Samuel Bezerra Cordeiro 1 Ary Ferreira da Silva 2 Lilian Medeiros Gondim 3 RESUMO

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1 AVALIAÇÃO OBJETIVA DA SUPERFÍCIE DO REVESTIMENTO ASFÁLTICO SOBRE BASE EM ALVENARIA POLIÉDRICA DA AV. MARIA EDINIR BEZERRA DE MENDONÇA NO MUNICÍPIO DE JUAZEIRO DO NORTE-CE Samuel Bezerra Cordeiro 1 Ary Ferreira da Silva 2 Lilian Medeiros Gondim 3 RESUMO As patologias encontradas nos revestimentos asfálticos de pavimentos flexíveis e semirígidos são reflexos que vão desde a má dosagem do revestimento, até a não previsão de cargas que serão impressas pelos veículos sobre o pavimento. Com o objetivo de quantificar a ocorrência destes defeitos, investigando suas possíveis causas e classificar o estado de degradação superficial, em revestimento betuminoso sobre base em pedra tosca, foram realizadas coletas de dados na Av. Maria Edinir Bezerra de Mendonça, na cidade de Juazeiro do Norte-CE, através da Avaliação Objetiva de Superfície de Pavimentos Flexíveis e Semi-Rígidos. Com o tratamento destes dados coletados em campo e com o conhecimento advindo de referencial teórico, foram obtidos índices classificatórios que conceituou o estado do revestimento e a influência do tráfego sobre o mesmo. O pesquisa relata a necessidade da concepção de um projeto de pavimentação adequado e a implantação de um Sistema de Gerência de Pavimento eficiente, que possa tratar e gerir os problemas do pavimento a fim de aplicar as melhores soluções com os recursos disponíveis. Palavras-chave: patologia, revestimento, avaliação, Sistema de Gerência de Pavimento. 1. Introdução A última pesquisa realizada pela Confederação Nacional de Transporte (CNT) de 2012 avaliou km de rodovias brasileiras pavimentadas, indicando que 46% do pavimento estavam em estado deficiente (de ruim a péssimo) e que 66,3% do pavimento apresentava sinalização com problemas (faixas centrais, laterais, limite de velocidade e placas) (CNT,2012). Segundo levantamento do DNIT de 2012 a malha rodoviária brasileira da rede do Sistema Nacional de Viação (SNV) é de 1,7 milhão de quilômetros de extensão, sendo apenas 12% de rede pavimentada (DNIT, 2012). Segundo Manual de Pavimentação do DNIT (2006, p.99) o pavimento de uma rodovia é a superestrutura constituída por um sistema de camadas de espessuras finitas, assentes sobre um semi-espaço, considerado teoricamente como infinito a infraestrutura ou terreno de fundação, a qual é designada de subleito, cujas principais funções citadas por Bernucci et al (2008, p.9) são a de (...) resistir aos esforços oriundos do tráfego de veículos e do clima, e a propiciar aos usuários melhorias nas condições de rolamento, com conforto, economia e segurança. 1 Disc. do Curso de Eng. Civil da UFCa - Juazeiro do Norte/CE; eng.samuelbezerra@hotmail.com 2 Professor Adjunto do Curso de Eng. Civil da UFCa - Juazeiro do Norte/CE; ary@ufc.br 3 Professora Assistente do Curso de Eng. Civil da UFC- Juazeiro do Norte/CE; lilian@det.ufc.br

2 De uma forma bem simplificada Bernucci et al (2008) define os pavimentos semi-rígidos para aqueles com revestimentos asfálticos que possuam em sua base ou sub-base materiais cimentados, que também são solicitados à tração. O Manual de Pavimentação do DNIT (2006) classifica as bases e sub-bases flexíveis e semi-rígidas da seguinte forma, como mostrada na Figura 1. Figura Classificação das bases e sub-bases flexíveis e semi-rígidas. Fonte: Manual de Pavimentação DNIT (2006). Para a camada de revestimento o Manual de Pavimentação do DNIT (2006) divide a camada em dois grandes grupos: os revestimentos flexíveis e dos pavimentos rígidos, e destes em sub-grupos, como ilustrado na Figura 2. Figura Classificação dos revestimentos. Fonte: Manual de Pavimentação DNIT (2006). O revestimento por calçamento pode ser, basicamente, de paralelepípedo ou alvenaria poliédrica: O paralelepípedo, Figura 4, consiste em blocos regulares de granito, gnaisse ou basalto assentado sobre um colchão regularizado de material granular apropriado,

