UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL UNIJUI LETÍCIA DAIANE PODKOWA

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1 UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL UNIJUI LETÍCIA DAIANE PODKOWA LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO EM DUAS RODOVIAS ESTADUAIS DA REGIÃO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL Santa Rosa 2015

2 LETÍCIA DAIANE PODKOWA LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO EM DUAS RODOVIAS ESTADUAIS DA REGIÃO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Civil apresentado como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil. Orientador: José Antônio Santana Echeverria Santa Rosa 2015

3 LETÍCIA DAIANE PODKOWA LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO EM DUAS RODOVIAS ESTADUAIS DA REGIÃO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado para a obtenção do título de ENGENHEIRO CIVIL e aprovado em sua forma final pelo professor orientador e pelo membro da banca examinadora. Santa Rosa, 24 de novembro de Prof. José Antônio Santana Echeverria Mestre pela UFRGS - Orientador Prof. Éder Claro Pedrozo Coordenador do Curso de Engenharia Civil/UNIJUÍ BANCA EXAMINADORA Prof. André Luiz Böck (UNIJUÍ) Mestre pela UFRGS Prof. José Antônio Santana Echeverria (UNIJUÍ) Mestre pela UFRGS

4 Dedico este trabalho aos meus pais e ao meu noivo que sempre estiveram ao meu lado nesta caminhada.

5 AGRADECIMENTOS Primeiramente agradeço a Deus, por ter concedido a perseverança necessária ao longo de toda jornada. Aos meus pais pelo incentivo e pela confiança em mim depositados. Ao meu professor e orientador José Echeverria, pela paciência e disponibilidade, sempre disposto a sanar eventuais dúvidas, auxiliando no que for preciso. A minha querida professora Marcelle Engler Bridi, pelo empenho, incentivo e dedicação dispendidos a fim de dirimir dúvidas e aconselhar nos momentos de dúvida. Ao professor André Luiz Böck, pela prestatividade e dedicação na dissolução de dúvidas e conceitos aplicáveis às metodologias de estudo. Ao meu noivo Jone, por ser meu maior incentivador desde o início desta jornada, pelas cobranças e conselhos. As minhas amigas e colegas Ana Paula Fliegner e Sabrina Fucilini, pelo companheirismo, pelo carinho e sem dúvidas pelo apoio incondicional. De modo geral, agradeço a todos que de uma forma ou outra contribuíram a fim da realização deste trabalho.

6 A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltará a seu tamanho original. Albert Einstein

7 RESUMO PODKOWA, L. D. Levantamento Visual Contínuo em Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul UNIJUÍ, Santa Rosa, A pavimentação rodoviária é indispensável ao desenvolvimento da sociedade, visto que esse sistema oportuniza o deslocamento de pessoas e cargas. No entanto, conforme pesquisa realizada pela Confederação Nacional dos Transportes, na região Sul, a partir de quilômetros analisados, aproximadamente 67% dos pavimentos apresentam algum tipo de deficiência. Portanto, a fim de propor melhorias nesse campo, serão analisadas as condições funcionais atuais de trechos das rodovias estaduais ERS 342 e ERS 305 acerca da condição da superfície das mesmas, caracterizando seus níveis de trafegabilidade, analisando os defeitos encontrados e sua frequência, bem como propondo uma estimativa para as soluções plausíveis. A pesquisa aplicada elaborada é de base exploratória, a qual compreende a análise bibliográfica na busca de informações, especialmente das normas vigentes que descrevem tanto a terminologia quanto os procedimentos utilizados na execução da avaliação, bem como pesquisas de campo, nas quais ocorrerá o levantamento de dados sobre as características predominantes na pista e questões relacionadas ao projeto. A contagem de tráfego realizada baseia-se no Manual de Estudos de Tráfego e o Levantamento Visual Contínuo na normativa 008/2013, ambas do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte. Nesse contexto, obteve-se que ambas as rodovias constituem vias de tráfego médio, sendo que na ERS 342 predominam os trincamentos (25% da pista), desgaste (18%) e panelas ou buracos (17%), enquanto que a ERS 305 apresenta 22% do revestimento com desgaste e 20% com trincamento. Considerando o estado da superfície, a primeira rodovia apresenta estado péssimo, já a segunda, características regulares. Ambas rodovias demandam medidas de restauração, sendo que o grande diferencial está nos custos empreendidos para a melhoria das condições de cada uma. Embora a aplicabilidade da metodologia proposta seja simplória, as condições de muitas vias esbarram em obstáculos como a ausência de planejamento, ou ainda a precariedade de recursos, o que acarreta um círculo vicioso no qual, o planejamento não é executado em função da carência de recursos, e posteriormente os recursos não serão mais os mesmos para a realização dos planejamentos atuais. Palavras-chave: Defeitos, levantamento, pavimento, patologia, levantamento visual contínuo.

8 ABSTRACT PODKOWA, L. D. Levantamento Visual Contínuo em Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul UNIJUÍ, Santa Rosa, The road paving is essential to the society of development, as this system favors the movement of people and cargo. However, according to a survey conducted by the National Transport Confederation, in the South, from 8295 km analyzed, approximately 67% of the floors have a disability. Therefore, in order to propose improvements in this field, the current functional status of stretches of state highways ERS 342 and ERS 305 about the same as the surface condition will be analyzed, characterizing their levels of trafficability, analyzing defects found and their frequency, as well as proposing an estimate for plausible solutions. Applied research fancy is exploratory base, which comprises the literature review in search of information, especially of existing rules that both describe the terminology as the procedures used to evaluate the implementation and field research, in which occurs the lifting data on the predominant characteristics on the track and issues related to the project. The traffic count conducted is based on the Traffic Study Guide and Continuous Visual Survey of the regulations 008/2013, both the National Department of Transport Infrastructure. In this context, it was found that both sites are average traffic routes, and in ERS 342 predominate trincamentos (25% track), wear (18%) and pans or holes (17%), while the LRA % of the structure has worn and 20% to cracking. Considering the surface state, the first road has poor state, since the second regular features. Both highways require restoration measures, and the big difference is in cost undertaken to improve the conditions of each.although the applicability of the proposed methodology is simple-minded, the conditions of many roads run into obstacles such as lack of planning, or the lack of resources, which leads to a vicious circle in which the plan is not implemented due to the lack of resources, and then the resources will no longer be the same for the achievement of current planning Keywords: Defects, lifting, flooring, pathology, visual survey continue.

9 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Distribuição dos modais Figura 2: Esquema de seção transversal do pavimento Figura 3: Resposta mecânica de pavimento flexível Figura 4: Relações de espessura, módulos e custo das camadas Figura 5: Trinca isolada transversal na ERS 342 (Três de Maio-Horizontina) Figura 6: Trinca isolada longitudinal na RS 305 (Tucunduva- Horizontina) Figura 7: Trinca de retração na RS 342 (Três de Maio-Horizontina) Figura 8: Trinca interligada tipo couro de jacaré na RS 342 (Três de Maio-Horizontina) 30 Figura 9: Trinca interligada tipo bloco Figura 10: Afundamento na trilha de roda Figura 11: Ondulação Figura 12: Escorregamento Figura 13: Exsudação Figura 14: Desgaste na RS 305 (Tucunduva-Horizontina) Figura 15: Panela/buraco na RS 305 (Tucunduva-Horizontina) Figura 16: Remendos na RS 342 (Três de Maio-Horizontina) Figura 17: Delineamento de pesquisa Figura 18: Trecho em estudo da ERS Figura 19: Camadas constituintes da ERS Figura 20: Trecho em estudo da ERS Figura 21: Camadas constituintes da ERS Figura 22: Trafegabilidade ERS Figura 23: Composição Tráfego ERS Figura 24: Trafegabilidade ERS Figura 25: Composição Tráfego ERS Figura 26: Desgaste sobre ERS 342 KM 8 (Três de Maio-Horizontina) Figura 27: Trincas do tipo Couro de Jacaré sobre ERS 342 KM 8 (Três de Maio- Horizontina) Figura 28: Trincas isoladas sobre ERS 342 KM 3 (Três de Maio-Horizontina)... 74

10 Figura 29: Buraco sobre ERS 342 KM 7 (Três de Maio-Horizontina) Figura 30: Defeitos predominantes ERS Figura 31: Melhor seção ERS 342 KM Figura 32: Seção com pior estado de superfície ERS 342 KM Figura 33: Desgaste sobre ERS 305 KM Figura 34: Trincas isoladas sobre ERS 305 KM Figura 35: Trincas do tipo Couro de Jacaré sobre ERS 305 KM Figura 36: Defeitos predominantes ERS Figura 37: Melhor seção ERS 305 KM 3 (Horizontina-Tucunduva) Figura 38: Seção com pior estado de superfície ERS 305 KM

11 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Evolução da rede rodoviária Federal e Estadual (Km) Tabela 2: Frequência de defeitos Tabela 3: Conceitos do ICPF Tabela 4: Pesos para cálculo Tabela 5: Índice do Estado da Superfície do pavimento (IES) Tabela 6: Fatores de Equivalência de carga da AASHTO Tabela 7: Fatores de Equivalência de carga do USACE Tabela 8: Percentuais de veículos comerciais na faixa de projeto Tabela 9: Contagem Volumétrica ERS Tabela 10: Classificação do tráfego ERS Tabela 11: Definição dos eixos predominantes de acordo com a categoria ERS Tabela 12: Cálculo fator de carga ERS Tabela 13: Cálculo fator de eixo ERS Tabela 14: Contagem Volumétrica ERS Tabela 15: Classificação do tráfego ERS Tabela 16: Definição dos eixos predominantes de acordo com a categoria - ERS Tabela 17: Cálculo fator de carga ERS Tabela 18: Incidência e nível de severidade por seção analisada ERS Tabela 19: Porcentagem de ocorrência de defeitos sobre o total de seções ERS Tabela 20: Incidência e nível de severidade por seção analisada ERS Tabela 21: Porcentagem de ocorrência de defeitos sobre o total de seções ERS Tabela 22: Condição das rodovias e estratégias para manutenção e reabilitação... 84

12 LISTA DE SIGLAS AASHTO CBUQ CNT CONCEPA DAER DNIT DER ERS ESRD ESRS ETD ETT LVC ICPF IGGE IES N SESB SMA TCU American Association of State Highway and Transportation Officials Concreto Betuminoso Usinado a Quente Confederação Nacional dos Transportes Concessionária da rodovia Osório Porto Alegre Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes Departamento de Estradas de Rodagem Estrada Rio Grande do Sul Eixo Simples Rodado Duplo Eixo Simples Rodado Simples Eixo Tandem Duplo Eixo Tandem Triplo Levantamento Visual Contínuo Índice de Condição de Pavimentos Flexíveis e Semirrígidos Índice de Gravidade Global Expedito Índice do Estado de Superfície do Pavimento Número equivalente N, necessário ao dimensionamento de uma rodovia Solo Estabilizado com Saibro de Basalto Stone Matrix Asphalt Tribunal de Contas da União

13 TJ TR TSD USACE VDM Trinca do Tipo Couro de Jacaré Trinca Isolada Tratamento Superficial Duplo United States Army Corps of Engineers Volume Diário Médio

14 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO CONTEXTO PROBLEMA Questões de Pesquisa Objetivos de Pesquisa Objetivo Geral Objetivos específicos Delimitação PAVIMENTAÇÃO ESTRUTURA Tipos de pavimentos Pavimento Flexível Pavimento Semirrígido SISTEMAS DE GESTÃO DOS PAVIMENTOS Defeitos Fendas Afundamentos Ondulação ou Corrugação Escorregamento do Revestimento Exsudação Desgaste Panelas ou Buracos Remendos Levantamento Visual Contínuo (LVC)... 38

15 2.2.3 Estudos de Trafegabilidade Restauração e Reabilitação MÉTODO DE PESQUISA ESTRATÉGIA DE PESQUISA PLANEJAMENTO DA PESQUISA COLETA E ANÁLISE DE DADOS ERS ERS Estudo do Tráfego ESTUDO DE CASO CONTAGEM DE TRÁFEGO ERS 342 (Três de Maio Horizontina) ERS 305 (Tucunduva Horizontina) LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO ERS 342 (Três de Maio Horizontina) ERS 305 (Tucunduva Horizontina) Causas geradoras dos principais problemas encontrados ESTIMATIVA DE SOLUÇÃO PARA AS RODOVIAS EM ESTUDO CONCLUSÕES REFERÊNCIAS ANEXOS...95

