V JORNADAS LUSO-BRASILEIRAS DE PAVIMENTOS: POLÍTICAS E TECNOLOGIAS

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1 CONSERVAÇÃO DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS: PROPOSIÇÃO DE SOLUÇÕES ATRAVÉS DE MATRIZ DE DECISÃO Valter Prieto Assistente da Diretoria de Obras Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo São Paulo / Brasil FEI Faculdade de Engenharia Industrial São Bernardo do Campo / Brasil Escola de Engenharia Mauá São Caetano do Sul / Brasil Universidade Santa Cecília Santos / Brasil José Maria Jaqueta Engenheiro Civil Valéria Maria Sestini Gerente de Unidade Básica de Atendimento UBA Marlene dos Reis Araújo Diretora da Assessoria de Planejamento Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo São Paulo / Brasil Carlos Yukio Suzuki Professor Doutor EPUSP Escola Politécnica da Universidade de São Paulo São Paulo / Brasil FEI Faculdade de Engenharia Industrial São Bernardo do Campo / Brasil Planservi Engenharia Ltda - São Paulo / Brasil SUMÁRIO Com base em estudos realizados, propõe-se a utilização de uma Matriz de Decisão que defina o tipo de intervenção a ser realizada, considerando o Volume Diário Médio (VDM) e o Índice de Condição Funcional do Pavimento (ICF) do segmento em análise, a partir de informações atualizadas do Banco de Dados do Sistema de Gerência de Pavimentos do DER-SP. O banco de dados dispõe de informações sobre a situação atual da malha rodoviária sob jurisdição do DER-SP, incluindo tráfego, estado da superfície do pavimento e outros parâmetros relacionados à avaliação funcional e estrutural. O ICF do Pavimento é um índice desenvolvido durante a implantação do Sistema de Gerência de Pavimentos do DER, e que caracteriza o estado do pavimento através de levantamento visual contínuo da rodovia. 1. INTRODUÇÃO Até há pouco tempo, priorizou-se a implantação de novas rodovias, objetivando a ampliação da rede rodoviária existente no Estado de São Paulo. Com a crescente utilização dos pavimentos, cada vez mais se verifica a necessidade de conservação dos mesmos, exigindo, portanto que se estabeleçam critérios de manutenção da malha viária existente, cujos retornos técnicos e econômicos sejam reais e concretos, no intuito de melhor gerir os recursos públicos destinados a este fim.

2 Busca-se neste trabalho a utilização de um eficiente módulo de análise de soluções de conservação dentro do Sistema de Gerência de Pavimentos (SGP-DER/SP), tendo em vista, entre outros, os seguintes aspectos: envelhecimento da rede rodoviária e conseqüente necessidade de priorização da sua conservação; escassez de recursos financeiros compatíveis com as necessidades de conservação; relação direta dos custos operacionais dos veículos e dos custos de transportes com a condição do estado da superfície dos pavimentos; relação direta com conforto ao rolamento a segurança do tráfego (redução do número de acidentes e minimização das conseqüências). Em que pese a concessão de cerca de km para exploração pela iniciativa que assumiu o ônus de sua conservação, com a receita dos pedágios, cerca de km ainda permanece sob responsabilidade do DER/SP, que administra os escassos recursos com as necessidades de manutenção dessas vias. 2. ESTRUTURAÇÃO DO SISTEMA DE GESTÃO PROPOSTO Objetivos O objetivo principal do módulo de análise de soluções de conservação do Sistema de Gerência de Pavimentos do DER (SGP-DER/SP) é buscar o estabelecimento de critérios técnicos e econômicos, através de métodos racionais de engenharia, visando à otimização dos recursos destinados à conservação. Conseqüentemente, destacam-se dois outros objetivos específicos: 1) Apos a definição dos recursos disponíveis para os investimentos em conservação rodoviária, a sua administração cujo planejamento passa pelas seguintes etapas: definição do montante de recursos disponíveis para o exercício; estabelecimento de um cronograma físico-financeiro para a aplicação desses recursos; destinação racional dos recursos para cada etapa do plano de investimentos. 2) A adequada utilização dos recursos disponíveis, de acordo com o volume de tráfego e o estado de superfície dos pavimentos, definindo-se soluções típicas, tais como: conservação de rotina; remendos em pequenas extensões; correções em pontos localizados, fresagem, panos ou pequenos recapeamentos para atender aspectos de natureza funcional; reconstruções, recapeamento total e remendos profundos, para atender aspectos de natureza funcional e estrutural. Dessa forma, o sistema apresentado foi estruturado para funcionar como uma ferramenta simples, ágil e precisa, que permita ao administrador decidir tecnicamente sobre os gastos anuais em sua rede, levando em conta o volume de tráfego e as condições de superfície do pavimento.