3 rejuntados com pedrisco, argamassas de cimento Portland, misturas betuminosas, entre outros. Figura 4 Via de acesso para um posto de gasolina revestida em paralelepípedo na Av. Padre Cícero, Juazeiro do Norte-CE. Fonte: Autor A Alvenaria Poliédrica ou revestimento em pedra tosca (Figura 5) diz respeito ao revestimento constituído por pedras de formato irregular, porém com faixa de tamanhos controladas, assentadas e comprimidas sobre uma camada regularizada (colchão de material granular), rejuntadas com o mesmo material do colchão ou lascas de pedras. Figura 5 Via revestida em alvenaria poliédrica na Av. Tenente Raimundo Rocha, Juazeiro do Norte-CE. Fonte: Autor 2. GERÊNCIA DE PAVIMENTOS A Gerência de Pavimentos consiste em uma eficaz ferramenta administrativa, com o objetivo de reunir informações, em campo, referentes à malha viária de determinada localidade, para alimentar e atualizar um sistema de Banco de Dados. Esta servirá para controle e planejamento estratégico na aplicação dos recursos públicos e intervenções governamentais no planejamento, no projeto, na construção e na manutenção de pavimentos. Os sistemas de gerência de pavimentos são divididos em dois níveis: de rede e de projeto. Segundo o Manual de Gerência de Pavimentos do DNIT (2011) tem-se a

4 Gerência em nível de rede: (...) indica os trechos prioritários da malha rodoviária que devem ser objeto de investimentos em manutenção, de forma que os recursos públicos alocados para um determinado período tenham o melhor retorno econômico, e que a Gerência em nível de projeto: (...) envolve atividades detalhadas do próprio projeto e da execução de obras em um trecho específico da malha, atividades essas que deverão subsidiar orçamentos e programas de curto prazo. Em nível de projeto, há a preocupação da escolha da melhor estratégia, com a melhor técnica possível, em seções da rede que necessitem prioritariamente de intervenção gerencial, como ilustrado no fluxograma na Figura 6, das alternativas estratégicas para ações de manutenção e restauração do pavimento. Figura - Fluxograma de um SGP com alternativas estratégicas de manutenção e restauração do pavimento. Fonte: Manual de Gerência de Pavimentos DNIT (2011). 3. CONDIÇÕES PARA AVALIAR O PAVIMENTO Em termos práticos, um bom pavimento é aquele que apresenta visualmente boa superfície de rolamento, e, além disso, pode suportar as cargas nelas transmitidas pelo tráfego; e que garante segurança na aderência entre pneu-pavimento, sem correr riscos de aquaplanagem ou derrapagem, tanto no rolamento quanto na frenagem do veículo. Durante a concepção de um pavimento, sabe-se que este tem uma validade pré-definida, em média 10 anos, ao longo deste período aparecem defeitos, e o seu nível (valor) de serventia começa a declinar, passando de uma condição ótima até alcançar uma condição ruim (Figura 4), havendo a necessidade de reparos na via para que esta possa voltar a ser utilizado com segurança e conforto pelos usuários.