16 12 1 INTRODUÇÃO Segundo Pereira et al. (2007), o desenvolvimento rodoviário brasileiro iniciou com a execução da rodovia Rio-São Paulo em Segundo os mesmos autores, a partir dos anos de 1970 a 1980 as demais regiões do Brasil passaram a contar também com ligações rodoviárias, impulsionando assim o setor das rodovias, que ampliou o transporte de cargas e integrou um modal distinto dos atuantes na época. A Tabela 1 demonstra a evolução deste modal a partir do ano de 1960 até 1993, segundo dados levantados pelo Grupo Executivo de Integração de Políticas de Transportes (Geipot). Segundo a tabela apresentada, a malha federal se expandiu significativamente entre os anos de 1970 e 1975, enquando que as estaduais evoluíram em Tabela 1: Evolução da rede rodoviária Federal e Estadual (Km) Fonte: Geipot 1970, 1976, 1981, 1986, 1992, 2001 Com relação à extensão da malha rodoviária atualizada, sua constituição compreende uma soma de quilômetros pavimentados, subdivididos em quilômetros de rodovias federais, quilômetros estaduais e quilômetros municipais (CNT, 2015). Segundo dados do Geipot (2001), as rodovias representam o principal modal brasileiro, conforme apresenta a Figura 1, o mesmo é atribuído a um percentual superior a 60% do transporte de cargas, seguido pelos modais: ferroviário com mais de 20%, hidroviário superior a 13%, dutoviário acima de 4% e aeroviário representando menos de 1%. Quando se trata de deslocamento de passageiros, o modal rodoviário é responsável por mais de 90% (CNT, 2014). O Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

17 13 setor rodoviário é altamente competitivo, uma vez que, atende a uma enorme diversidade de clientes em um prazo considerável, por outro lado, no entanto, acarreta altos custos operacionais aos usuários (BARBOZA, 2014). Um fator positivo para o desenvolvimento do setor rodoviário está no custo de aquisição de um caminhão, visto que, os demais modais necessitam do desprendimento de valores maiores para usufruí-los, deste modo, esse modal se torna o mais adequado para o transporte de cargas de pouco volume (ARNOLD, 1999). Figura 1: Distribuição dos modais Fonte: Geipot, 2001 A mobilidade e o custo-benefício demonstrados por esse modal foram fatores decisivos para sua expansão, tornando possível o acesso a locais isolados, onde os demais modais encontrariam maior dificuldade de operação e altamente indicado para transportes a curtas distâncias (PEREIRA et al., 2007). A pavimentação é indispensável ao desenvolvimento da sociedade, visto que oportuniza o deslocamento de pessoas e cargas (SILVA, 2011). Através das rodovias são movimentados alimentos, remédios, jornais, além de permitir o acesso a eventos sociais e recreativos, refletindo áreas de interesse dos diferentes segmentos da sociedade (DER/PR, 2007). De acordo com o Conselhor Federal de Administração (2013), obras de infraestrutura generalizadas diminuem distâncias melhorando condições de acesso e favorecem o desenvolvimento de tecnologias inovadoras. Além disso, incentivam a expansão industrial, Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

18 14 gerando maior grau de empregabilidade, pois estimulam o mercado e a produtividade ao difundir produtos, técnicas e informações entre localidades distintas (CFA, 2013). Com o passar do tempo, os pavimentos construídos começaram a se deteriorar, refletindo condições de conforto, segurança e custos diferentes daquelas encontradas logo após sua execução (NEVES FILHO, 2004). A preservação de vias em período oportuno representa o contexto que será melhor explicitado posteriormente, enfatizando claramente o tema a ser abordado, bem como motivações e objetivos definidos a respeito deste trabalho. 1.1 CONTEXTO Os valores atuais investidos na infraestrutura das rodovias não são capazes de suprir a demanda de serviços necessários existentes nas mesmas, o que acaba gerando grande insatisfação por parte dos setores produtivos no país, uma vez que, estes se tornam menos competitivos especialmente perante mercados externos, impactando em uma situação econômica insustentável (CNT, 2014). O transporte é constituído tanto pelos veículos transportadores quanto pela infraestrutura pela qual os mesmos circulam, se por um lado, os veículos vêm sendo aprimorados cada vez mais, por outro, as vias não estão acompanhando este ritmo, o que gera o desequilíbrio desse setor. Partindo da situação rodoviária com insuficiência de manutenção, esbarra-se em elevados gastos com logística, impactando na ampliação de desigualdades entre regiões distintas, ampliando inclusive o número de ocorrência de acidentes, comprometendo o desenvolvimento de diversos setores econômicos (CNT, 2014). Rodovias bem conservadas reduzem o desgaste dos veículos, o tempo de percurso, o índice de acidentes, o desperdício de mercadorias perdidas seja em função de acidentes ou ainda aquelas furtadas, visto que, as condições da pista influenciam também a ação criminal, que faz uso dos trechos comprometidos na abordagem dos condutores e transeuntes (TCU, 2007). Além dos fatores já citados, sistemas de drenagem ineficientes também podem contribuir para problemas relacionados à conservação das vias existentes (DNIT, 2005). Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

19 15 Para Bernucci et al. (2008), o clima também exerce papel considerável perante o crescimento da deterioração do revestimento, merecendo atenção especial a degradação ocasionada pela água, que reduz a capacidade de suporte da estrutura. Para o mesmo autor, a água penetra facilmente pelo pavimento trincado, aumentando consequentemente seu nível de degradação. Também afeta o pavimento de forma significativa a temperatura, a qual influencia o comportamento dos materiais constituintes da pista, se por um lado, com altas temperaturas ocorre a diminuição da viscosidade dos ligantes e a resistência do pavimento às deformações permanentes, por outro, baixas temperaturas refletem no trincamento por retração, enrijecendo a estrutura, que pode gerar o trincamento por fadiga quando muito delgado ou executado sobre materiais deformáveis (BERNUCCI et al., 2008). A grande dificuldade está justamente em executar medidas corretivas que desenvolvam pavimentos com maior resistência, por um período de tempo superior, demandando o mínimo de manutenções possíveis a partir do período ao qual foram projetados (CONCEPA, 2007). O DNIT (2011) afirma que a execução de serviços de manutenção permite com que a rede de infraestrutura viária tenha sua vida útil prolongada, preservando a estrutura do pavimento e por conseguinte, seu valor patrimonial. A fim de suprir as deficiências encontradas nesta área busca-se cada vez mais, a elaboração e implantação de sistemas de gerência para os pavimentos (DNIT, 2011). Os sistemas de gerência trabalham com a sistematização de dados sobre a rodovia, levantando informações acerca de suas condições, seu tráfego, índices sobre os serviços executados, os respectivos custos envolvidos nessa execução e o desempenho dos mesmos. (DNIT, 2011). O mesmo departamento acrescenta que, por meio das informações possuídas é possível então direcionar investimentos, bem como identificar os locais onde os serviços devem ser priorizados. Echeverria (2011) defende que rodovias que apresentam boas condições não necessitam de grandes valores para sua manutenção. Para tanto, a manutenção deve ser realizada de forma constante, iniciando logo após sua execução e compreendendo levantamentos periódicos da situação atual para a determinação dos locais mais precários (ECHEVERRIA, 2011). Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

20 16 No campo de verificação, para Danieleski (2004), existem inúmeras formas avaliativas plausíveis, dentre elas avaliações funcionais e estruturais. A avaliação funcional está ligada, segundo Bernucci et al. (2008), à análise superficial do pavimento, verificando como o estado atual afeta o conforto ao rolamento. Conforme o mesmo autor, a avaliação estrutural por sua vez está relacionada à definição de capacidade de esforços, uma vez que os defeitos estruturais resultam dessa atividade repetitiva a qual os pavimentos ficam sujeitos. Soncim (2011) descreve que os levantamentos dos defeitos junto aos pavimentos brasileiros são baseados especialmente nas normas DNIT 005/2003, DNIT 006/2003 e DNIT 008/2003. Ainda segundo esse, a aplicação de cada normativa é variável, enquanto uma conta com o procedimento realizado a pé, outra é realizada de dentro de um veículo em deslocamento. A última definição compreende o levantamento visual contínuo (LVC) expresso na norma DNIT 008/2003 e depende de uma equipe para avaliar o pavimento durante a sua movimentação realizada em um veículo (SONCIM, 2011). Neste contexto, o levantamento visual contínuo de duas rodovias da região Noroeste estabelecerá um banco de dados, a fim de poder contribuir no gerenciamento atual das vias existentes nas localidades próximas a cidade de Santa Rosa, Estado do Rio Grande do Sul. Como motivação pessoal, visa-se propor melhorias relacionadas às rodovias, buscando melhores condições de tráfego, segurança e conforto aos usuários, isso sem mencionar, a efetiva importância do setor, especialmente perante a economia nacional. 1.2 PROBLEMA O Brasil apresenta altos níveis de dependência para com o modal rodoviário, o que se torna ainda mais visível ao compararmos os índices de transporte de carga brasileiros aos Estados Unidos (26%) ou a Austrália (24%), por exemplo, o que significa que qualquer obstáculo encontrado no setor impacta diretamente sobre a economia brasileira (CFA, 2013). A Confederação Nacional dos Transportes CNT (2014) estabeleceu em pesquisa que, frente aos quilômetros analisados na região Sul, deles representam a extensão de rodovias estaduais do Rio Grande do Sul. Ainda conforme esta avaliação, a condição da superfície do pavimento encontra-se com 51,3% da extensão desgastado, 37,5% trincas em malha Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

21 17 e/ou remendos, apenas 9,5% apresentam-se totalmente perfeitos e 1,7% contam com afundamentos, ondulações ou buracos (CNT, 2014). Com relação à qualidade das rodovias, a Confederação Nacional dos Transportes CNT (2014) destaca, outrossim, que as más condições encontradas se devem à carência de manutenção gerando riscos aos usuários, além de acréscimos nos custos de operação com veículos e restauração das vias, principalmente devido à evolução da deterioração existente, a qual necessita de soluções cada vez mais arrojadas para a sua resolução. Ao trafegar sobre rodovias que apresentem condições ruins, o custo operacional do veículo pode aumentar em até 45%, e o tempo de viagem ser ampliado em até 100%, isso sem mencionar o aumento indireto gerado sobre os custos finais de mercadorias transportadas (TIZZOT, 2004) Questões de Pesquisa Questão principal: Quais as condições de estado da superfície proporcionado pelas rodovias estaduais da região de Santa Rosa que foram estudadas? Questões secundárias: 1) Quais as principais patologias que abrangem as rodovias em estudo? 2) Quais os principais fatos geradores atribuídos às patologias encontradas? Objetivos de Pesquisa Os objetivos deste trabalho encontram-se discriminados a seguir de forma generalizada e específica Objetivo Geral Analisar as condições atuais das rodovias estaduais da região de Santa Rosa acerca do nível de estado de superfície dos pavimentos, analisando os defeitos encontrados e sua frequência, propondo uma estimativa preliminar e analisando suas causas. Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

22 Objetivos específicos Especificamente objetiva-se: desdobrar conhecimento acerca das principais patologias predominantes nas rodovias RS 342 (Três de Maio-Horizontina) e RS 305 (Tucunduva- Horizontina), bem como identificar sua ocorrência e frequência em campo; estabelecer índices de ocorrência para os defeitos encontrados; realizar estimativa para a reabilitação das rodovias Delimitação Este estudo se delimitará apenas a percepção de duas rodovias englobadas nas proximidades da região de Santa Rosa/RS. Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

23 19 2 PAVIMENTAÇÃO Segundo Balbo (2007) nos últimos 100 anos inúmeros registros marcaram o princípio da pavimentação, dentre eles, no princípio os pavimentos de concreto, que se difundiram por países como Alemanha (1890) e Estados Unidos (1909), sendo que esse último contava com asfalto oriundo do petróleo produzido de forma expressiva e empregado na pavimentação desde o princípio do século XX. Enquanto que, no Brasil, segundo o mesmo autor, somente em 1956 essas ideias foram alavancadas pela execução de um plano que objetivava pavimentar as rodovias de São Paulo. Segundo Bernucci et al. (2008) o pavimento é uma estrutura composta de várias camadas que podem apresentar determinadas espessuras, sendo que o seu desenvolvimento parte da terraplenagem concluída, e o intuito de sua execução é o suporte, tanto do fluxo de veículos, quanto das condições climáticas. O Departamento de Estradas de Rodagem (DER/SP, 2006) define ainda que o pavimento pode ser formado por materiais distintos e executado acima do subleito, construído a fim de suportar e redistribuir os esforços aos quais é submetido para suas camadas inferiores. Balbo (2007) afirma que, para um funcionamento adequado, todos os elementos que constituem o pavimento precisam responder de forma positiva, evitando a ocorrência de rompimento prematuro do material. Ainda neste contexto, o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte - DNIT (2011) define em seu Manual de Gerência de Pavimentos, que o pavimento é composto por elementos que se relacionam reciprocamente, sendo que estes elementos (revestimento, base, sub-base e subleito), ficam sujeitos à ação de fatores externos como o tráfego, as atividades de manutenção e ao meio ambiente. A seguir, serão abordadas definições fundamentais acerca de classificações e estruturas, bem como devidamente apresentados os defeitos existentes em pavimentos asfálticos e métodos avaliativos para os mesmos. Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

