfície do pavimento para correção do valor de VRD. Então o ensaio é realizado com três medidas de VRD para cada revestimento, cujo valor final utilizado é calculado através de média aritmética, com correção da temperatura. Após a análise do resultado, é feita a classificação de acordo com a Tabela 4.

51 46 Figura 35 Pêndulo Britânico: (a) nivelamento; (b) aferição do zero. (a) (b) Figura 36 Pêndulo Britânico: (a) Aplicação de água na superfície; (b) verificação da temperatura; (c) ensaio. (a) (b) (c) Tabela 3 Classificação de microtextura em relação ao VRD CLASSES DE RESISTENCIA À DERRAPAGEM - MÉTODO DO PÊNDULO BRITÂNICO CLASSES VRD - VALOR DE RESISTÊNCIA A DERRAPAGEM 1- PERIGOSA VRD < MUITO LISA 25 < VRD < LISA 32 < VRD < INSUFICIENTEMENTE RUGOSA 40 < VRD < MEDIANAMENTE RUGOSA 47 < VRD < RUGOSA 55 < VRD < MUITO RUGOSA VRD > 75 Fonte: DNIT (2005) AVALIAÇÃO DA IRREGULARIDADE DOS PAVIMENTOS Para as análises de irregularidade longitudinal (IRI - International Roughness Index) foi utilizado um perfilômetro inercial a laser (equipamento adquirido com fonte de recurso distinta do CNPq), cujo funcionamento segue o preconizado pela norma ASTM E Seus principais componentes são: 3 módulos de medição laser verticais; barra de suporte para fixação dos módulos; suporte para fixação no

52 47 veículo; hodômetro; GPS e software para coleta de informações e processamento de dados. O mesmo foi instalado na parte dianteira do veículo teste (Figura 37), o qual foi adquirido com recursos do CNPq para constituir um laboratório móvel. Figura 37 Perfilômetro a Laser instalado no veículo teste O funcionamento do perfilômetro consiste na leitura simultânea do deslocamento longitudinal, da altura do veículo até o pavimento e da aceleração vertical do veículo (Figura 38). Esta será registrada e transformada em deslocamento vertical do veículo. Corrigindo-se todos os valores de altura em relação a aceleração vertical obtêm-se o perfil longitudinal (BARELLA et al., 2005 apud ALBUQUERQUE, 2007). Após a análise do resultado, é feita a classificação de acordo com a Tabela 5. A cada montagem do referido equipamento foi realizada a verificação do funcionamento dos módulos lasers e a cada trecho a ser ensaiado o sistema foi calibrado com o auxílio de uma régua de alumínio, revestida com adesivo preto fosco nos pontos de incidência dos raios lasers.

53 48 Figura 38 Tela do Software CiberLogger 1 de medição da Irregularidade Longitudinal Tabela 4 Classificação de Irregularidade Longitudinal de acordo com o IRI CONCEITO IRI (m/km) Excelente 1-1,9 Bom 1,9-2,7 Regular 2,7-3,5 Ruim 3,5-4,6 Péssimo >4,6 Fonte: DNIT (2005) Após os levantamentos, os dados armazenados pelo CiberLogger foram pósprocessados com o software CiberShell, resultando em relatórios que podem conter: os índices IRI, o valor médio dos Afundamentos em Trilhas de Roda (ATR), a velocidade do veículo, as observações de campo, as coordenadas GPS, dentre outros. Para o caso deste trabalho, este software foi configurado para gerar relatórios com valores registrados em intervalos de 10,0 metros, dessa forma 1 CiberLogger Software desenvolvido pela Cibermétrica, utilizado para captura de dados em alta velocidade de módulos de medição laser.