3 Parâmetros técnicos de análise A qualidade rodoviária normalmente é avaliada sob dois aspectos: o funcional e o estrutural. A qualidade funcional está relacionada às condições de superfície de tal forma a proporcionar segurança aos usuários, redução do custo operacional e conforto ao rolamento, enquanto a outra está ligada à capacidade estrutural do pavimento de suportar as cargas do tráfego, distribuindo os esforços atuantes adequadamente às camadas subjacentes, de tal forma a apresentar bom desempenho ao longo de sua vida útil. Neste trabalho considerou-se apenas a qualidade funcional uma vez que pavimentos estruturalmente fracos invariavelmente estão associados às precárias condições de superfície e de irregularidade longitudinal da via, que proporcionam inclusive aumento nos custos operacionais dos veículos. Para caracterizar a qualidade funcional optou-se pela utilização do parâmetro ICF (Índice de Condição Funcional) que é um indicador do grau de degradação observável da superfície dos pavimentos, elemento este já empregado na maioria dos sistemas ou métodos de gestão rodoviária, e que está disponível no banco de dados do SGP-DER-SP. Apesar de ser um parâmetro fundamental para a avaliação da qualidade funcional não se empregou o QI (Quociente de Irregularidade) que mede a irregularidade longitudinal, para a matriz de conservação, por não ser um índice do Banco de dados de atualização tão simples quanto o ICF (Índice de Condição Funcional). Para caracterizar o tráfego foi utilizado o VDM (Volume Diário Médio) abrangendo o total de veículos que percorrem a via em ambas as direções. Não se adotou exclusivamente o tráfego pesado, o que seria mais lógico relativamente à qualidade estrutural, uma vez que tem sido prática corrente nas avaliações econômicas e funcionais a consideração do volume total de veículos. Classe do estado funcional Para caracterizar o estado funcional dos pavimentos, de cada segmento homogêneo de análise, dividiu-se o ICF em cinco grupos que correspondem às condições gerais de superfície variando de A (ótimo) até E (péssimo). O ICF (Índice de Condição Funcional) corresponde ao parâmetro numérico de uma avaliação variável de 0 a 10 que sintetiza as condições de superfície IDS (Índice de Defeitos de Superfície) e do conforto VSA (Valor de Serventia Atual), conforme mostrado na tabela 1.

4 Tabela 1 Índice de Condição Funcional (ICF). DESCRIÇÃO ICF CÓDIGO CONCEITO VSA > 4,0 0 A ÓTIMO IDS < 65 VSA < 4,0 1 B BOM VSA > 3, < IDS < 160 VSA < 3,5 3 C REGULAR VSA > 2, < IDS < 300 VSA < 2,5 5 D RUIM VSA > 2, < IDS < 530 VSA < 2,5 8 E PÉSSIMO IDS > O IDS é obtido através da somatória das freqüências e severidades de cada tipo de defeito do pavimento. O tipo de defeito e sua freqüência são obtidos durante levantamento visual contínuo, por um técnico experiente, a bordo de um veículo de passeio, dirigido por um motorista, trafegando em velocidade entre 20 e 40 km/h. Os defeitos a serem registrados são: TR - Trincas isoladas, curtas ou longas, longitudinais ou transversais; TB - Trincas interligadas em bloco, sem erosão nas bordas ou com erosão nas bordas; TJ - Trincas em forma de couro de jacaré com ou sem erosão nas bordas; P - Panelas, independentemente de sua gênese de ocorrência; R - Remendos existentes; FL - Flecha de trilhas de rodas; O - Ondulação ou corrugação; D - Desgaste; EX - Exsudação do ligante betuminoso; E - Escorregamento. Após a análise de cada segmento deverão ser anotadas a freqüência de ocorrência e a severidade, para cada tipo de defeito citado, sendo a freqüência classificada em Alta, Média e Baixa e a severidade em 1, 2 e 3, sendo sempre o maior número a condição mais crítica. O VSA, semelhante ao PSI (Present Serviceability Index), preconizado pela AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials), corresponde a uma nota subjetiva atribuída ao estado do pavimento, dentro de uma escala de 0 a 5, relacionada ao conforto e segurança ao rolamento. O valor 5 refere-se ao conceito de pavimento ótimo e o 0 ao conceito péssimo. O fluxograma da figura 1 ilustra a seqüência para a realização do inventário de defeitos pelo levantamento visual contínuo, e os respectivos cálculos dos índices resultantes deste levantamento, IDS (Índice de Defeitos da Superfície), VSA (Valor de Serventia Atual) e ICF (Índice de Condição Funcional).