24 ESTRUTURA Acerca da composição de um pavimento, a Figura 2 demonstra as camadas geralmente executadas, dentre elas: regularização do subleito, reforço do subleito, sub-base, base e revestimento. Figura 2: Esquema de seção transversal do pavimento Fonte: DNIT (2006). Neste contexto, Senço (2007) apresenta o subleito como a estrutura de fundação às demais camadas que serão executadas sobre sua superfície e constituirão o pavimento. Com relação a sua constituição, Balbo (2007) estabelece que o subleito pode ser composto tanto por material natural, resistente e devidamente compactado, nos casos de cortes, quanto por material proveniente de outro local e posteriormente compactado, como ocorre, por exemplo, na execução de aterros. A regularização do subleito, por sua vez, é construída sobre o subleito com a finalidade de dar conformidade transversal e longitudinal ao projeto a ser executado seguindo as dimensões já estabelecidas em projeto, apresentando cortes ou aterros de até 20 centímetros de espessura (DNIT, 2010). Balbo (2007) define o reforço do subleito, atribuindo a essa camada caracterizada pela utilização de solo, a capacidade de fornecer melhores condições de resistência quando comparada Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

25 21 ao material encontrado no espaço anteriormente. No entanto, esse autor ressalta que o reforço de subleito não pode ser considerado elemento obrigatório ao pavimento, pois as cargas as quais o pavimento é submetido são absorvidas por suas camadas superiores. Por outro lado, essa camada está sendo cada vez mais empregada devido aos fatores econômicos favoráveis proporcionados na pavimentação (BALBO, 2007). O reforço do subleito é geralmente proveniente de execução de uma estrutura com camadas de espessura constante em pontos contendo fundação com qualidade comprometida ou trafegabilidade de cargas muito pesadas, ou ainda, compreender ambas as condições combinadas (SENÇO, 2001). Para Senço (2007), o reforço do subleito é executado, sempre que necessário, acima da regularização do subleito, possuindo aspectos de tecnologia mais relevantes que as camadas anteriormente citadas e menor importância quando comparada à sua camada superior, a sub-base. Construído a fim de complementar sua camada superior (sub-base), essa camada não é responsável pela absorção definitiva dos esforços aos quais é submetida, mas sim por suportar e transferir os mesmos até o subleito, no qual esses esforços são absorvidos permanentemente (SENÇO, 2007). A especificação de serviço n 138 (DNIT, 2010), esclarece ainda que a empregabilidade do reforço do subleito está associada à redução de espessuras da sub-base, advindas de baixa resistência do subleito. A sub-base complementa sua camada imediatamente superior, a base (DNIT, 2009). A construção desta etapa, segundo o mesmo departamento, ocorre após a compactação e regularização do subleito ou do reforço de subleito. Para Balbo (2007), a existência da camada de sub-base está vinculada a necessidade de execução de uma camada de base de grande espessura. Em casos assim, o mesmo autor acrescenta que, a base é dividida em camadas de espessuras mais viáveis técnica e economicamente, surgindo desse modo sub-base e base. Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

26 22 A base constitui a camada posterior à sub-base, no entanto, Senço (2007) esclarece que o pavimento pode ser compreendido apenas pelas camadas de base e revestimento, ou seja, o pavimento pode não conter as camadas de sub-base e reforço de subleito. Senço (2007) afirma que o revestimento representa a camada impermeável, dentro de determinado limite, e que está diretamente em contato com a ação de rolamento dos veículos. Para esse autor, essa camada objetiva melhorar tanto o conforto, quanto a segurança ao rolamento, suportando os esforços que sobre ele atuam, tornando assim, a superfície resistente ao desgaste. Essa camada também é denominada capa de rolamento ou capa (SENÇO, 2007). Balbo (2007) acrescenta ainda que, esta camada recebe as cargas verticais e horizontais provenientes do tráfego e as distribui para as camadas inferiores. Segundo Bernucci et al. (2008), os pavimentos normalmente são classificados em rígidos e flexíveis. Recentemente, essas denominações vêm sendo substituídas, a classificação rígida adquire a nomenclatura de pavimento de concreto de cimento Portland, enquanto que os flexíveis passam a ser designados por pavimentos asfálticos, ambas as definições retratam o tipo de revestimento encontrado no pavimento (BERNUCCI et al., 2008). No entanto, Balbo (2007) defende que os termos rígido e flexível estão diretamente relacionados ao comportamento da estrutura do pavimento quando solicitada, considerando o conjunto e também seus componentes isoladamente. Papagiannakis e Masad (2008) acrescentam ainda a existência de mais uma classificação de pavimento, o semirrígido, o qual resulta da combinação entre pavimento rígido e flexível, no qual o revestimento pode ser asfáltico e a base apresentar propriedades cimentícias, ou viceversa Tipos de pavimentos Quanto à classificação, neste trabalho, somente serão explicitados os pavimentos flexíveis e semirrígidos, objetivando a concordância com as normatizações do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes que baliza as terminologias e procedimentos destes. Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

27 Pavimento Flexível Para Bernucci et al. (2008), o pavimento asfáltico é constituído por um conjunto de agregados e ligantes asfálticos. Segundo estes autores, esse tipo de pavimento apresenta quatro camadas fundamentais: revestimento asfáltico, base, sub-base e reforço do subleito. O pavimento pode ainda, ser formado por uma camada de rolamento e camadas intermediárias ou de ligação, a existência ou não de determinadas camadas está relacionada ao tráfego e à disponibilidade de materiais para a execução (BERNUCCI et al., 2008). Silva (2008) define ainda o pavimento flexível como aquele no qual o revestimento é constituído de asfalto, a base é composta por componentes granulares e a sub-base compreende solo ou material granular. Conforme o Manual de Pavimentação do DNIT (2006), no pavimento flexível todas as camadas suportam alguma forma de deformação elástica quando submetido a carregamento, no entanto, esse carregamento é transmitido quase que uniformemente para as demais camadas. A Figura 3, expressa o comportamento desse tipo de pavimento, na qual as tensões são transmitidas de forma concentrada, gerando possíveis deformações de forma não uniforme (PAPAGIANNAKIS; MASAD, 2008). Figura 3: Resposta mecânica de pavimento flexível Fonte: Balbo (2007, p.47) Acima do subleito, o pavimento flexível é composto de camadas que, de modo geral, tem melhores características e são mais caras à medida que estão mais próximas da superfície, Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

28 24 conforme ilustra a Figura 4. Segundo esta, as camadas inferiores apresentam maiores espessuras e sensibilidade à água e menores custos e módulo de elasticidade, no entanto, a capa apresenta o comportamento adverso (ECHEVERRIA, 2014). Figura 4: Relações de espessura, módulos e custo das camadas Pavimento Semirrígido Fonte: Echeverria (2014) Silva (2008) define o pavimento semirrígido como aquele no qual o revestimento é constituído de asfalto, a base contém cimento e a sub-base compreende solo ou material granular. Pinto e Preussler (2002) citam como constituintes de base ou sub-base de pavimentos semirrígidos misturas de solo-cimento, solo-cal ou solo-betume que atribuem às mesmas maiores condições de resistência à tração. Conforme norma do DNIT (2006, p. 95) são caracterizados por uma base constituída por algum aglutinante com propriedades cimentícias e uma camada de solo cimento revestida por uma camada asfáltica. 2.2 SISTEMAS DE GESTÃO DOS PAVIMENTOS Segundo Terzi (2006), o primeiro conceito de gestão de pavimentos surgiu em meados da década de 1960 a fim de organizar e coordenar as atividades deste campo, visando alcançar o melhor resultado possível a partir dos fundos disponíveis. Se por um lado cresce a necessidade de reabilitação e manutenção das rodovias, por outro existe a escassez dos recursos, como resposta a Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

29 25 essa questão aumenta o interesse relacionado ao desenvolvimento de uma abordagem de gestão formal, buscando otimizar tanto a construção de rodovias, quanto os recursos de manutenção (TERZI, 2006). As rodovias transportam pessoas e mercadorias de um lugar para outro, sendo submetidas a cargas, as quais muitas vezes superam os limites estabelecidos em lei, esse fator somado às condições ambientais, leva as mesmas a deterioração com o tempo (ASI, 2012). Por conseguinte, o desempenho das rodovias tem de ser monitorada para avaliar os índices com que a degradação avança, munindo-se assim de taxa, pela qual é estabelecida a necessidade de manutenção e reabilitação, elaborando o planejamento das atividades necessárias (ASI, 2012). Para Papagiannakis e Masad (2008) a avaliação de pavimentos envolve um conjunto de levantamentos quantitativos e qualitativos definindo dessa forma o estado do pavimento tanto funcionalmente como estruturalmente. Segundo Bernucci et al. (2008), a avaliação estrutural está ligada a capacidade de carga do pavimento, que pode ser relacionada ao projeto do pavimento e ao seu dimensionamento. A avaliação funcional por sua vez, estabelece o nível de degradação e desempenho da via, através da qual se determina a visão do usuário acerca das condições da mesma, já a avaliação estrutural descreve a condição de carga suportada pelo pavimento (DANIELESKI, 2004). Silva (2006) descreve que para a avaliação funcional de pavimentos são empregadas atividades de identificação e quantificação dos defeitos encontrados junto à rodovia, os quais interferem no conforto e segurança do usuário, definido assim, o seu grau de deterioração. Esse tipo de avaliação pode ainda ser subdividida em métodos que vão de subjetivos até objetivos (SILVA, 2006). Para Guzen (2005), a avaliação objetiva compreende uma avaliação mais técnica, portanto é realizada por profissionais especializados, os quais possuem maior conhecimento científico e entendem de forma mais precisa os danos, diagnosticando causas e consequências. Para o mesmo autor, esse método, no entanto, desprende grande volume de recursos e tempo, pois possui objetividade e elevada padronização do processo. Já a avaliação subjetiva possibilita o levantamento de vários componentes em um período de tempo relativamente curto, executando Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

30 26 ainda comparações entre os elementos analisados, tudo isso, por ser resultante da percepção do usuário (GUZEN, 2005). Outro método que pode ser empregado na avaliação superficial de pavimentos flexíveis e semirrígidos é o levantamento visual contínuo, o qual caracteriza o pavimento analisando o estado da superfície e os níveis de conforto transmitidos, bem como, registrando os defeitos e severidade dos mesmos (DERT, 2001). Fernandes Junior et al. (2006) defende que através da identificação de fatores como os defeitos (suas dimensões e a determinação de sua severidade) e as causas que levam ao panorama atual da via, é possível optar por medidas de intervenção mais adequadas para cada caso. Domingues (1993) destaca a importância das avaliações serem realizadas em consonância com as normas técnicas designadas pelo órgão responsável, bem como levando em consideração também o padrão da rodovia e as necessidades do usuário que utiliza a rodovia em questão, compreendendo a classificação que abrangida pela via e as categorias condizentes com os veículos que transitam na mesma, pois são distintas as características que abrangem uma autoestrada e uma rodovia vicinal, por exemplo Defeitos Os defeitos superficiais representam falhas ou degradações ocorridas sobre o pavimento asfáltico, os quais são verificados sem necessidade de qualquer equipamento especializado, somente pelo uso da visão e classificados a partir de normatização de nomenclaturas estabelecida pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (BERNUCCI et al.,2008). Independente da estrutura do pavimento, embora projetado e construído corretamente, o mesmo sofrerá com a deterioração ao longo do tempo (CORREIA, 2010). Bernucci et al. (2008) definem que os problemas junto ao pavimento podem ocorrer imediatamente após sua execução, sendo resultado de erros e inadequações na elaboração, nos critérios de projeto, no processo construtivo ou na própria manutenção. Ou então, podem ser verificados a um período de tempo mediano ou longo, neste caso, suas possíveis causas estão atreladas às questões de tráfego e às intempéries (BERNUCCI et al., 2008). Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

31 27 O mesmo autor cita também que, para a devida classificação dos defeitos em pavimentos flexíveis e semirrígidos deve ser empregada a norma 005/2003 do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte, a qual padroniza a terminologia dos defeitos existentes, sendo eles: fenda, afundamento, ondulação ou corrugação, escorregamento, exsudação, desgaste, panela ou buraco e remendo Fendas Fendas representam descontinuidades na superfície asfáltica e podem ser classificadas como: fissuras, quando sua abertura for visível a olho nu a uma distância inferior a 1,5m; ou ainda como trincas, quando essa abertura for superior à da fissura (DNIT, 2003). Segundo Bernucci et al. (2008), as fendas representam o problema mais significativo em rodovias e podem ser classificadas de acordo com sua tipologia e gravidade. Segundo a norma de terminologia já citada, as fissuras constituem uma classificação das fendas, no entanto, por serem um defeito em estágio inicial, o qual não representa dano funcional ao pavimento, não são classificadas de acordo com a gravidade na avaliação superficial (DNIT, 2003). As trincas por sua vez, são classificadas de acordo com a gravidade em classe 1 (fendas com vão inferior a 1mm, no entanto, maiores que as fissuras), classe 2 (fendas com vão maior que 1mm), e classe 3 (para as fendas vão maior que 1mm e desintegração ou erosão na proximidade das bordas) (DNIT, 2003). Prestes (2001) destaca que a trinca debilita o revestimento e oportuniza a entrada de água, gerando uma estrutura ainda mais enfraquecida. A partir do princípio desse defeito, sua gravidade e dimensão somente aumentarão, provocando a degradação do pavimento. Conforme a norma 005/2003 do DNIT, as trincas podem ser isoladas, como o próprio nome diz, solitárias, as quais podem aparecer sob forma de: trincas transversais, longitudinais ou de retração (DNIT, 2003). Considerando os defeitos de trincamento, é possível afirmar que os revestimentos betuminosos possuem prédisposição a esse defeito em virtude da combinação de efeitos do tráfego e de condicionantes ambientais aos quais os mesmos ficam expostos (DNIT, 2006). Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