54 possibilitando a compatibilização com os segmentos testemunha correspondentes a cada velocidade, conforme descrito no item AVALIAÇÃO DA DENSIDADE DO REVESTIMENTO A determinação da densidade dos revestimentos estudados foi realizada com o medidor de densidade de asfalto eletromagnético (equipamento adquirido com fonte de recurso distinta do CNPq), também conhecido como não- nuclear (Figura 39). Este equipamento mede a constante dielétrica 2 do material produzida em um prato sensor que é apoiado sobre a superfície. Sendo a constante dielétrica do material diretamente proporcional a densidade, é determinada a densidade do revestimento após prévia calibração do equipamento (DIAS, 2005). Figura 39 Densímetro não-nuclear utilizado: (a) equipamento; (b) operação em campo. (a) (b) Segundo Bernucci et al. (2006) a densidade máxima teórica de misturas asfálticas convencionais ou com ligante modificado com SBS deve estar compreendida entre 2.300,0 a 2.450,0 kg/m³, a depender do percentual de asfalto na mistura, que geralmente fica entre 5,0% e 7,0%. Já para asfalto borracha esta será de 2.480,0 kg/m³, para o pré-misturado a frio de 2.100,0 kg/m³. 2 Constante Dielétrica número adimensional que exprime a capacidade de um material conduzir eletricidade.

55 50 O projeto executivo dos segmentos revestidos em Concreto Asfáltico com ligante modificado com polímero SBS, analisados, estabelecia massa específica aparente > 2.300,00 kg/m³. Para uma melhor aferição dos resultados de massa específica aparente obtidos com o densímetro não nuclear, nos Trechos SBS 1 e SBS 2 foram extraídos corpos de prova do revestimento asfáltico, no mesmo local em que foi utilizado o densímetro (Figura 40), e verificadas as suas massas específicas aparentes em laboratório. Comparando-se os resultados obtidos com os dois métodos obteve-se um índice de correção que foi aplicado a todos os valores de densidade medidos com o densímetro não nuclear. Figura 40 - Retirada de corpos de prova do revestimento asfáltico para comparativo de métodos de medição densidade Levantamento do ruído na interface pneu-pavimento A medida do nível de pressão sonora gerado na interface pneu-pavimento foi realizada pelo Método de Proximidade Imediata (CPX), método este adequado a este propósito e objetivo desta pesquisa. Todo o equipamento foi acoplado à roda do veículo teste utilizando-se um suporte projetado especificamente para este fim.

56 51 De acordo com Oliveira (2010), o sistema de aquisição de dados de áudio desenvolvido na UFS, como parte de projeto apoiado pelo CNPq, foi concebido baseado na ISO /2000, de modo a permitir medições de ruído em veículos com rodas de aro entre 13 e 15. Em um segundo momento, desenvolveu-se um sistema universal, podendo ser acoplado a qualquer tipo de roda de veículo automotivo. Neste sistema (Figura 41) pode-se ajustar a posição dos microfones conforme as distâncias normatizadas para a aplicação do método, que são as seguintes: distância entre os dois microfones de 40 cm; entre o pneu e o microfone de 20 cm; entre o pavimento e o microfone de 10 cm. Os microfones são interligados com cabos a uma interface de áudio com pré-amplificador, conectada a um notebook (Figura 42). Figura 41 Esquema do suporte para levantamento de ruído pelo método CPX O notebook permite a análise do nível de pressão sonora e espectro de frequência utilizando-se o software Realtime Analizer 3 (Figura 43). Foi efetuada a análise em tempo real das frequências e nível de pressão sonora NPS com medidas em decibéis ponderadas pela curva A pelo software, com aquisição de dados a cada segundo de medição. Foi efetuada uma média aritmética dos 3 Realtime Analizer, software incluso no pacote Acoustic Analyzing System 5E da YMEC. Versão de demonstração.

57 52 resultados gravados para o tempo de 9 segundos em cada trecho avaliado, para cada velocidade (representado distâncias variáveis para velocidades de 40, 60 e 80 km/h), com o objetivo de elaboração de gráficos. Figura 42 Sistema de aquisição de dados de ruído utilizado na pesquisa: (a) esquema de montagem (b) sistema em funcionamento (a) (b) Figura 43 Tela de avaliação e aquisição de dados de NPS a partir o software utilizado. O veículo teste (adquirido com recursos do CNPq) utilizado foi um utilitário leve, pick-up, munido de motor 1.4 com rodas de aro 14 em aço estampado e pneus