5 Figura 1 Fluxograma do Levantamento Visual Contínuo (LVC).

6 Adotou-se o ICF como parâmetro avaliador da qualidade do pavimento pelas seguintes razões: é um procedimento de avaliação de pavimentos muito econômico, e o mais identificável com opinião do usuário; é um método de avaliação simples, rápido e de baixo custo; não necessitam de equipamentos especiais, apenas um técnico experiente em pavimentação e um veículo de passeio. Das informações constantes no banco de dados de pavimento do DER-SP (ICF, irregularidade, flecha, deflexões, etc.) verificou-se que o ICF representa, de uma forma geral, a condição dos demais parâmetros. Classes de tráfego Com relação ao tráfego foram adotadas cinco classes subdivididas em função do VDM, considerando que a malha viária paulista não concedida é constituída predominantemente de rodovias de pista simples, com mão dupla de direção. Matriz de decisão Tendo em vista à escassez de recursos, torna-se fundamental para os órgãos rodoviários dispor de instrumentos técnico-administrativos, que possibilitem o estabelecimento de planos anuais e plurianuais, consistentes e realistas, de investimentos em conservação e manutenção rodoviária. A ferramenta proposta se fundamenta basicamente na busca de adequação política e estratégias de conservação. É justamente na definição de estratégias que se verifica uma tendência à utilização de processos matriciais, compostos por células de análise, as quais abrigam padrões de conservação a serem implementados para distintas condições funcionais e estruturais identificadas nos pavimentos rodoviários. Para a definição dessas células de análise, a premissa básica é o cruzamento de parâmetros condicionadores, tais como: volume de tráfego; condição funcional do pavimento; e necessidade atual de conservação. Com base em análises de cruzamento, parte-se do princípio de que segmentos homogêneos, que contemplam esses parâmetros em uma mesma categoria, se submetidos a uma mesma intervenção de manutenção, deverão apresentar desempenho, custo total ou ciclo de vida dessa medida e custo operacional dos veículos bastante similares, em termos comparativos. Confrontando-se as classes dos Índices de Condição Funcional (ICF) que representam o grau de degradação do pavimento e as classes de tráfego através de diversas faixas do VDM, preparou-se uma matriz (9x5) com 45 células, cada uma delas associada a um tipo de intervenção de conservação viária, conforme mostrado na tabela 2 (Matriz de decisão).