32 28 Segundo o Manual de Conservação Rodoviário do DNIT (2005) as consequências mais correntes do desenvolvimento das trincas são designadas por uma estrutura debilitada em virtude de umidade elevada e com o crescimento de defeitos como as panelas, deformações plásticas, dentre outros danos. Para Silva (2008) as trincas provenientes sobre o revestimento podem estar atreladas a fadiga, quando a mesma ocorrer devido ao movimento repetitivo gerado por cargas de veículos comerciais. De acordo com o DNIT (2003), as trincas transversais podem ser curtas (TTC), quando seu sentido é oposto ao eixo da pista como pode ser observado na Figura 5, além de contar com até 100 centímetros de dimensão, quando essa dimensão for maior, a trinca será classificada como longas (TTL). Figura 5: Trinca isolada transversal na ERS 342 (Três de Maio-Horizontina) Autoria Própria As trincas longitudinais também podem ser curtas (TLC), quando seu sentido é o mesmo do eixo da pista conforme demonstra a Figura 6 e sua dimensão for de até 100 centímetros, quando essa dimensão for maior que, a trinca será definida como longa (TLL) (DNIT, 2003). Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

33 29 Figura 6: Trinca isolada longitudinal na RS 305 (Tucunduva- Horizontina) Autoria Própria Bernucci et al. (2008) atribui o surgimento de trincas longitudinais curtas aos erros de construção, que podem estar relacionados tanto a uma temperatura inadequada de compactação, quanto na utilização de quantidades equivocadas durante o processo de mistura do asfalto. Segundo o mesmo autor, as trincas longas por sua vez, podem ser atribuídas a erros durante o desenvolvimento do pavimento, bem como a recalques diferenciais e ao ligante asfáltico envelhecido. Por fim, existe ainda a trinca isolada de retração (TRR), ilustrada pela Figura 7, a qual pode decorrer tanto da alteração das temperaturas, como dos elementos constituintes do revestimento e da base (DNIT, 2003). Figura 7: Trinca de retração na RS 342 (Três de Maio-Horizontina) Autoria Própria Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

34 30 Gonçalves (2002) destaca que o período de tempo necessário para a trinca surgir é diretamente proporcional à espessura da camada de rolamento, ou seja, quanto maior a camada de revestimento, mais tempo para o surgimento das mesmas. A partir da norma vigente, as trincas podem também ser interligadas, do tipo Couro de Jacaré ou de bloco (DNIT, 2003). Segundo a mesma norma, a primeira representa propensão em sua reflexão geométrica, e pode ser melhor visualizada na Figura 8, equiparando-se à aparência do couro de um jacaré. Figura 8: Trinca interligada tipo couro de jacaré na RS 342 (Três de Maio-Horizontina) Autoria Própria Enquanto que, a segunda é caracterizada por um grupo de trincas ligadas entre si, conforme ilustra a Figura 9, representando a formação de um bloco propriamente dito (DNIT, 2003). O Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (2003) destaca ainda que essas duas trincas podem ou não manifestar erosão junto às bordas. Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

35 31 Figura 9: Trinca interligada tipo bloco Fonte: DNIT (2003, p.07). Para Silva (2008) as trincas do tipo couro de jacaré indicam uma progressão de fadiga, apresentando ângulos relativamente agudos e uma aresta com comprimento menor que 30 centímetros, sendo que estas se desenvolvem a partir de um grupo de trincas isoladas. As trincas de bloco possuem causa relacionada aos movimentos de retração do revestimento e às oscilações de temperatura que ocorrem ao decorrer de cada dia (SILVA, 2008). Dentre as possíveis causas da trinca Couro de Jacaré Bernucci et al. (2008) destacam esforços provenientes do tráfego intenso, o clima, ligante envelhecido e perda de flexibilidade, processo de compactação falho, teor de ligante asfáltico com deficiente, dimensionamento inferior ao mínimo necessário, rigidez exagerada do revestimento na estrutura com alta deformação, entre outros Afundamentos Outro defeito relevante apontado pelo Departamento de Infraestrutura de Transportes - DNIT (2003) é o afundamento, conforme demonstra a Figura 10, o qual deriva de deformações permanentes, que pode ser resultado tanto de uma ou mais camadas do pavimento, quanto, por vezes, inclusive do subleito. Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

36 32 Figura 10: Afundamento na trilha de roda Fonte: DNIT (2003, p.08). Segundo o Manual de Conservação do DNIT (2005), o afundamento pode ser tanto por consolidação, quanto plástico. Por consolidação é caracterizado por uma depressão do revestimento, a qual de se desenvolve nos locais mais solicitados às cargas do tráfego (DNIT, 2005). Quando o mesmo ocorre em uma distância de até 6 metros é definido como afundamento local, enquanto que, quando superior à esse valor e posicionado sobre as trilhas de rodagem dos veículos é considerado consolidação na trilha de roda (DNIT, 2003). Inicialmente esse defeito somente é visível após as chuvas, pois após essa ocorrência a superfície deformada fica preenchida pela água (DNIT, 2005). Já o afundamento plástico é definido pelo levantamento parcial na lateral próxima ao local onde ocorreu a depressão, sendo resultado do rompimento de uma ou mais camadas do pavimento em função da solicitação proveniente do tráfego (DNIT, 2005). Também pode ser local ou de trilha de roda, dependendo se sua extensão compreender 6 metros para o primeiro caso, ou superior e localizado sobre as trilhas de rodagem da pista para o segundo (DNIT, 2003). Para Moura (2010), os fatores que mais contribuem para o desenvolvimento de deformações em trilhas de roda são teor de ligante inadequado, empregabilidade de ligante Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

37 33 impróprio ao clima da região, granulometria inadequada, carga em excesso, temperatura, compactação ineficiente e concentração de tráfego. Motta e Medina (2006) evidenciam ainda que, a ocorrência dos afundamentos de trilha de roda não devem ser relacionadas única e exclusivamente à camada de subleito, visto que, o pavimento atua como uma estrutura de múltiplas camadas, sendo assim, todas elas são responsáveis pelo aparecimento deste defeito Ondulação ou Corrugação A Figura 11 representa o defeito da corrugação, a norma estabelece a definição para esse problema em conjunto ao tópico de ondulações, sendo caracterizados como o próprio nome indica, pelas deformações evidenciadas por ondulações ou corrugações transversais ao eixo da pista, causadas em virtude de dosagem inadequada da mistura betuminosa presente no revestimento ou base (DNIT, 2003). Figura 11: Ondulação Fonte: DNIT (2003, p.09). Segundo o Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos do DNIT (2006) as causas desse defeito podem estar atreladas a fatores como: mistura instável da camada de revestimento Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

38 34 ou então da base, muita umidade junto às camadas inferiores, existência de materiais indevidos e/ou água retida na mistura asfáltica. Silva (2008) diferencia ondulação e corrugação. Segundo o mesmo autor, a ondulação possui causa atrelada à baixa estabilidade da mistura que constitui o revestimento quando exposta a ações de tráfego e intempéries. A corrugação por sua vez, ocorre em pontos de frenagem e aceleração, sendo facilmente encontradas em locais com rampas, curvas, intersecções e aclives (SILVA, 2008). Geralmente esse dano ocorre em pontos de aceleração e frenagem de veículos, sendo mais severo quando localizado próximo à trilhas de rodas (DNIT, 2006) Escorregamento do Revestimento O escorregamento consiste no deslocamento do revestimento quando relacionado à sua camada subjacente. A Figura 12 ilustra esse defeito, na qual ocorre o surgimento de fendas em formato de meia-lua (DNIT, 2003). Este tipo de defeito resulta em uma trinca com formato de meia-lua, pois pode ocorrer ausência de aderência (carência de limpeza) entre o revestimento e sua camada inferior, ou ainda, devido à mistura asfáltica apresentar resistência relativamente baixa (Silva, 2008). O mesmo autor relaciona ainda a ocorrência desse defeito a zonas de frenagem e intersecção. Figura 12: Escorregamento Fonte: DNIT (2003, p.09). Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

39 35 De acordo com DNIT (2006) as causas do escorregamento estão ligadas às falhas durante a execução dos serviços de imprimação e/ou pintura de ligação (os quais impedem consequentemente a aderência entre as camadas), espessuras reduzidas do revestimento (limitam sua capacidade de repouso), compactação inadequada, adesão do pavimento reduzida em função de altas temperaturas. Balbo (1997) atribui como possíveis gêneses ao escorregamento do revestimento: o processo de imprimação falho, ligante com viscosidade indevida, ligante em excesso na massa asfáltica, ou ainda, utilização de misturas com muito betume e agregado miúdo Exsudação A Figura 13 identifica esse defeito, o qual é caracterizado pela existência de ligante em excesso na superfície do revestimento, gerando como consequência a migração desse material para a superfície do revestimento (DNIT, 2003). Figura 13: Exsudação Fonte: DNIT (2003, p.10). Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

40 36 Para Silva (2008) o asfalto esxuda pelo revestimento, pois encontra o calor e acaba por dilatar, após dilatado ele não encontra nenhum local para seu alojamento, uma vez que a mistura apresente um restrito número de vazios. Balbo (1997) relaciona a esxudação do material já mencionado para a superfície à separação da massa asfáltica em determinado instante do processo executivo; a uma compactação demasiada da mistura; à presença excedente de ligante na massa; à utilização de um ligante com viscosidade reduzida em climas quentes; ou ainda à ausência de aderência do ligante Desgaste A desagregação progressiva de agregado localizado junto à superfície pode ser melhor visualizada a partir da Figura 14, e é intitulado pela norma como desgaste (DNIT, 2003). Ainda conforme a mesma norma, esse problema é reflexo de esforços tangenciais gerados pelo tráfego e resulta em aspereza da superfície do pavimento. Figura 14: Desgaste na RS 305 (Tucunduva-Horizontina) Autoria Própria Bernucci et al. (2008) cita as causas desse defeito como sendo: deficiência de adesão entre ligante e agregado, água confinada e sobrepressão em espaços livres da camada do ligante (acabando por deslocar o ligante), dosagem inadequada, falhas de bico em tratamentos superficiais, problemas de execução ou projeto. Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

41 37 O DNIT (2006) atribui à lista de causas a execução do pavimento em circunstâncias meteorológicas desfavoráveis. Para Prestes (2001), são fatores que contribuem para o surgimento do desgaste: a liberação de passagem de veículos sobre a pista antes que o ligante esteja devidamente aderido ao agregado, processo de compactação deficiente, aquecimento demasiado da mistura, segregação e ligante endurecido. De modo geral, esse defeito é relacionado ao decréscimo dos níveis de ligante junto ao revestimento (seja por oxidação ou fruto do tráfego sobre o mesmo) (Balbo, 1997). O mesmo autor aponta ainda que, caso o desgaste ocorra de modo precoce, deve ser considerada a possibilidade de queima do asfalto em meio ao desenvolvimento da mistura Panelas ou Buracos Conforme ilustrado na Figura 15, a panela ou o buraco designam uma cavidade formada sobre o revestimento asfáltico, a qual ocorre por diversos motivos, inclusive pela ausência de aderência entre camadas, possibilitando o alcance deste defeito às camadas inferiores, chegando a ocasionar a desagregação das mesmas (DNIT, 2003). Silva (2008) esclarece que esses defeitos são provenientes da ausência de manutenção das trincas, afundamentos ou desgastes. Figura 15: Panela/buraco na RS 305 (Tucunduva-Horizontina) Autoria Própria Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

42 Remendos Embora esteja diretamente ligado à conservação das vias se encaixa como um defeito, ilustrado pela Figura 16, no qual é realizado o preenchimento de panelas ou qualquer outra cavidade ou depressão no pavimento (DNIT, 2003). O remendo pode ser superficial ou profundo (Balbo, 1997). O primeiro repara pequenas áreas, resultando muitas vezes numa simples operação tapa-buraco, enquanto que o segundo abrange áreas maiores no qual o pavimento necessita que sua estrutura seja reconstruída (BALBO, 1997). Figura 16: Remendos na RS 342 (Três de Maio-Horizontina) Levantamento Visual Contínuo (LVC) Autoria Própria A partir dos preceitos de terminologia apresentados é possível então realizar a avaliação de pavimentos por meio de Levantamento Visual Contínuo LVC, objetivando examinar visualmente de modo contínuo os defeitos que são observados do interior de um veículo e gerar uma definição relacionada à condição da superfície (DER/SP, 2006). A norma que apresenta os procedimentos de execução do Levantamento Visual Contínuo (LVC) é a DNIT 008/2003 Levantamento visual contínuo para avaliação da superfície de Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