5 Figura - Variação da serventia com o tráfego ou tempo decorrido de utilização da via, Fonte: Manual de gerência de pavimentos do DNIT (2011, pág. 47). Intuitivamente designa-se o tráfego como o vetor principal para a deteorização do pavimento, porém, este não é o único fator. Aplicam-se, também, o clima, o método construtivo e as propriedades físico-químicas dos materiais utilizados nas camadas como causas de defeitos, como mostrado no Quadro 1. Quadro 1 - Categoria de defeitos nos pavimentos. Categoria do Defeito Causa Genérica Causa Específica Trincamento Associada com tráfego Cargas repetidas (Fadiga) Carga excessiva Escorregamento de capa Mudanças de umidade Não associada com tráfego Mudanças térmicas Retração (propagação) Deformação Carga excessiva (Cisalhamento) Associada com tráfego Fluência plástica Densificação (compactação) Não associada com tráfego Expansão Consolidação de substratos Desagregação Associada com tráfego Degradação do agregado Não associada com tráfego Falta de qualidade dos materiais Fonte: Manual de reabilitação de pavimentos asfálticos, DNIT (1998). Para se ter noção das condições de degradação e desempenho do pavimento, se faz necessário a aplicação de métodos avaliativo funcional e estrutural da via, através de avaliações objetivas e subjetivas. Segundo DANIELESKI (2004, p. 69): A avaliação objetiva destina-se a conhecer quantitativamente o tipo de degradação superficial que o pavimento apresenta, a fim de possibilitar a identificação da melhor técnica para a sua reabilitação. A avaliação subjetiva é indicada para se ter uma informação qualitativa sobre a superfície do pavimento. A avaliação objetiva da superfície de pavimentos indica o Índice de Gravidade Global (IGG), que caracteriza o grau de degradação superficial, resultante do levantamento dos defeitos da superfície, quantificando-os e classificando-os, incluindo a medição das profundidades dos afundamentos nas trilhas de rodas. Este levantamento é procedida pelo DNIT-PRO 006/2003 Avaliação Objetiva da Superfície de Pavimentos

6 Asfálticos, avaliando o pavimento através de limites do IGG, numa faixa que vai de Ótimo (0 < IGG 20) a Péssimo (IGG > 180). 4. METODOLOGIA Para o desenvolvimento deste trabalho, foram realizadas consultas através de leituras e estudos em bibliografias especializadas ao assunto pesqusiado, como as citadas na revisão bibliográfica, aprofundando-se nos procedimentos avaliativos existentes, sugeridos pelo DNIT, para a concepção de como seriam feitas a coleta, a identificação e a análise dos defeitos superficiais no revestimento, além de levantamento, junto a Prefeitura de Juazeiro do Norte, Ceará. Em seguida foi feito um levantamento em campo da quantificação dos defeitos superficiais, seguindo a Norma DNIT 006/2003-PRO sendo, para isso, foi necessário o treinamento, em sala de aula, e mobilização de um grupo de alunos do curso de engenharia civil, da UFC Campus Cariri, para a coleta e preenchimento da planilha de dados da avenida de estudo, para definir sua classificação através do Índice de Gravidade Global (IGG) e medir as flechas dos trilhos de rodas. Para a pesquisa de campo houve a colaboração de 38 voluntários. Este montante deu-se principalmente pela vontade destes alunos em adquirir novas experiências e conhecimento quanto da pesquisa em campo nas áreas de Gestão de Pavimentos, Superestrutura e Transporte. Após a delimitação da superfície de avaliação, outra equipe que era responsável pelo processo de coletas de dados, adiantava logo em seguida com as atividades que consistiam na visualização do defeito e o registro de sua ocorrência, dentro da área da superfície de avaliação, seguindo o inventário disposto pela Norma DNIT 006/2003. Além dos defeitos, foi observada a topografia do terreno, em cada estaca, se esta compreendia uma sessão de corte, aterro ou mista. Outro dado coletado de grande importância foi a da flecha de trilho de roda. Com o auxílio de uma treliça de alumínio (Figura 5), de 1,2 m de comprimento de base e dotada de uma régua móvel com precisão milimétrica, foram medidos estas flechas nas trilhas de roda interna (TRI) e trilhas de roda externa (TRE), anotando o maior valor medido em cada trilha, classificando-as em afundamento de trilho de roda ou afundamento localizado, dependendo de sua extensão, e também se estes foram formados por consolidação ou por plastificação. Figura - Régua metálica com detalhe da régua móvel milimetrada. Fonte: Autor.