7 ICF CONCEITO ESTADO RL (%) Tabela 2 Matriz de decisão < 2500 LIMITES DE TRÁFEGO 2500 < < A ÓTIMO , B BOM VMD > % Mi 10% Mi 10% Mi C REGULAR 1,5 4-20% Mi 20% Mi 20% Mi 20% REP % REP 1 30% REP 1 30% REP 1 30% REP 2 30% REP 2 D RUIM 2,5 7 40% REP 1 40% REP 1 40% REP 2 REST REST 8 - REST REST REST REST REST E PÉSSIMO 10 - REST REST REST REST REST Onde: RL = Reparos Localizados; Mi = Micro revestimento asfáltico; REP 1 = Reperfilagem em concreto asfáltico com 2,5cm de espessura; REP 2 = Reperfilagem em concreto asfáltico com 3,0cm de espessura; REST = Restauração. Cabe ressaltar que independentemente da faixa de tráfego, para as diversas faixas de ICF, são propostas percentagens de áreas de reparos localizados (RL). A matriz de decisão para conservação contempla apenas as intervenções no pavimento. A Conservação de rotina da faixa de domínio é considerada para cada trecho independentemente do estado funcional da via, é utilizado para estes serviços o relevo por onde o trecho atravessa e a geometria da pista (simples ou dupla). Portanto são definidos os serviços para os quatro tipos de relevo identificados no levantamento visual contínuo, a saber: Plano, Ondulado, Montanhoso e Serrano. A conservação de rotina neste trabalho constitui-se na limpeza da plataforma viária e faixa de domínio (varredura das pistas, remoção de lixo, entulho e animais mortos), controle da vegetação, manutenção de áreas de descanso, manutenção regular da drenagem (limpeza e reparação do sistema de drenagem), dos taludes laterais, da sinalização e dispositivos de segurança e controle de tráfego. Critérios econômicos Para estimativa do custo de conservação de rotina foram considerados os seguintes serviços: roçadas manual e mecânica, capina manual, reparo de cerca, limpeza de plataformas,

8 desobstrução de pista, limpeza da drenagem dentro e fora da plataforma, limpeza de bueiros, reparos de drenagem superficial com concreto e manutenção de taludes de cortes e aterros. Os custos são divididos de acordo com a geomorfologia do trecho e características geométricas da pista, simples ou dupla (Tabela 3). Tabela 3 Custo médio anual de conservação de rotina da faixa de domínio por km (R$). TIPO DE PISTA PLANO ONDULADO MONTANHOSO SERRANO Simples 7.895, , , ,00 Dupla , , , ,00 Uma vez definidas as intervenções, foram estimados os respectivos custos para cada tipo previsto, compondo-se custo por km a partir dos preços constantes da Tabela de Preços Unitários de Setembro de 2005 do DER/SP, estas composições são ilustradas na tabela 4 a seguir. Tabela 4 Custos por km de intervenções no pavimento para pista simples de 7m largura (R$). ICF CONCEITO ESTADO < VMD< 2500 LIMITES DE TRÁFEGO 2500< VMD< < VMD< A ÓTIMO VMD> , , , , ,00 B BOM , , , , , , , , , ,00 C REGULAR , , , , , , , , , ,00 D RUIM , , ,00 REST REST 8 REST REST REST REST REST E PÉSSIMO 10 REST REST REST REST REST É recomendada a restauração do trecho quando se enquadrar nas células representadas por REST. O fluxograma apresentado na figura 2 mostra de maneira sucinta a seqüência de atividades relacionadas ao método adotado para o módulo de soluções de conservação integrante do Sistema de Gerência de Pavimentos do DER/SP.

9 Figura 2 Seqüência de atividades relacionadas ao módulo de soluções de conservação do SGP-DER/SP. CONCLUSÃO A fase de jovialidade de grande parte das rodovias paulistas encontra-se próxima ao seu fim e com isso as mesmas já mostram indícios de que maiores cuidados de manutenção são necessários. Verifica-se também que em vista dos elevados custos de reconstrução de novos pavimentos, alternativamente é preferível manter e conservar bem a malha existente, procurando-se evitar a degenerescência acentuada da mesma. O critério para definição dos tipos de conservação apresentado com base no estado da superfície dos pavimentos e na importância da via constitui um instrumento de ajuda à gestão rodoviária, de formulação simples, aplicação rápida e utilização pragmática. Apesar de sua simplicidade, o método proposto permite hierarquizar as decisões ao nível técnico econômico, bem como elaborar planos de investimentos, apoiados nos custos dos diferentes tipos de intervenções, e levando em consideração as restrições orçamentárias. Busca-se com este trabalho a divulgação e a disseminação do procedimento proposto para a continuidade de levantamentos de campo, principalmente após a implantação das intervenções, com o objetivo de verificar o desempenho das soluções e calibrar o modelo sugerido. BIBLIOGRAFIA [1] DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem Manual de Reabilitação de Pavimentos Asfálticos. Publ. 704/100 Rio de Janeiro, [2] Pinto, S. & Preussler, E.S. Pavimentação Rodoviária: conceitos fundamentais sobre pavimentos flexíveis. Rio de Janeiro, ISBN