58 53 marca Goodyear 175/70R14 modelo GT2, devidamente calibrados com 28 psi de pressão (Figura 44). Na Figura 45 é possível observar o detalhe do equipamento CPX acoplado ao veículo de teste. Figura 44 Pneu utilizado na pesquisa Figura 45 (a) Equipamento CPX instalado no veículo teste (b) detalhe do equipamento durante execução dos testes Mic. Traseiro Mic. Dianteiro (a) (b)

59 54 Os microfones dianteiro e traseiro, modelo ECM 8000 da Behringer com resposta linear de frequência e padrão polar omnidirecional, foram calibrados, antes do início do levantamento em cada trecho, com referencial de pico de nível sonoro de 94 db(a), na frequência de Hz utilizando-se calibrador CAL-3000 CALIBRATOR da INSTRUTHERM e tela de calibração do Realtime Analizer (Figura 46). Figura 46 Calibração dos microfones: (a) equipamento calibrador; (b) posicionamento do calibrador no microfone; (c) Tela de calibração do software. (a) (b) (c)

60 PLANO EXPERIMENTAL Para obtenção dos dados necessários às análises propostas foram, inicialmente, selecionados trechos da malha viária presente no Estado de Sergipe que possivelmente apresentariam características distintas. Dessa forma, foi possível evidenciar a influência destas características na redução ou aumento do NPS. Foram selecionados pavimentos asfálticos divididos em três grupos principais, conforme Figura 47. Figura 47 Pavimentos asfálticos selecionados para o estudo Tipos de Pavimentos Desenvolvimento do Modelo Validação Revestimentos não Estruturais TSD MRA PMF Modelagem do NPS Misturas Asfálticas Convencionais CAUQ 1 CAUQ 2 CAUQ 3 Misturas Asfálticas com Polímeros AB SBS 2 SBS 1 Sendo: TSD Tratamento Superficial Duplo; MRA Microrevestimento Asfáltico; CAUQ Concreto Asfáltico Usinado a Quente; AB Concreto Asfáltico com ligante modificado com borracha de pneu; SBS Mistura Asfaltica com ligante modificado com SBS; PMF Pré-Misturado a Frio Denso ( 9,0% < Vv < 15,0%).

61 Foram realizados em cada um deles uma série de ensaios para avaliação de desempenho funcional, conforme Tabela 2. Tabela 5 Ensaios de caracterização do pavimento Determinação Método Macrotextura Microtextura - Altura de Mancha de Areia - ASTM-E Profundidade média de perfil por medição à laser - ASTM E-1845 Ensaio do Pêndulo Britânico - ASTM-E Irregularidade Longitudinal Perfilômetro inercial a laser- ASTM E Densidade Utilizando Densímetro não nuclear 56 Após caracterizado o pavimento, prosseguiu-se com os ensaios para determinação do NPS gerado na interface pneu-pavimento, utilizando-se o método CPX, descrito anteriormente no item 5.3, para velocidades de teste de 40 km/h, 60 km/h e 80 km/h. 6.4 ANÁLISE DOS DADOS Neste trabalho foi realizado o seguinte conjunto de análises, em consonância como os objetivos definidos: Diagnóstico funcional dos pavimentos; Avaliação de gráficos de ruído; Correlações de parâmetros avaliados com o NPS; Modelo de previsão de NPS; Validação do modelo de NPS; Especificações para pavimentos silenciosos; Estas análises estão descritas nos itens seguintes Diagnóstico funcional dos pavimentos Definidos os trechos homogêneos de diferentes revestimentos asfálticos (seção 6.1), foi realizado para cada um o diagnóstico prévio, de acordo com os parâmetros estabelecidos em normas técnicas nacionais (ABNT e DNIT) e