43 39 pavimentos flexíveis e semi-rígidos Procedimento (DNIT, 2003). Segundo essa diretriz, o processo de avaliação utilizado no levantamento engloba o preenchimento de formulário onde constam dados de referência e localização, data, extensão do segmento analisado, frequência de defeitos (DNIT, 2003). De acordo com o DNIT (2003), os defeitos encontrados são classificados a partir da frequência de incidência sobre a pista em alta, média e baixa, conforme apresenta a Tabela 2. Com relação à ocorrência de panelas e remendos, a primeira é determinada quando encontrados cinco ou mais defeitos em um mesmo quilômetro, a definição média diz respeito à ocorrência de 2 a 5 defeitos em mesmo espaço, e baixa corresponde a 2 ou menos defeitos encontradas em um quilômetro (DNIT, 2003). Segundo a mesma norma, os demais defeitos serão considerados de alta incidência quando encontrados em 50 ou mais porcento da área, média de 50 a 10 e baixa para 10 ou menos porcento da área analisada. Tabela 2: Frequência de defeitos Fonte: DNIT, Com os dados levantados, é viável a execução dos cálculos de ICPF Índice de Condição de Pavimentos Flexíveis e Semirrígidos, do IGGE Índice de Gravidade Global Expedito e do IES Índice do Estado de Superfície do Pavimento (DNIT, 2003). Os dois primeiros valores citados pela mesma norma do DNIT são obtidos através da média de dados levantados em formulário, o segundo, no entanto, deve ser realizado por 2 ou mais avaliadores e o último, Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

44 40 constitui por sua vez, uma síntese dos outros dois índices encontrados, compreendendo valores entre 0 e 10, onde o 0 representa uma superfície ótima enquanto que o 10 é atribuído a estados de pavimento péssimos. O índice ICPF é determinado através da média de valores atribuídos aos segmentos analisados, sendo que, o valor arbitrado é baseado no levantamento visual da rodovia, atribuindo os valores por meio dos conceitos apresentados na Tabela 3, a qual indica soluções de manutenção para os distintos valores de ICPF encontrados (DNIT, 2003). Tabela 3: Conceitos do ICPF Fonte: DNIT, 2003 Segundo a norma balizadora desse procedimento, o cálculo do IGGE é obtido através da aplicação da equação 2, a qual considera a incidência dos conjuntos de trincas, deformações e panelas isoladamente sobre os trechos em estudo (DNIT, 2003). ( ) ( ) ( ) Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

45 41 Onde: F t, P t = Frequência e Peso do conjunto de trincas t; F oap, P oap = Frequência e Peso do conjunto de deformações; remendos. F pr, P pr = Frequência (quantidade por km) e Peso do conjunto de panelas e A fim de determinar o IGGE, os defeitos levantados deverão ser inclusive associados a níveis de severidade com os quais ocorrem sobre o pavimento, antes da aplicação da fórmula já explicitada os fatores classificados de acordo com a incidência de gravidade são atribuídos aos seus respectivos pesos de cálculo, como mostra a Tabela 4 considerando o conjunto ao qual pertence, ou seja, se é trinca, deformação ou remendo e/ou panela (DNIT, 2003). Tabela 4: Pesos para cálculo Fonte: DNIT, 2003 Por fim, para encontrar o valor de Estado da Superfície do Pavimento (IES) são relacionados os dados obtidos com o IGGE e o ICPF, de acordo com o constante na Tabela 5, segundo a qual são atribuídos os valores do IES, bem como o conceito no qual o trecho se enquadra (DNIT, 2003). Tabela 5: Índice do Estado da Superfície do pavimento (IES) Fonte: DNIT, 2003 Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

46 42 Benevides (2006) ressalta que a partir deste levantamento são obtidas informações cadastrais dos defeitos que ocorrem na via, e através de sua análise é obtida uma nota relacionada aos níveis de qualidade da mesma Estudos de Trafegabilidade O dimensionamento de um pavimento está diretamente relacionado às cargas as quais este será submetido ao longo de sua vida, portanto, para o projeto de pavimentos flexíveis essas cargas são convertidas (mais especificamente seu número de eixos) para um valor de repetições equivalentes considerando um eixo-padrão (BALBO, 2007). Para Balbo (2007), o desenvolvimento social e econômico de determinada região leva a introdução de rodovias, sendo que, a própria execução da via permite a ampliação do tráfego no local, o qual inclusive poderia já carecer da via, no entanto, esses fatores são de difícil determinação em estágios de projeto. O mesmo autor acrescenta ainda que, para a correta determinação dos volumes de trafegabilidade para dado intervalo de tempo devem expressar valores relativos ao desenvolvimento das cargas ao longo do ano, considerando os veículos comerciais, correlacionando ainda valores relativos ao desenvolvimento das localidades ligadas pela rodovia. Em seu Manual de Estudos de Tráfego o DNIT (2006) estabelece que, determinando o número de veículos que circularam pelo trecho em um dado período de tempo, é possível identificar mais claramente a capacidade da via, melhorando o fluxo da mesma, inclusive alterando o seu projeto em busca de melhores condições ao usuário. Cahin et al. (2005) ressalta a relevância do conhecimento da movimentação dos veículos perante determinada rodovia atrelada ao sistema de gerência, dispondo desses dados é possível o planejamento de pavimento compatível com a situação real de tráfego na mesma. O objetivo primordial da contagem de tráfego está voltado à obtenção de informações que possam ser aplicadas diretamente em problemas de tráfego (SOARES, 1975 apud FONSECA, 2010). Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

47 43 Em seu Manual de Estudos de Tráfego, o DNIT (2006), expõe algumas definições básicas empregadas nos estudos de trafegabilidade, a fim de uniformizar os conceitos empregados. Conforme determinado pelo departamento, alguns dos conceitos são explanados abaixo: Capacidade: valor extremo de veículos que pode transitar sobre trecho estabelecido da via, por um intervalo de tempo delimitado, de acordo com as condicionantes que predominam na rodovia e em seu tráfego, Peso Bruto Total (PBT): carga extrema que o veículo pode transferir à rodovia (somatório tara mais lotação). Tandem: veículo composto de dois ou mais eixos que compõe um sistema único de suspensão. Volume Médio Diário (VMD): quantidade média de veículos que transitam diariamente sobre o referido trecho da rodovia em análise, em um intervalo determinado de tempo. Senço (1929) define também o volume médio diário como a quantidade de trafegabilidade média, por dia, adquirido dividindo o valor representativo encontrado pelo número de dias que compõe o ano analisado. Volume de Tráfego: quantidade de veículos que percorrem o trecho da rodovia em uma unidade de tempo. As contagens volumétricas podem ser realizadas em dois pontos distintos: entre interseções ou em interseções (DNIT, 2006). Segundo o mesmo Manual, as contagens realizadas entre interseções buscam expressar o escoamento de uma rodovia específica, enquanto que, as contagens em interseções levantam o escoamento em conjunto com as vias que se interceptam e os locais de ligação das mesmas. De acordo com o DNIT (2006) em áreas rurais as contagens podem ser globais (registro da quantificação de veículos que percorrem a via em estudo, independentemente de sentido de tráfego, agrupando os mesmos de acordo com suas respectivas classes), direcionais (onde é considerada a orientação seguida pelos veículos no momento da contagem) ou classificatórias (a qual registra os volumes de acordo com a tipologia ou classificação dos veículos que percorrem a rodovia em estudo). Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

48 44 As contagens globais são utilizadas na determinação dos volumes diários, organização de mapas de escoamento do tráfego e definição de propensões do tráfego (DNIT, 2006). Ainda de acordo com o mesmo departamento, as contagens direcionais são empregadas na determinação de capacidade, cálculo de intervalo na sinalização, fundamentação no controle do trânsito, análise de acidentes, bem como determinar a necessidade de faixas adicionais em trechos com rampas ascendentes. A contagem classificatória por sua vez, é usada a fim de dimensionar a estrutura e o projeto geométrico das vias, estimando vantagens aos transeuntes, definindo ainda índices aplicáveis na correção das contagens mecânicas (DNIT, 2006). Segundo Costa (2008), as contagens podem ainda ser de contabilização manual ou mecânica, a escolha da técnica a ser empregada é consequência da disponibilidade de recursos humanos e materiais, das particularidades do local, da precisão objetivada, do quantitativo de informações a serem obtidas e do período de observação necessário. A contagem manual compreende a técnica mais simplória de pesquisa, na qual é utilizada somente a observação humana, contribuindo assim para um resultado mais preciso e que pode determinar índices adicionais como, por exemplo, a composição de veículos rápidos ou a direção seguida pelos transeuntes, sem uso de nenhum equipamento de medida (Costa, 2008). Segundo o mesmo autor, a contagem mecânica por sua vez, demanda de equipamentos de medição, sendo mais indicados para casos que abranjam períodos mais extensos de observação, desse modo, sua utilização está relacionada a casos que justifiquem os custos desprendidos com esse método. A duração das contagens em interseções deve totalizar no mínimo três dias, incluindo nesse período o possível horário de pico da semana (DNIT, 2006). Conforme o departamento já citado, geralmente esse levantamento é realizado abrangendo os dias úteis, a não ser que a rodovia apresente infortúnios associados à trafegabilidade durante o final de semana. Nas situações onde ocorra uma quantidade horária de unidades de carros de passeio inferior a 300 em via principal ou menor que 50 para via secundária em interseções e acessos analisados, a contagem deve ter duração de pelo menos 1 dia da semana, obtendo na via principal maior trafegabilidade (DNIT, 2006). Os horários usuais de levantamento estão relacionados aos horários de pico, no qual o pavimento se encontra no apogeu de sua solicitação (DNIT, 2006). Segundo o mesmo Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

49 45 departamento, de posse da informação dos horários de máximo deslocamento na via, a determinação dos horários de estudo é feita compreendendo um período de 2 a 4 horas que circundam o índice alcançado com o horário de pico. No entanto, o horário de pico deve ser encontrado tanto para o período matutino, quanto para o vespertino, não reprensentando somente um índice que abranja o dia todo, e sim os turnos do dia em estudo (DNIT, 2006). De forma geral, as contagens devem englobar no mínimo 8 horas, ou seja, 3 horas que representem o pico matutino, 3 horas para o pico vespertino e 2 horas fora dos horários de pico (DNIT, 2006). O Manual do DNIT (2006) destaca ainda que, em busca de dados para aplicação em vias de implantação ou reabilitação localizadas em áreas rurais devem ser realizados estudos de 3 dias nas interseções de maior interesse, num período entre 6 e 10 horas e posteriormente entre as 16 e 20 horas. Fatores que influenciam a variabilidade da contagem volumétrica do tráfego podem ser tanto relativos à tipologia da rodovia (via rural ou urbana, por exemplo), como também ao tempo de realização do levantamento e a condicionantes específicas do tráfego (tipos de veículos que transitam pela rodovia motocicletas, veículos de passeio e comerciais) (SOARES, 1975 apud FONSECA, 2010). Através da contagem dos veículos é possível aplicar sobre este valor um fator de expansão (que visa determinar o desenvolvimento do tráfego) obtendo assim, a representação do tráfego na rodovia. O Volume Diário Médio (VDM) de forma geral é definido para um período anual, ou seja, 365 dias abrangendo assim todas as circunstâncias ocorridas em distintas épocas do ano sobre a via considerada. Uma avaliação precisa das solicitações as quais a via estudada já foi submetida em função da trafegabilidade é de suma importância a fim de uma análise exata do pavimento (DNIT, 2006). Ainda de acordo com o departamento mencionado, no intuito de dimensionar um reforço ou intervir de outras formas na via, é necessária a definição de índices de trafegabilidade futuros. Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

50 46 A determinação da trafegabilidade futura será balizada no levantamento do tráfego atual e projetada ao decorrer de um intervalo de tempo delimitado, de acordo com taxas de crescimento do tráfego, prevendo inclusive possíveis mudanças no transporte da região (DNIT, 2006). Senço (2007) determina que, a partir dos valores coletados em campo, os mesmos são convertidos em um valor que multiplicado pelo número de eixos ao qual o trecho está submetido gera um índice equivalente de operação de um eixo padrão. O mesmo autor esclarece que esse valor representa as ações geradas por um veículo qualquer ao ser comparado com os efeitos advindos de um veículo definido como padrão (eixo simples de rodado duplo de 8,2 toneladaforça). A atuação de cargas provenientes dos veículos resulta em deslocamentos verticais sobre as camadas da via e afeta o estado de tensões e deformações (DNIT, 2006). É clarividente que as cargas promovem a destruição gradual e consequente diminuição do tempo de vida do pavimento, cada carga provoca uma solicitação distinta sobre a via, sendo assim, os fatores de equivalência de carga por eixo são empregados para instituir as possíveis situações de carga por eixo relacionadas ao número eixo-padrão considerado (DNIT, 2006). Pinto e Preussler (2002, p. 164) definem que, o número equivalente N, necessário ao dimensionamento de uma rodovia, é definido pelo número de repetições equivalentes de um eixopadrão de 8,2t, durante o período de vida útil do projeto. Ainda de acordo com esses autores, na determinação do número N são considerados fatores relacionados com a composição do tráfego e referidos a cada categoria de veículos, definida em função da carga transportada e do número de eixos dos veículos. Para a definição do número N são consideradas as categorias dos veículos que percorrem a via, os respectivos pesos das cargas carregadas, além da divisão dessa carga sobre os eixos presentes no veículo (DNIT, 2006). Para o mesmo departamento, esse índice ( N ) representa o intervalo de anos correspondentes ao projeto, ou seja, é o somatório de anos desde o ano inicial até o ano final. De forma sucinta, a definição do número N é obtida partindo da contagem realizada em campo (na qual é determinado o volume diário médio), em seguida é estabelecido o fator de Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