7 5. ANÁLISE DOS RESULTADOS Com o processo de coleta de dados em campo concluída, e dispondo de todo os elementos para a classificação da avenida de estudo, os cálculos foram realizados para a determinação conceitual de degradação do pavimento. Como descrita pela Norma DNIT 006/2003-PRO, foram realizados os seguintes cálculos, com os dados referentes de cada pista: FREQUÊNCIA ABSOLUTA (fa): equivalente à quantidade de vezes que a ocorrência foi conferida. FREQUÊNCIA RELATIVA (fr): é referente ao resultado da fórmula: fr=fa x 100n (1) onde: fr - frequêcia relativa; fa - frequência absoluta; n - número de estações inventariadas; ÍNDICE DE GRAVIDADE INDIVIDUAL (IGI): para cada ocorrência de defeito, deve-se calcular o seu Índice de Gravidade Individual, através da fórmula: IGI=fr x fp (2) Onde: fr - frequêcia relativa; fp fator de ponderação (Quadro 6); Para os cálculos do IGI das flechas, é necessário o cálculo da média (x) e da variância (s) das flechas aferidas das TRE e TRI, pois a partir destas é que são definidas seus respectivos fator de ponderação: a) Para valores de média aritmética das médias das flechas menor ou igual a 30, o fator de ponderação equivale a 4/3, acima de 30 o IGI é igual a 40. b) Para valores de média das variâncias das flechas menor ou igual a 50, o fator de ponderação é igual a 1, acima de 50 o IGI é igual a 50.

8 ÍNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL (IGG): corresponde ao somatório dos IGI, a fim de retratar o grau de degradação da via segundo a Tabela 2. IGG= Ʃ IGI (3) Onde: IGG- índice de gravidade global; IGI- índice de gravidade individual; Tabela 2 - Conceito de degradação do pavimento em função do IGG. CONCEITOS Ótimo Bom Regular Ruim Péssimo LIMITES 0<IGG 20 20<IGG 40 40<IGG 80 80<IGG 160 IGG>160 Fonte: Norma DNIT 006/2003 PRO, (2003). Após os cálculos foram obtidos os resultados que conferiu para ambos os sentidos das pistas de análise o conceito de Ruim (80< IGG 160). Ao analisar os defeitos no pavimento no sentido Av. Ailton Gomes Castelo Branco notou-se que os principais defeitos (Figura 33) observados nas 85 estacas foram, em frequência relativas, o desgaste (90%), afundamentos localizado/trilho de roda e/ou do tipo plástico/consolidado (82%), exsudação (21 %) e as trincas e fissuras (18%). Figura - Frequência relativa do defeito recorrente no sentido Av. Ailton Gomes Castelo Branco. Fonte: Autor. Os afundamentos, quanto detectados variaram de 0,5mm a 17mm, sendo os maiores afundamentos localizados entre as estacas nº 13 a nº 19. Houve cinco casos de estacas onde foram comedidas pelos dois tipos de flechas: por consolidação e por plastificação, na porção final da análise entre as estacas nº 70 e nº 84. Os defeitos de exsudação foram detectados entre as estacas nº 6 ao nº30, as trincas e fissuras começaram a surgir a partir da estaca nº27 e se estenderam até a nº81.