62 57 internacionais (ISO e ASTM), de sua irregularidade longitudinal (IRI), da macrotextura (Hs e MPD), da microtextura (VRD) e da densidade da camada asfáltica (D). Todos os dados coletados estão apresentados em planilhas de dados, para juntamente com a apresentação de resultados serem classificados, conforme estabelecido nas normas específicas de cada parâmetro, cujos patamares adotados constam na seção 6.2 (Coleta de dados) Avaliação de gráficos de ruído Os gráficos de frequência por nível de pressão sonora foram elaborados para os diversos tipos de revestimentos estudados, divididos de acordo com as velocidades avaliadas e a posição do microfone (Dianteiro e Traseiro) do método de coleta de dados CPX (Close Proximity). Neste, pode-se avaliar o comportamento do NPS de acordo com o espectro de frequência para cada tipo de revestimento e velocidade, quais pavimentos apresentaram maior influência nos NPS a baixas frequências (< Hz) e nas altas frequências (> Hz), bem como a avaliação da magnitude dos efeitos mecânicos e aerodinâmicos. Também foram elaborados gráficos de picos nível de pressão sonora por velocidade, em cada microfone e em cada faixa de frequência (acima, abaixo e exatamente em 1.000Hz). Desta forma, possibilitando melhor visualização da evolução do NPS com o acréscimo de velocidade Correlações de parâmetros avaliados com o NPS Com os dados obtidos em campo, procedeu-se a análise das correlações lineares entre as diversas variáveis: irregularidade longitudinal, macrotextura, microtextura, densidade e velocidade versus o NPS. A correlação entre duas ou mais variáveis existe quando as alterações sofridas por uma delas são acompanhadas por modificações nas outras (MONTGOMERY et al., 2003) Para a análise destas correlações os dados de NPS foram classificados de acordo com a velocidade e características do pavimento correspondentes em que foram feitas as leituras.

63 58 Utilizando-se o pacote de análise de dados do Microsoft Excel procedeu-se a análise automática das correlações lineares. Tal análise fornece índices de correlação que variam de -1 a +1. Os resultados positivos indicam que a relação é diretamente proporcional, ou seja, o NPS aumentará se o valor da variável em análise aumentar. Em caso de resultado negativo a relação é inversamente proporcional, ou seja, quanto maior o valor da variável menor será o NPS. Em ambos os casos são considerados significantes valores absolutos superiores a 0,5. Este patamar foi adotado devido à grande variabilidade encontrada em serviços de pavimentação Modelo de previsão de NPS Nesta etapa foi elaborado um modelo de previsão, com o qual será possível calcular o NPS a partir dos parâmetros avaliados em campo em cada pavimento (IRI, Hs ou MPD, VRD, D e V), partindo-se da hipótese que NPS = f(iri, Hs, MPD, VRD, D, V). Para o desenvolvimento do modelo de previsão de NPS a partir das características do revestimento, foi utilizado o software Statistica 4. Os dados utilizados para a análise estatística e, consequentemente, para elaborar o modelo de previsão foram os referentes às misturas asfálticas, contendo concretos asfálticos convencionais, pré-misturados a frio e concretos asfálticos com ligantes modificados por polímeros (borracha de pneus e SBS), totalizando 15 amostras. Considerando que normalmente se faz o uso de decibelímetros para a avaliação de ruído de tráfego, o modelo estatístico para previsão do nível de pressão sonora gerado a partir das características dos revestimentos foi desenvolvido para obtenção do NPS na frequência de Hz. Foi utilizada a regressão linear múltipla, buscando-se uma equação linear para o cálculo do NPS em função das variáveis dependentes mais relevantes. A consistência do modelo foi avaliada utilizando-se o diagrama de dispersão (Scatterplot) entre valores observados e previstos calculando-se o coeficiente de determinação (R 2 ). 4 STATISTICA for Windows, Release 7, é um produto da Statsoft, consistindo em um banco de softwares sobre estatística univariada e multivariada.