51 47 equivalência de carga (que estabelece um valor padrão por eixo), além de levar em conta o fator de eixo dos veículos (simples, duplo ou triplo, por exemplo) na qual são contabilizadas inclusive a quantidade de rodas pertencentes a cada veículo, gerando um índice padronizado que corresponda ao número N relativo ao primeiro ano, somente após estes cálculos será utilizada uma taxa de crescimento para calcular o N condizente com o período de projeto (MOURA, 2011) Restauração e Reabilitação Monchy (1989, p. 01) apresenta a conceituação da Associação Francesa de Normatização, segundo a qual a manutenção é o conjunto de ações que permite manter ou restabelecer um bem, dentro de um estado específico ou na medida para assegurar um serviço determinado. A norma 02/79 do DNER institui as principais terminologias empregadas no processo de Manutenção Rodoviária, e determina como formas de intervenção a conservação rodoviária (que abrange as correções rotineiras, prevenções periódicas e aquelas de emergência), a restauração e ainda o melhoramento (que complementa ou modifica as características predominantes da via) (DNER, 1979). Conforme apresenta o DNIT (2006), a conservação rotineira compreende os serviços de remendos e selagem de trincas, sendo que os remendos podem ser tanto superficiais (aplicado sobre trincas de magnitude reduzida visando uma medida provisória), quanto profundos (de condição definitiva). As atividades de conservação periódica podem conter empregabilidade de camada asfáltica com espessura reduzida ou então de tratamentos superficiais simples, sendo os mais usuais a capa selante, a lama asfáltica, ou recapeamentos com espessura reduzida utilizando misturas densas (DNIT, 2006). O mesmo departamento acrescenta ainda que, embora essas medidas sejam indicadas para níveis baixos de trafegabilidade, com o aprimoramento de técnicas e materiais, essas vêm sendo aplicadas inclusive para altos tráfegos. Os pavimentos são projetados para uma vida útil determinada, a qual varia conforme questões de razão técnica e econômica, geralmente compreendendo um prazo de 8 a 10 anos (DNIT, 2006). Ainda conforme o mesmo Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos, esses Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

52 48 ciclos são renovados e as rodovias redimensionadas de acordo com a estrutura apresentada pelas mesmas, prevendo valores de tráfego futuro para o determinado trecho. Após a conclusão de um ciclo, um novo deverá ser determinado à rodovia, esse processo é reproduzido sucessivamente (DNIT, 2006). O mesmo departamento esclarece também que esse procedimento é intitulado como restauração do pavimento e a aplicação desta dependerá do nível de degradação do trecho (recapeamento ou reconstrução que pode ser parcial ou total). Caso não seja projetado um novo ciclo de vida dentro dos prazos já estabelecidos para o trecho, sem a devida restauração da via, a degradação cresce progressivamente tornando as intervenções que visem à conservação, insuficientes em busca de uma solução e ainda extremamente custosas, caracterizando assim, a perda de habilitação e da relação viável técnicoeconômica (DNIT, 2006). A recuperação de um trecho evidencia o uso de intervenções físicas sobre o mesmo, as quais são denominadas de restauração ou reabilitação (DNIT, 2006). Para o mesmo departamento, a restauração recupera um trecho deteriorado, mas que, no entanto, apresenta sua habilitação íntegra, enquanto que, a reabilitação atua sobre trechos que possuem sua habilitação comprometida, com alto nível de degradação, ou seja, locais onde os serviços de manutenção não tenham sido executados dentro do ciclo estipulado em projeto. No estágio de deterioração relativo à restauração mencionada acima, as alternativas de conservação que visam prevenir ou corrigir os defeitos ocorrentes sobre a via já não são mais eficazes, sendo inclusive economicamente não viáveis (DNIT, 2006). Todavia, quando a nomenclatura citada estiver fazendo referência a uma porção uniforme, o primeiro termo corresponde a medidas voltadas à reconstrução da via, enquanto que, o segundo está relacionado a medidas de recapagem do pavimento (DNIT, 2006). A restauração geralmente abrangerá como medida executiva o recapeamento da via, ou ainda, poderá sera efetuada a reconstrução de determinadas áreas do pavimento (DNIT, 2006). A reabilitação, por outro lado, poderá resultar também em medidas de recapeamento, abrangendo, no entanto, áreas significativas de reconstrução (DNIT, 2006). Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

53 49 O recapeamento do pavimento mencionado consiste na justaposição de camada betuminosa e/ou cimento Portland sobre o pavimento já existente, enquanto que, a reconstrução consiste na retirada parcial ou total de camadas do pavimento seguida pela execução de uma estrutura nova (DNIT, 2006). Para Pais et al. (2000), a degradação de um pavimento flexível pode diminuir tanto sua capacidade estrutural como a funcional, discernindo das características às quais foi projetado, necessitando de medidas de reabilitação dependendo do grau de deterioração encontrado (estrutural ou funcional) e dos níveis qualitativos almejados para o mesmo. Como já mencionado anteriormente, a reabilitação compreende como principal solução a recapagem do pavimento, porém, em casos nos quais as extensões do mesmo sejam consideráveis, é plausível ainda a reconstrução da rodovia (DNIT, 2006). De acordo o departamento citado anteriormente, a primeira medida consiste na aplicação de uma ou mais camadas sobre o pavimento já existente (compostas de betume e/ou concreto de cimento Portland), conferindo ao pavimento condições estruturais adequadas à continuidade de seu ciclo de vida. A segunda, contudo, remove o material constituinte do pavimento, podendo inclusive chegar ao subleito da estrutura, executando posteriormente as camadas estruturais necessárias (DNIT, 2006). Fatores que influenciam a tomada de decisão são a avaliação econômica (definido como o mais importante, a qual considera o impacto dos custos sobre o órgão rodoviário e o usuário) e a não monetária (em segundo plano, que considera critérios como a vida de serviço, o tempo de execução, complicações relacionadas ao controle da trafegabilidade, grau de confiabilidade, simplicidade de construção ou conservação) (DNIT, 2006). Azevedo (1999) atrela a escolha da solução a um diagnóstico precedente de cada caso, demonstrando as causas geradoras das deteriorações existentes ou prováveis, a ciência da estrutura da rodovia atual e seus materiais constituintes, além de características relacionadas ao clima, a trafegabilidade, bem como a sapiência dos distintos métodos aplicáveis à reabilitação. Para Bernucci et al. (2008), as medidas de restauração dos pavimentos podem compreender soluções de cunho funcional ou estrutural. Conforme cita o mesmo autor, a fim de solucionar problemas funcionais são aplicados serviços que sanem defeitos superficiais, considerando o uso Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

54 50 isolado ou combinado e antecedidos ou não de fresagem das técnicas de: lama asfáltica, tratamento superficial simples ou duplo, microrrevestimento asfáltico a frio ou a quente, concreto asfáltico, ou ainda mistura do tipo porosa de atrito, SMA ou mistura descontínua. A capa selante constitui um serviço de penetração invertida que utiliza ligante asfáltico aliado a empregabilidade de agregado miúdo (DNIT, 2006). Ainda segundo o departamento citado, a lama asfáltica por sua vez, resulta da mistura de agregados em fluidez ou agregados miúdos juntamente com material de enchimento, água e emulsão asfáltica. O micro revestimento por sua vez, consiste em método similar ao da lama asfáltica, mas que possui peculiaridades quanto as condições de drenagem do pavimento, garantindo no entanto, uma estrutura mais durável que esse (DNIT, 2006). A lama asfáltica visa a selagem de trincas e o rejuvenescimento do pavimento na qual é empregada, por outro lado, os tratamentos superficiais selam trincas e restituem a aderência sobre a superfície da pista, os microrrevestimentos também exercem a mesma função dos tratamentos, sendo mais indicados para ação de desgaste provocada pela trafegabilidade acentuada, enquanto que, o concreto asfáltico é atrelado ao defeito dominante de irregularidade em níveis elevados e as misturas porosas ou descontínuas auxiliam no estado de atrito e no escoamento da água sobre a superfície do pavimento (BERNUCCI et al., 2008). Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

55 51 3 MÉTODO DE PESQUISA Neste item serão abordadas a metodologia de pesquisa utilizada e as estratégias para o desenvolvimento da pesquisa. 3.1 ESTRATÉGIA DE PESQUISA Severino (2000, p.18) define a metodologia como: [...] um instrumental extremamente útil e seguro para a gestação de uma postura amadurecida frente aos problemas científicos, políticos e filosóficos que nossa educação universitária enfrenta. [...] São instrumentos operacionais, sejam eles técnicos ou lógicos, mediante os quais os estudantes podem conseguir maior aprofundamento na ciência, nas artes ou na filosofia, o que, afinal, é o objetivo intrínseco do ensino e da aprendizagem universitária. A pesquisa realizada é de base exploratória, a qual, de acordo com Mattar (2005, p.85): visa a prover o pesquisador de um maior conhecimento sobre o tema ou problema de pesquisa em perspectiva. Por isso, é apropriada para os primeiros estágios da investigação quando a familiaridade, o conhecimento e a compreensão do fenômeno por parte do pesquisador são, geralmente, insuficientes ou inexistentes. A pesquisa de base exploratória compreende a análise bibliográfica e pesquisas de campo com levantamento de dados para maior aprofundamento do tema proposto, como cita Gil (1996, p. 122): é comum proceder-se a um estudo de caso partindo da leitura de documentos, passando para a observação e a realização de entrevistas e culminando com a obtenção de histórias de vida. Por exemplo, se a unidade pesquisada for constituída por uma igreja evangélica, o pesquisador pode, inicialmente, consultar documentos tais como: livro de atas, avisos, livros de orações, registro de batismos, etc. A seguir, pode observar algumas das sessões do culto e da escola dominical. Pode entrevistar o pastor e alguns dos fiéis e, por fim, selecionar algumas histórias de vida significativas para atingir os objetivos propostos. Portanto, a pesquisa realizada buscou informações em livros e projetos, além de levantar dados em campo relacionados à trafegabilidade dos trechos propostos bem como a análise das patologias predominantes nos mesmos. Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

56 52 A contagem do tráfego foi realizada com base no Manual de Estudos de Tráfego do DNIT, publicado no ano de 2006 e vigente até a data atual. O levantamento visual contínuo foi executado seguindo a normativa DNIT 008/2003 aplicável em pavimentos flexíveis e semirrígidos, a qual baliza os procedimentos desta avaliação superficial. Já a nomenclatura das principais patologias predominantes em pavimentos da tipologia já citada é estabelecida pela norma DNIT 005/2003 objetivando a padronização das definições empregadas. 3.2 PLANEJAMENTO DA PESQUISA Esta pesquisa foi caracterizada como exploratória, na qual, se desdobram pesquisa de campo e estudo de caso. Conforme descreve a Figura 17, inicialmente será realizada uma contagem do tráfego dos trechos selecionados, juntamente com a realização de levantamento das principais patologias seguindo a metodologia oficial normativa do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. De posse dos dados obtidos, haverá correlacionamento das patologias com suas causas, apresentando ao final uma estimativa a fim de solucionar a situação encontrada. Figura 17: Delineamento de pesquisa Autoria própria Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

57 53 Inicialmente foram obtidos dados juntos ao DAER/RS (Departamento de Estradas de Rodagem), relacionados à composição da estrutura, ano de execução, características técnicas de operação, e também das medidas de manutenção aplicadas a cada trecho em estudo a fim de estabelecer conclusões que reflitam resultados mais realista acerca das mesmas. Em sequência foram realizadas contagens do tráfego seguindo os procedimentos explícitos pelo Manual de Estudos de Tráfego, segundo a qual os veículos que se deslocavam sobre as vias são anotados e classificados de acordo com a composição de eixos e rodados, por um período de tempo determinado. De posse dos dados, os trechos de estudo foram subdivididos em trechos seguindo a normativa do DNIT 008/2003 PRO, que estabelece o procedimento para o levantamento visual contínuo para avaliação da superfície de pavimentos flexíveis e semirrígidos, através da qual são estabelecidos o Índice de Condição do Pavimento Flexível (ICPF), o Índice de Gravidade Global Expedito (IGGE) e o Índice do Estado da Superfície (IES). Após análise e interpretação dos resultados levantados em campo, foram realizadas comparações dos trechos com outras rodovias e estabelecidos os níveis de trafegabilidade dos mesmos e ainda, determinadas possíveis causas para os defeitos encontrados, apresentando uma estimativa de investimentos para as melhorias de condição dos pavimentos. 3.3 COLETA E ANÁLISE DE DADOS A partir de levantamento de dados prévio e sucinto acerca das condições de trafegabilidade junto ao DAER/RS obteve-se que, a rodovia ERS 342, mais precisamente o trecho de Três de Maio a Catuípe (relatório datado de 29 de janeiro de 2014) encontra-se em boas condições de trafegabilidade, ocorrendo, no entanto deformações em pontos localizados do pavimento. A rodovia ERS 305 no trecho de entroncamento com ERS 344 no sentido de Tuparendi que vai a Tucunduva, apresenta extensão de aproximadamente 12 quilômetros, e conforme relatório datado de 29 de janeiro de 2014 encontra-se em boas condições de trafegabilidade. Por questão de maior trafegabilidade e importância econômica foram selecionados trechos de ERS 342 e da ERS 305, ambas concedendo acesso à cidade de Horizontina. Foram Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