9 Já no sentido Castelo Branco - Av. Ailton Gomes os principais defeitos (Figura 7) observados nas 84 estacas, em frequência relativas foram o desgaste (98%), afundamentos localizado/trilho de roda e/ou do tipo plástico/consolidado (100%), as trincas e fissuras (44%), ondulação (7%) e exsudação (6 %). Figura - Frequência relativa do defeito recorrente no sentido Av. Castelo Branco Ailton Gomes. Fonte: Autor. Os afundamentos, quanto detectados variaram de 0,5mm a 15 mm, sendo os maiores afundamentos localizados entre as estacas nº 01 a nº 10. Neste sentido houve sete casos de estacas onde foram comedidas pelos dois tipos de flechas: por consolidação e por plastificação, entre as estacas nº8 a nº20 e de forma isolada na nº33 e nº 54 e nº78. Os defeitos de exsudação foram detectados de forma concentrada nas estacas nº15 e nº 78 e entre as estacas nº 59 ao nº64, as trincas e fissuras começaram a surgir a partir da estaca nº2 e se estenderam até a nº14 e do nº36 ao nº81. As ondulações também estavam presentes, exclusivamente na porção final da pista, nas estacas nº 77 ao nº 84. É perceptível que a composição e dosagem do revestimento foram inadequadas, uma vez que o problema de exsudação tem ligação direta com o excesso de ligante asfáltico. Este tipo de defeito pode aumentar os riscos de acidente, uma vez que esta prejudica a aderência entre o pneu e o revestimento, em decorrência da ausência de rugosidade, além de favorecer a aquaplanagem dos veículos em período de chuvas. O desgaste superficial em ambas as pista foi observado praticamente em todas as superfícies de avaliação. A retirada da camada selante superficial e do arrancamento dos agregados que compõem a massa asfáltica, estão intimamente ligadas às falhas durante o processo de dosagem e aplicação do revestimento, como por exemplo: teor de betume insuficiente ou endurecimento do ligante, superaquecimento da mistura o que ocasionou o envelhecimento do mesmo e/ou deficiência na compactação. Além disso, a ação do tráfego ocasiona o arrancamento progressivo dos agregados e fresagem da capa selante através dos processos de aceleração, frenagem e manobras forçadas como em curvas na mudança de pista. As trincas também podem ter causas estruturais, principalmente por problemas na camada de base. Sabe-se que a utilização da pedra tosca pode ter sido utilizada de forma empírica, sem controle tecnológico em sua capacidade de suporte de carga. Além do mais seu processo construtivo se dá pela arrumação e encaixe de uma pedra ao lado da outra, através da cravação desta sobre um colchão de areia e pó de brita, e uma simples folga ou ausência de uma pedra poderá ocasionar a desconfiguração de toda a malha, e em consequência a perda da capacidade de absorção de carga. A trinca do tipo couro de jacaré, encontrada pontualmente no sentido Av. Ailton Av. Castelo, pode ser tratada como um trincamento por fadiga devido o efeito acumulativo de cargas, mas devido este defeito ter sido inédito em um único ponto, pode-se atribuir problemas estruturais na base, ou nas camadas subjacentes. As ondulações podem ter surgidas por conta da instabilidade da mistura asfáltica ou da descontinuidade da base. E por último têm-se os defeitos permanentes de flechas, que em ambos os sentidos mostraram-se presentes ao longo de toda a extensão da via. Além disso, durante o levantamento, em uma rápida análise visual, foi constatado que havia porções com excesso de revestimento, sendo mais uma evidência

10 para o aparecimento de afundamentos de fluência plástica. Sabe-se que afundamentos acima de 12mm é considerado como indício de problemas estruturais, os quais em ambas as pistas foram encontrados valores superiores a este limite. 6. CONCLUSÃO Este trabalho ilustrou, com certo grau de eficiência, a validade de se retratar a real situação superficial de um revestimento asfáltico através de uma simples coleta de dados disponibilizada por um órgão federal brasileiro, o DNIT, que está ao alcance de qualquer pessoa ou órgão gestor, podendo a partir destas criar um banco de dados para ser utilizado sempre quando necessário pelos órgãos ou secretarias competentes do município para a relação das vias. Sabe-se que o simples fato de revestir a Av. Maria Edinir Bezerra de Mendonça com uma camada de 5 cm de CBUQ não garantiu a esta via seu pleno funcionamento de uma vida útil de projeto, tendo em vista que em menos de 4 meses de conclusão do processo de aplicação do revestimento asfáltico e reliberação do pavimento para a circulação do tráfego de veículos, o mesmo já encontrou-se conceituado como ruim, segundo seu IGG, com estágio de degradação superficial do revestimento acelerado e com sinais de possíveis problemas estruturais. 7. REFERÊNCIAS DANIELESKI, MARIA LUIZA (2004). Proposta de Metodologia para Avaliação Superficial de Pavimentos Urbanos: Aplicação á Rede Viária de Porto Alegre. Porto Alegre. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Dissertação de Mestrado. Porto Alegre, RS. 187 p DNIT Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes (2006). Manual de BERNUCCI, Liede Bariani et al (2008). Pavimentação Asfáltica: Formação Básica para Engenheiros. Rio de Janeiro: PETROBRAS; ABEDA. 504 p. DNIT- Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes (2003). Avaliação Objetiva de Superfície de Pavimentos Flexíveis e Semi-Rígidos PRO 006/2003. DNIT- Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes (2011). Manual de Gerência de Pavimentos IPR 745/2011. Rio de Janeiro-RJ, 189 p. Conselho nacional de transportes (CNT). Pesquisa CNT de rodovias Disponível em< %202012/resumo_pd_2410.pdf> Acessado em 31 de maio de DNIT -Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes. Rede do SNV. < rodoviario> Acessado em 1 de junho de 2013.