64 59 O Scatterplot é um gráfico de dispersão utilizado para análise da simetria da curva entre valores observado e previstos pelo modelo e estabelecer o coeficiente de determinação (R²) (ALBUQUERQUE, 2007). Já as variáveis tiveram seu p-level (nível de significância observado) avaliados, sendo estabelecido um nível de significância de 5,0% como máximo. Foram gerados gráficos do tipo valores observados x resíduos, valores observados x valores estimados e calculada a raiz do erro médio quadrático percentual entre valores observados e estimados (REMQP). De acordo com Spiegel (1994) apud Albuquerque (2007), o cálculo da raiz do erro médio quadrático percentual (REMQP), calculado pela Equação 8, consiste na raiz quadrada da média das diferenças individuais quadráticas entre as n previsões e n observações de forma percentual. Tem-se como patamar tolerável para o REMQP o valor de 15,0%, para medir o erro típico da previsão do modelo. (8) Durante a revisão bibliográfica não foram encontrados modelos matemáticos ou estatísticos de previsão de nível de pressão sonora na interface pneu-pavimento, semelhantes à apresentada neste trabalho. Este, apesar de passível de refinamento futuro, seja pelo emprego de outras metodologias ou pela ampliação do banco de dados, pode representar grande avanço na elaboração de projetos de pavimentação, que além de serem concebidos visando à segurança e durabilidade das vias, também poderão prever a melhoria do conforto acústico da sociedade, fator ainda não priorizado pela engenharia rodoviária Validação do modelo de NPS A validação do modelo foi realizada aplicando-se as variáveis medidas em pavimentos adicionais, especificamente selecionados para este processo em um total de 12 amostras. Os parâmetros medidos em campo foram aplicados à função desenvolvida e foram comparados os resultados calculados de NPS com os obtidos durante os levantamentos de campo.

65 60 Também foi avaliado o Scatterplot entre valores observados e previstos calculando-se o coeficiente de determinação (R 2 ), conforme item Foram gerados gráficos do tipo valores observados x resíduos e calculada a raiz do erro médio quadrático percentual entre valores observados e estimados (REMQP). Foi realizada também uma análise de variância para verificar se os valores observados e estimados de NPS fazem parte de uma mesma população. A análise de variância é um procedimento para verificação de existência de diferença significativa entre médias entre tratamentos ou grupos de dados. Foi analisada a ANOVA: fator único, que verifica a variância simples dos dados de duas ou mais amostras, testando a hipótese de que cada amostra faz parte da mesma distribuição de probabilidade (MONTGOMERY et al., 2003) Especificações para pavimentos silenciosos Foram definidas as especificações de pavimentação indicadas para determinado uso do solo, para que se proporcione conforto acústico em suas imediações. As alternativas apresentadas constam de indicações de características a serem adotadas nos diversos parâmetros do pavimento durante sua construção ou em intervenções que venham a melhorar o conforto acústico. Também foram indicadas alternativas de redução de ruído com intervenções na velocidade de tráfego das vias Avaliações posteriores a esta pesquisa São planejadas novas avaliações, complementares aos objetivos deste trabalho, que serão realizadas posteriormente ao período deste projeto. Para tanto, foi adquirido um equipamento com recursos do CNPq (Spectral Analysis of Surface waves) que torna possível a avaliação de espessuras de camadas do pavimento e da rigidez de cada uma delas. Com isto pode-se verificar de como a rigidez de camadas de revestimentos podem influenciar no mecanismo de geração de ruído na interface pneu-pavimento. Estas avaliações serão frutos da continuidade da atuação nesta linha de pesquisa.

66 61 7 RESULTADOS E ANÁLISES Os resultados dos levantamentos de campo realizados durante a pesquisa são apresentados nos itens seguintes. 7.1 DIAGNÓSTICO FUNCIONAL DOS PAVIMENTOS Macrotextura Os resultados dos levantamentos de macrotextura, através de ensaio de altura de mancha de areia, para os revestimentos analisados encontram-se na Tabelas 6. Trecho/ Revestimento CAUQ 1 CAUQ 2 CAUQ 3 AB MRA TSD SBS 1 SBS 2 PMF Tabela 6 Resultados do ensaio de mancha de areia. Diâmetro da Mancha (mm) Medida Altura de mancha de areia (mm) D maior D menor D médio 1ª 270,0 250,0 260,0 0,47 2ª 255,0 250,0 252,5 0,50 3ª 260,0 250,0 255,0 0,49 1ª 235,0 200,0 217,5 0,67 2ª 250,0 225,0 237,5 0,56 3ª 255,0 240,0 247,5 0,52 1ª 220,0 205,0 212,5 0,70 2ª 215,0 190,0 202,5 0,78 3ª 215,0 200,0 207,5 0,74 1ª 255,0 245,0 250,0 0,51 2ª 245,0 235,0 240,0 0,55 3ª 260,0 260,0 260,0 0,47 1ª 165,0 150,0 157,5 1,28 2ª 150,0 140,0 145,0 1,51 3ª 175,0 150,0 162,5 1,21 1ª 125,0 110,0 117,5 2,31 2ª 120,0 115,0 117,5 2,31 3ª 130,0 120,0 125,0 2,04 1ª 240,0 245,0 242,5 0,54 2ª 255,0 265,0 260,0 0,47 3ª 240,0 250,0 245,0 0,53 1ª 265,0 250,0 257,5 0,48 2ª 260,0 270,0 265,0 0,45 3ª 250,0 265,0 257,5 0,48 1ª 205,0 190,0 197,5 0,82 2ª 210,0 175,0 192,5 0,86 3ª 220,0 190,0 205,0 0,76 Média da altura (mm) Classificação 0,49 MÉDIA 0,59 MÉDIA 0,74 MÉDIA 0,51 MÉDIA 1,33 2,22 MUITO GROSSEIRA OU MUITO ABERTA MUITO GROSSEIRA OU MUITO ABERTA 0,51 MÉDIA 0,47 MÉDIA 0,81 GROSSEIRA OU ABERTA