58 54 considerados ainda, os dados de projeto das rodovias analisadas, ou seja, pesquisados fatores como o ano de construção, algumas características técnicas de projeto, as camadas constituintes e os serviços de manutenção aplicados sobre as mesmas nos últimos anos ERS 342 O trecho selecionado na RS 342 compreende a ligação entre os municípios de Três de Maio e Horizontina, contando com aproximadamente 15 quilômetros de extensão, conforme a Figura 18. A nomenclatura primária da rodovia consta como RS 10, contando com um período de execução de 1974 a 1976, com uma extensão de 18 quilômetros. Segundo registros junto ao DAER, as dimensões da plataforma executada na época foram de 7,20 metros, com acostamento de 1,90 metros. Figura 18: Trecho em estudo da ERS 342 Fonte: Google Maps Com relação à pavimentação executada, a pista de rolamento ilustrada na Figura 19, é composta por sub-base de solo estabilizado com saibro de basalto (SESB) com espessura de 20 centímetros, base de brita graduada com 15 centímetros e como revestimento foi aplicado o tratamento superficial duplo de 2,5 centímetros, com o passar dos anos foram executados também recapeamentos sobre a estrutura inicial. Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

59 55 Figura 19: Camadas constituintes da ERS 342 Fonte: DAER/RS, 1997 A execução de uma sub-base composta de solo estabilizado com saibro de basalto é similar à execução de uma sub-base com solo-brita, ou seja, a composição da mesma ocorre pela mistura do solo com o agregado, no qual a estabilização da mistura ocorre através da compactação (DER/SP, 2005). Os serviços de manutenção executados na rodovia compreendem o constante serviço de tapa buraco (pelo uso de CBUQ), serviços periódicos de roçada manual e mecânica com a devida conservação dos dispositivos de drenagem. Em março de 2014 houve fresagem descontínua com recomposição de camada betuminosa com CBUQ, numa espessura de 5 centímetros ERS 305 O trecho selecionado da RS 305 conta também com uma extensão 15 quilômetros e liga os municípios de Tucunduva a Horizontina, conforme a Figura 20. A data de projeto deste trecho de rodovia consta de aproximadamente 1990, sendo que este foi executado pelo 1º Batalhão Ferroviário e compreende o projeto geométrico (da pista e das interseções) e as notas de serviço de terraplenagem. Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

60 56 Figura 20: Trecho em estudo da ERS 305 Fonte: Google Maps A constituição do pavimento ilustrada pela Figura 21 envolve uma camada de sub-base de macadame seco, contando com 17 centímetros, mais uma base de brita graduada de mesma espessura e tratamento superficial duplo juntamente com a capa selante. Figura 21: Camadas constituintes da ERS 305 Fonte: DAER/RS (1990) Semelhantemente à RS 342, esta rodovia também vem contando com os serviços de manutenção constante de tapa buraco (pelo uso de CBUQ), serviços periódicos de roçada manual e mecânica com a devida conservação dos dispositivos de drenagem, bem como, contou com a execução de sinalização horizontal, conservando e mantendo também a sinalização vertical. Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

61 57 Sendo que, o serviço de manutenção mais relevante nos últimos 5 anos foi a execução de microrevestimento com asfalto modificado por polímeros (8 milímetros). Um micro revestimento asfáltico como o executado é resultado da mistura de agregado com material de enchimento, emulsão asfáltica modificada por polímero, água e, em alguns casos aditivos (DNIT, 2004) Estudo do Tráfego Por meio do levantamento de tráfego realizado foi obtido o fluxo relativo a um período de 16 horas ininterruptas de tráfego, no entanto, são necessários os valores que compreendam um período de 24 horas, para isso foram utilizados os dados de contagem de tráfego feita pelo DNIT, através do programa CREMA 2, no ano de 2010, no posto 2, situado entre Ijuí e Santo Ângelo, pela qual foi contabilizado o tráfego durante 24 horas, por sete dias da semana, caracterizando os veículos passantes de acordo com os eixos existentes. A partir da contagem realizada pelo DNIT foi calculado o Fator Diário (FD), o qual estabelece a correção dos valores contados em um intervalo referente à um dia (24 horas). Utilizando a equação 1 abaixo: Os fatores de equivalência de carga são obtidos pelo método da AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials), no qual são aplicadas as equações constantes na Tabela 6, sobre cada eixo especificado, enquanto que, o critério da USACE (United States Army Corps of Engineers) considera as equações da Tabela 7. Tabela 6: Fatores de Equivalência de carga da AASHTO Fonte: DNIT, 2006 Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

62 58 Tabela 7: Fatores de Equivalência de carga do USACE Fonte: DNIT, 2006 Inicialmente são quantificados os eixos de acordo com as classificações já estabelecidas, considerando o VDM comercial, expressando a porcentagem de cada eixo perante a totalidade de eixos comerciais levantados. A carga atribuída a cada veículo é função do somatório de carga para cada eixo, as quais são provenientes dos limites de pesos estabelecidos no Brasil, sendo de 6 toneladas para o ESRS, 10 toneladas para ESRD, 17 toneladas para ETD e 25,5 toneladas para ETT (BALBO, 2007). Na prática, o N é encontrado pela multiplicação dos fatores de carga pelo fator de eixo, pelo VDM, e ainda por 365 dias do ano e pelo percentual de veículos na faixa de projeto, como apresenta a Tabela 8, pela rodovia analisada se tratar de pista simples, será utilizado o fator de 50% (DNIT, 2006). Tabela 8: Percentuais de veículos comerciais na faixa de projeto Fonte: DNIT, 2006 Na ausência de dados que demonstrem o desenvolvimento do tráfego foi utilizada uma taxa de crescimento de 3,0% ao ano, o período de projeto considerado é relativo a 10 anos e o Fator Climático Regional, que representa as variações de umidade às quais a estrutura do pavimento fica exposta, o qual leva em conta a altura média anual em mm da região, como nesse Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

63 59 caso não há dados pluviométricos da região atravessada pela via, então é empregado um fator climático igual a 1. Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

64 60 4 ESTUDO DE CASO Os resultados constam apresentados separadamente, sendo que, na primeira etapa foram explorados os tráfegos existentes sobre cada uma das rodovias avaliadas. Já na segunda, foram obtidos dados a partir da análise de 15 seções em cada trecho, definindo os defeitos predominantes em cada um deles, percorrendo a rodovia em um único sentido (visto que a via conta somente com 2 faixas de tráfego), preenchendo o formulário constante no Anexo B, e por fim, apresentando as situações encontradas em cada via. 4.1 CONTAGEM DE TRÁFEGO A fim de uma determinação atual do volume diário médio dos trechos mencionados foi realizada uma contagem de tráfego, com o objetivo de conhecer a quantidade de veículos que transitam pela rodovia, num determinado período de tempo, através da qual é possível determinar o volume médio diário, a constituição do tráfego, entre outras possibilidades (LIMA, 200-?). Além de sua empregabilidade nos serviços de administração da via, os estudos obtidos na via servem inclusive para projetar novos segmentos de rodovias, reabilitações, concessões e desenvolver planejamento específico de interseções (DNIT, 2006) ERS 342 (Três de Maio Horizontina) Conforme dados obtidos junto ao DAER/RS, o VDM definido para a seção da rodovia estudada no mês de maio de 2002 foi de veículos. Para a contagem realizada entre interseções, global e manual executada no dia 21 de outubro de 2015, com duração de 16 horas, foi obtido um total de veículos considerando ambos os sentidos de tráfego, compreendendo veículos leves (automóveis e camionetas), ônibus, caminhões e motocicletas (outros), utilizando a ficha de contagem volumétrica I, constante no Manual de Estudos do Tráfego (Anexo A), já os dados levantados são detalhados na Tabela 9 abaixo. As nomenclaturas apresentadas na ficha determinam o número de eixos de cada veículo, por exemplo, 2S3, significa que o veículo possui 2 eixos no cavalo mecânico e 3 eixos no semireboque (DNIT, 2006). Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

65 61 HORÁRI O VEÍCULOS LEVES AUTO S Tabela 9: Contagem Volumétrica ERS 342 ÔNIBU S CAMINHÕES OUTRO CAMIONETA 3 2S 2S 3S 3S 2C 3C 3D 3T S S 2C 3C 2C C h h h h h h h h h h h h h h h h TOTAIS Autoria Própria TOTA L A partir da contagem horária também é possível estabelecer o horário de pico da via analisada, conforme ilustra a Figura 22, segundo a qual a maior trafegabilidade ocorreu no horário das 18:00 às 19:00 horas, com um volume de 352 veículos. Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

66 62 Figura 22: Trafegabilidade ERS 342 Autoria Própria No presente estudo, considerando as condições de levantamento e aquisição de dados foi possível estabelecer que cerca de 67% dos veículos que transitam pela via são carros, 13% camionetas, outros 13% caminhões, 5% são motocicletas e apenas 2% caracterizam ônibus, conforme demonstra a Figura 23. Figura 23: Composição Tráfego ERS 342 2% 13% 13% 5% 67% Carros Camionetas Ônibus Caminhões Motocicletas Autoria Própria Aplicando o fator de expansão de 1,0195 (volume 24 horas/volume 16 horas) sobre os volumes horários mencionados, conforme esclarece a Tabela 10 abaixo, obteve-se um volume Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

67 63 diário médio de veículos para ambos os sentidos da via. Considerando a contagem de 2002, o crescimento do tráfego sobre o considerado para esta via foi de aproximadamente 38%. Tabela 10: Classificação do tráfego ERS 342 Tipo de Veiculo Moto Carro de Passeio Utilitário, pick up e furgão Configuração VMD Ônibus (2 eixos) 48 Ônibus (3 eixos) 11 Caminhão Médio 2C 210 3C 92 2S2 13 Caminhão Semi Reboque 2S3 23 3S2 3 3S3 69 Caminhão + reboque 2C3 1 3C3 2 Bitrem 3D4 36 Rodotrem 3T6 5 de veículos 3568 Autoria Própria No entanto, para efeitos de cálculo da carga disposta sobre o pavimento serão considerados apenas os veículos comerciais. Segundo Balbo (2007), para o dimensionamento e estudo do pavimento, somente são considerados os veículos comerciais (caminhões e ônibus) visto que, os demais veículos representam cargas relativamente inferiores e resultam em danos Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

68 64 pouco consideráveis se comparados aos comerciais. Sendo assim, o VDM comercial encontrado é de 514 veículos, aproximadamente 14% do volume médio diário total calculado anteriormente. Em seguida os veículos são novamente classificados com base no número de eixos e rodados de cada classe de veículo, conforme estabelece a Tabela 11, considerando ainda a quantidade de ESRS (Eixo Simples Rodado Simples), ESRD (Eixo Simples Rodado Duplo), ETD (Eixo Tandem Duplo) e ETT (Eixo Tandem Triplo) que constitui cada veículo. Tabela 11: Definição dos eixos predominantes de acordo com a categoria ERS 342 Configuração Categoria VDM Classific. EIXOS ESRS ESRD ETD ETT 2 Caminhão leve, ônibus, caminhão trator e furgão 258 2C Caminhão, caminhão trator, caminhão trator com 4 semi-reboque e ônibus 103 3C Caminhão com reboque, caminhão trator com semireboque S Caminhão com reboque, caminhão trator com semireboque S Caminhão trator com semi-reboque 3 3S Caminhão com reboque, caminhão trucado com 7 reboque 1 2C Caminhão trucado com reboque 2 3C Caminhão com reboque, caminhão trator com semireboque S Outros - Romeu e Julieta: Caminhão Trucado + 10 Reboque 36 3D Outros - Rodotrem 5 3T Total (VDM0) 514 Autoria Própria Seguindo o cálculo, será determinado o fator de equivalência de cargas pelo critério do USACE e pelo método da AASHTO. Os valores obtidos pela AASHTO são fundamentados na redução de serventia e variam de acordo com pavimentos flexíveis e rígidos, valor de serventia final e a capacidade de resistência do pavimento (DNIT, 2006). Ainda de acordo com esse departamento, os valores obtidos pelo método do USACE compreendem a avaliação dos danos do carregamento em deformações permanentes. A Tabela 12 apresenta os fatores de carga calculados, sendo obtido um fator de carga de 3,84 pelo método USACE e 1,27 pelo critério da AASHTO. Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