67 62 Os trechos CAUQ 1, CAUQ 2, CAUQ 3, AB, SBS 1 e SBS 2 são classificados com macrotextura superficial média, pois os valores de altura da mancha de areia encontram-se entre 0,40mm e 0,80 mm. Os Trechos MRA e TSD são classificados com macrotextura superficial muito grosseira ou muito aberta, com Hs > 1,20 mm. O Trecho em PMF é classificado com macrotextura grosseira ou aberta, pois 0,80 mm < Hs < 1,20 mm. Dessa forma, tem-se que os trechos CAUQ 1, CAUQ 2, AB, SBS 1 e SBS 2 estão abaixo do limite recomendado pelo DNIT (0,60mm < Hs < 1,20 mm), já o MRA e TSD estão acima desta recomendação, mas com características de pavimentos drenantes. Os valores de macrotextura obtidos com laser de alta frequência e apresentados em termos de MPD foram diferentes dos respectivos Hs, porém com variabilidade semelhante (Tabela 7). Os mesmos refletem uma média do valor para toda a extensão dos trechos analisados, enquanto os valores de Hs representam medidas pontuais. Em termos de MPD, a classificação dos trechos CAUQ 2, CAUQ 3, SBS 1 e SBS 2 são classificados com macrotextura superficial média, pois os valores de altura da mancha de areia encontram-se entre 0,40mm e 0,80 mm. O Trecho TSD é classificado com macrotextura superficial muito grosseira ou muito aberta, com Hs > 1,20 mm. Os Trechos CAUQ 1, AB, MRA e PMF são classificados com macrotextura grosseira ou aberta, pois 0,80 mm < Hs < 1,20 mm. Dessa forma, tem-se que os trechos SBS 1 e SBS 2 estão abaixo do limite recomendado pelo DNIT (0,60mm < Hs < 1,20 mm), já TSD está acima desta recomendação, mas com características de pavimentos drenantes.

68 63 Trecho/ Revestimento CAUQ 1 CAUQ 2 CAUQ 3 AB MRA TSD SBS 1 SBS 2 PMF Tabela 7 - Resultados de MPD dos revestimentos avaliados Velocidade (km/h) Extensão (m) 40,0 100,0 0,91 60,0 150,0 0,85 80,0 200,0 0,85 40,0 100,0 0,75 60,0 150,0 0,71 80,0 200,0 0,75 40,0 100,0 0,68 60,0 150,0 0,71 80,0 200,0 0,92 40,0 100,0 0,96 60,0 150,0 0,93 80,0 200,0 0,90 40,0 100,0 1,12 60,0 150,0 1,19 80,0 200,0 1,22 40,0 100,0 1,89 60,0 150,0 1,96 80,0 200,0 2,00 40,0 100,0 0,52 60,0 150,0 0,50 80,0 200,0 0,50 40,0 100,0 0,55 60,0 150,0 0,55 80,0 200,0 0,54 40,0 100,0 0,78 60,0 150,0 0,79 80,0 200,0 0,85 MPD (mm) Média (mm) Classificação 0,87 GROSSEIRA OU ABERTA 0,74 MÉDIA 0,77 MÉDIA 0,93 1,18 1,95 GROSSEIRA OU ABERTA GROSSEIRA OU ABERTA MUITO GROSSEIRA OU MUITO ABERTA 0,51 MÉDIA 0,55 MÉDIA 0,81 GROSSEIRA OU ABERTA Caso não haja disponibilidade de lasers de alta frequência para determinação do MPD, este pode ser calculado a partir dos valores de Hs, utilizando a equação (6), esta extraída de gráfico relacionando Hs x MPD (Figura 48). (6)

69 64 Figura 48 Gráfico Hs (mm) x MPD (mm) Microtextura Os resultados obtidos no ensaio de Pêndulo Britânico para os revestimentos analisados são apresentados na Tabela 8. Trecho Tabela 8 - Valores de VRD dos revestimentos analisados T (ºC) Correção 1ª Medida 2ª Medida 3ª Medida Média Valor corrigido Classificação CAUQ 1 29,5 1,9 53,80 52,80 52,80 53,13 55,03 Rugosa CAUQ CAUQ 3 41,0 3,0 38,00 32,00 39,00 36,33 39,33 Lisa AB 28,5 1,7 62,20 64,20 63,20 63,20 64,90 Rugosa MRA 37,0 2,7 74,00 75,00 74,00 74,33 77,03 Muito rugosa TSD 37,0 2,7 70,00 65,00 70,00 68,33 71,03 Rugosa SBS 1 38,0 2,8 46,0 44,0 43,0 44,33 47,13 Medianamente Rugosa SBS 2 35,0 2,5 40,0 41,0 40,0 40,33 42,83 Insuficientemente Rugosa PMF 38,0 2,8 45,0 40,0 42,0 42,33 45,13 Insuficientemente Rugosa O trecho CAUQ 3 é classificado com superfície lisa (VRD < 55) e os Trechos SBS 2 e PMF são classificados como insuficientemente rugosa (40 < VRD < 46). Os trechos CAUQ 1, AB e TSD têm superfície rugosa, pois os valores de VRD encontram-se entre 55 e 75. Já o Trecho SBS1 têm superfície medianamente rugosa

70 65 (47 <VRD < 54) e o trecho MRA é classificados com superfície muito rugosa (VRD > 75). Os dados e a classificação do trecho CAUQ 2, não foram apresentados, pois houve uma falha mecânica do equipamento no momento do ensaio, não sendo possível a repetição deste devido ao avanço das obras de restauração e duplicação da BR Irregularidade Longitudinal Os resultados de Irregularidade Longitudinal (IRI - International Roughness Index), utilizando-se um perfilômetro inercial a laser, para os revestimento analisados estão na Tabela 9. Trecho/ Revestimento CAUQ 1 CAUQ 2 CAUQ 3 AB MRA TSD SBS 1 SBS 2 PMF Tabela 9 - Valores de IRI dos revestimentos analisados Velocidade (km/h) Extensão (m) IRI (m/km) 40,0 100,0 3,12 60,0 150,0 3,58 80,0 200,0 3,82 40,0 100,0 1,46 60,0 150,0 1,53 80,0 200,0 1,62 40,0 100,0 2,37 60,0 150,0 2,35 80,0 200,0 2,36 40,0 100,0 4,49 60,0 150,0 4,99 80,0 200,0 4,81 40,0 100,0 3,23 60,0 150,0 3,11 80,0 200,0 3,03 40,0 100,0 3,05 60,0 150,0 2,68 80,0 200,0 2,44 40,0 100,0 3,53 60,0 150,0 3,61 80,0 200,0 3,33 40,0 100,0 2,08 60,0 150,0 2,08 80,0 200,0 2,18 40,0 100,0 9,86 60,0 150,0 10,25 80,0 200,0 9,85 Média (m/km) Classificação 3,51 RUIM 1,54 EXCELENTE 2,36 BOM 4,76 PESSIMO 3,12 REGULAR 2,72 REGULAR 3,49 REGULAR 2,11 BOM 9,99 PESSIMO

71 66 Segundo classificação definida pelo DNIT (2005), quanto à irregularidade, o revestimento CAUQ 1 é classificado como ruim (3,5 m/km < IRI < 4,6 m/km). Já o trecho CAUQ 2 é considerado Excelente (1,0 m/km < IRI < 1,9 m/km) e os Trechos CAUQ 3 e SBS 2 são classificado como bons (1,9 m/km < IRI < 2,7 m/km). Os trechos MRA, TSD e SBS 1 são regulares (2,7 m/km < IRI < 3,5 m/km) e os Trechos AB e PMF são classificados como péssimos (IRI > 4,6 m/km). Os revestimentos que apresentaram maiores índices de irregularidade continham, no momento da avaliação, superfície com muitas ondulações, e para o caso do AB e PMF alguns remendos Densidades A Tabela 10 contém os resultados de massa específica aparente dos revestimentos estudados, obtidos com o uso do densímetro não nuclear e corrigidos conforme descrito no sub-item Tabela 10 - Valores de densidade dos revestimentos analisados Temp. do D (kg/m³) - Trecho/Revestimento pavimento Corrigida (ºC) CAUQ 1 50, ,55 CAUQ 2 46, ,45 CAUQ 3 49, ,70 AB 57, ,09 MRA 47, ,29 TSD 38, ,15 SBS 1 42, ,00 SBS 2 42, ,00 PMF 41, ,45 Os Trechos CAUQ 2, CAUQ 3, SBS 1 e SBS 2 apresentaram massa específica aparente dentro da faixa esperada, apenas o CAUQ 1 ficou um pouco abaixo, ou seja, menor que kg/m³. O Trecho AB apresentou densidade abaixo do esperado para asfalto borracha, que é de 2.480,0 kg/m³, já o Trecho PMF apresentou densidade superior a mínima esperada de 2.100,0 kg/m³, configurando-se como um pré-misturado a frio denso.

72 AVALIAÇÃO DE GRÁFICOS DE RUÍDO As Figuras 49 a 54 constituem-se dos gráficos dos níveis de pressão sonora entre a frequência de 10 Hz e 10 khz para os revestimentos asfálticos estudados. Estes gráficos foram construídos para os resultados de NPS medidos pelos microfones dianteiro e traseiro durante os levantamentos de ruído pelo método CPX em diferentes velocidades (40, 60 e 80 km/h). No momento das avaliações as temperaturas dos pavimentos variavam entre 38,4ºC e 50,8ºC. Figura 49 - NPS (db(a)) x Frequência(Hz) a 40 km/h (Microfone dianteiro) Na velocidade de 40 km/h a faixa de frequência que registrou os maiores níveis de pressão sonora (estes mais relevantes para a análise de ruído na interface pneu-pavimento), localizou-se no intervalo de 100Hz a 2.000Hz. Percebe-se que os picos de NPS são distintos quando compara-se os registros de todos os revestimentos, variando entre 76,36 a 93,75 db(a).

73 68 Figura 50 - NPS (db(a)) x Frequência(Hz) a 40 km/h (Microfone traseiro) A variação dos NPS ao longo do espectro de frequência foi bem semelhante nos revestimentos teste, especialmente nos revestimentos em misturas asfálticas, havendo uma progressão até o pico de NPS a medida que se aumentava a frequência até Hz e posteriormente uma queda de mesma proporção. O revestimento em TSD apresentou comportamento diferente, quando o NPS praticamente se estabilizou após Hz, inclusive permanecendo superior ao NPS dos demais revestimentos em frequências superiores. Presume-se que o comportamento do NPS ao longo do espectro de frequência no TSD se deu pelo fato de sua macrotextura ser muito aberta e, consequentemente, o contato entre o pneu e o pavimento é menor do que nos demais revestimentos na situação de superfície seca, provocando menor número de impactos entre estes. Dessa forma, leva-se a uma menor geração de ruídos de baixa frequência (oriundos de mecanismos mecânicos), sendo que os de alta frequência, originados por efeitos aerodinâmicos (mais agudos), prevalecem.

74 69 Figura 51 - NPS (db(a)) x Frequência(Hz) a 60 km/h (Microfone dianteiro) Figura 52 - NPS (db(a)) x Frequência(Hz) a 60 km/h (Microfone traseiro)