69 65 Tabela 12: Cálculo fator de carga ERS 342 FATOR DE CARGA USASE & AASHTO Carga(tf) Qtde Pi(%) FEC(USACE) FEC(AASHTO) EO(USACE) EO(AASHTO) ESRS ,04 0,28 0,33 11,68 13,76 ESRD ,42 3,29 2,39 80,32 58,47 ETD ,02 8,55 1,64 222,42 42,73 ETT 25,5 92 7,53 9,30 1,56 70,00 11,74 Total ,00 384,43 126,70 Fator de Carga 3,84 1,27 Autoria Própria A Tabela 13: Cálculo fator de eixo ERS 342 apresenta o detalhamento para o cálculo do fator de eixo, por meio da qual são contabilizados em sua totalidade os eixos pertencentes a cada um dos veículos comerciais que transitaram sobre a via no período de estudo. Após definida a totalidade de eixos esse valor é dividido pelo VDM comercial, resultando em um fator de eixo igual a 2,39. Tabela 13: Cálculo fator de eixo ERS 342 Tipo de Veiculo Configuração VMDc Eixos Total de Eixos Ônibus (2 eixos) Ônibus (3 eixos) Caminhão Médio 2C 210 3C S Caminhão Semi Reboque 2S3 23 3S S Caminhão + reboque 2C3 1 3C Bitrem 3D Rodotrem 3T de veículos Autoria Própria Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

70 66 Para a determinação do N 10 foi aplicada equação 3 abaixo, a qual emprega os índices explicitados anteriormente de taxa de crescimento (tc), período de projeto (pp) e os fatores de eixo (Fe), regional (Fr) e de carga (Fc). ( ) O valor obtido pela aplicação da equação 3 representa o valor dos dois sentidos de pista, sendo assim esse índice é dividido entre as duas pista existentes no trecho estudado, chegando por fim, ao número N 10 pelo método da AASHTO de 3,26x10 6 e pelo USACE de 9,88x10 6. A fim de gerar uma base de compreensão acerca das proporções representativas desse valor encontrado, vamos compará-lo com outra rodovia da região. Tomando como exemplo um trecho da rodovia ERS 344 localizado na cidade de Santa Rosa, entre o trevo que concede acesso a Tuparendi e Três de Maio e outro que liga a cidade de Santa Rosa a Cândido Godói e Giruá, considerando uma extensão de 4,88 quilômetros, o VDM comercial totaliza 865 veículos, compondo um N igual a 7,2x10 6 (AASHTO). Sendo assim, é possível perceber que a circulação média de veículos da ERS 342 é inferior ao da citada, considerando o conceito de serventia (AASHTO), o N é inferior à metade do valor atribuído para a ERS 344, enquanto que, avaliando os danos gerados pelo carregamento (USACE), o N chega a ser superior ao da rodovia comparada. Conclui-se, portanto, que o fluxo e a capacidade de carga aplicada sobre a ERS 342 são reduzidos quando equiparadas a esse trecho. Gonçalves (1997), afirma que é possível avaliar o tráfego atuante sobre o pavimento contemplando o período de um ano, o qual classifica o mesmo em pesado (N ano >10 6 ), médio (10 5 <N ano <10 6 ), ou leve (N ano <10 5 ). Avaliando a rodovia em questão os valores obtidos para um ano de acordo com o critério da AASHTO são de 2,84x10 5 e de 8,62x10 5 pelo método de USACE, respectivamente, sendo caracterizada, portanto, como uma rodovia de tráfego médio ERS 305 (Tucunduva Horizontina) Conforme dados obtidos junto ao DAER/RS, o VDM definido para a seção da rodovia estudada no mês de abril de 2002 foi de veículos. Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

71 67 Para a contagem realizada entre interseções, global e manual executada no dia 27 de outubro de 2015, com duração de 16 horas, foi obtido um total de veículos considerando ambos os sentidos de tráfego, compreendendo veículos leves (automóveis e camionetas), ônibus, caminhões e motocicletas (outros), utilizando a ficha de contagem volumétrica I, já mencinada anteriormente. Os dados obtidos constam na Tabela 14, totalizando 1099 automóveis, 221 camionetas, 36 ônibus, 196 caminhões e 82 motocicletas. HORÁRIO Tabela 14: Contagem Volumétrica ERS 305 VEÍCULOS LEVES ÔNIBUS CAMINHÕES AUTOS CAMIONETAS 2C 3C 2C 3C 2S2 2S3 3S2 3S3 2C3 3C2 3I3 3D4 OUTROS TOTAL h h h h h h h h h h h h h h h h TOTAIS Autoria Própria A partir da contagem horário também é possível estabelecer o horário de pico da via analisada, conforme ilustra a Figura 24, segundo a qual a maior trafegabilidade ocorreu no horário das 17:00 às 18:00 horas, com um volume de 159 veículos. Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

72 06:00 às 07:00 07:00 às 08:00 08:00 às 09:00 09:00 às 10:00 10:00 às 11:00 11:00 às 12:00 12:00 às 13:00 13:00 às 14:00 14:00 às 15:00 15:00 às 16:00 16:00 às 17:00 17:00 às 18:00 18:00 às 19:00 19:00 às 20:00 20:00 às 21:00 21:00 às 22:00 68 Figura 24: Trafegabilidade ERS Total de veículos Autoria Própria Considerando as condições de levantamento e aquisição de dados foi possível estabelecer que cerca de 67% dos veículos que transitam pela via são carros, 14% camionetas, 12% caminhões, 5% são motocicletas e apenas 2% caracterizam ônibus, conforme demonstra a Figura 25. Figura 25: Composição Tráfego ERS 305 2% 14% 12% 5% 67% Carros Camionetas Ônibus Caminhões Motocicletas Autoria Própria Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

73 69 Os procedimentos empregados para o cálculo são os mesmos aplicados anteriormente na ERS 342, portanto serão apresentados somente os resultados de cálculo obtidos através da aplicação dos mesmos. Empregando um fator de expansão de 1,0195 sobre os volumes explicitados acima, conforme demonstra a Tabela 15, chegou-se a um volume médio diário de veículos para ambos os sentidos da via, e um VDM comercial correspondente a 237 veículos, cerca de 14% do volume médio diário total calculado anteriormente. O VDM teve um crescimento de 42% sobre o valor considerado em Tabela 15: Classificação do tráfego ERS 305 Tipo de Veiculo Configuração VMD Moto Carro de Passeio Utilitário, pick up e furgão Ônibus (2 eixos) 30 Ônibus (3 eixos) 7 Caminhão Médio 2C 92 3C 53 2S2 2 Caminhão semi-reboque 2S3 8 3S2 1 3S3 39 Caminhão Trucado semi-reboque Caminhão + reboque 3I3 1 2C3 1 3C2 2 Bitrem 3D4 1 de veículos 1666 Autoria Própria Em seguida os veículos são novamente classificados com base no número de eixos e rodados de cada veículo, conforme estabelece a Tabela 16, considerando ainda a quantidade de Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

74 70 carga em cada eixo ESRS (Eixo Simples Rodado Simples), ESRD (Eixo Simples Rodado Duplo), ETD (Eixo Tandem Duplo) e ETT (Eixo Tandem Triplo) que constitui cada veículo. Tabela 16: Definição dos eixos predominantes de acordo com a categoria - ERS 305 Configuração Categoria VDM Classific. EIXOS ESRS ESRD ETD ETT 2 Caminhão leve, ônibus, caminhão trator e furgão 122 2C Caminhão, caminhão trator, caminhão trator com semi-reboque e ônibus 60 3C Caminhão com reboque, caminhão trator com semi-reboque 2 2S Caminhão com reboque, caminhão trator com semi-reboque 8 2S Caminhão trator com semi-reboque 1 3S Caminhão com reboque, caminhão trucado com reboque 3 2C3 e 3C Caminhão com reboque, caminhão trator com semi-reboque 39 3S Caminhão trator trucado com semi-reboque 1 3I Outros - Romeu e Julieta: Caminhão Trucado + Reboque 1 3D Total (VDM0) 237 Autoria Própria Os fatores de carga constam na Tabela 17, empregando o método de USACE o fator de carga é 3,56, já pela AASHTO, esse valor é de 1,25. Após definida a totalidade de eixos dos veículos comerciais, esse valor é dividido pelo VDM comercial, resultando em um fator de eixo igual a 2,26. Tabela 17: Cálculo fator de carga ERS 305 FATOR DE CARGA USASE & AASHTO Carga(tf) Qtde Pi(%) FEC(USACE) FEC(AASHTO) EO(USACE) EO(AASHTO) ESRS ,30 0,28 0,33 12,31 14,50 ESRD ,36 3,29 2,39 86,69 63,11 ETD ,56 8,55 1,64 175,77 33,77 ETT 25,5 47 8,79 9,30 1,56 81,70 13,70 Total ,00 356,47 125,08 Fator de Carga 3,56 1,25 Autoria Própria Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

75 71 Ainda, considerando uma taxa de crescimento de 3,0% ao ano, bem como o período de projeto relativo a 10 anos e o Fator Climático Regional 1, obteve-se o N pelo método da AASHTO de 1,40x10 6 e pelo critério de USACE N= 3,98x10 6. A partir da comparação desses valores com os da ERS 344, é visível uma diferença significativa, visto que a média de veículos diários comerciais é próxima a um terço do apresentado pela mesma, e os valores de N são extremamente distintos. Essa rodovia ainda pode ser equiparada à ERS 342 citada anteriormente, ainda assim, a diferença de valores é considerável, sendo que, a média de veículos diários comerciais chega a expressar praticamente a metade da ERS 342. De forma geral, é possível estabelecer que o fluxo de veículos e de cargas na rodovia ERS 305 é significativamente reduzido, ou seja, é inferior aos valores apresentados na rodovia ERS 342 e ainda mais acentuado se comparado à ERS 344. Conforme os preceitos de Gonçalves (1997), pelo critério da AASHTO a rodovia analisada possui N ano igual a 1,22x10 5 e de 3,48x10 5 pelo método de USACE, constituindo, portanto, uma rodovia de tráfego médio. 4.2 LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO Segundo Zanchetta (2005), a coleta de dados varia conforme o estado do pavimento, ou seja, em seções com pouco tráfego e nível de deterioração reduzido, as informações são obtidas com maior facilidade e rapidez. Por outro lado, defeitos como o desgaste e as trincas por fadiga de severidade baixa compreendem uma identificação mais minuciosa quando são observados do interior de um veículo, afetando consequentemente a qualidade de informações coletadas (ZANCHETTA, 2005). Os trechos levantados são quantificados de acordo com o levantamento realizado, a porcentagem de incidência dos mesmos sobre a pista, os mais frequentes, os de menor ocorrência e a real condição de superfície das rodovias analisadas ERS 342 (Três de Maio Horizontina) A partir do levantamento visual contínuo realizado nas seções da rodovia em questão, foram obtidas as incidências constantes na Tabela 18, compreendendo os defeitos e seus relativos Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

76 72 níveis de severidade. Através da qual é possível observar, por exemplo, a ocorrência de panelas em 13 seções, sendo destas 4 com nível de severidade baixa, 5 com severidade média e outras 4 com severidade alta, somente 2 seções não apresentam nenhum defeito deste gênero. Tabela 18: Incidência e nível de severidade por seção analisada ERS 342 NIVEL DE SEVERIDADE TOTAL DE DEFEITOS Não possui SEÇÕES B M A COM defeito DEFEITO P TR TJ TB R AF O D EX E Autoria Própria A Tabela 19 relaciona a abrangência separada de cada defeito considerando todas as seções da rodovia levantada, explicitando suas porcentagens. Tabela 19: Porcentagem de ocorrência de defeitos sobre o total de seções ERS 342 DEFEITO Ocorrência (%) TR 100 TJ 100 P 86,67 D 73,33 R 53,33 AF 40 O 6,67 EX 0 E 0 TB 0 Autoria Própria Conforme os dados coletados é visível a existência de vários defeitos em uma mesma seção, sendo os mais significantes as trincas isoladas e do tipo couro de jacaré, que ocorrem em cada uma das 15 seções, abrangendo 100% dos segmentos analisados. Sequencialmente os Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

77 73 defeitos mais expressivos são representados pelas panelas (86,67%), desgaste (73,33%) e remendo (53,33%) considerando as seções em que ocorrem. A Figura 26 ilustra o desgaste ocorrente em uma das seções analisadas, através da qual é possível compreender melhor a severidade com que esse defeito impacta sobre a rodovia. As trincas do tipo couro de jacaré ocorrem frequentemente sobre a via, exercendo sobre o pavimento, por vezes, um defeito de quantificação e extensão relativamente altas (Figura 27). As trincas isoladas, constantes na Figura 28, estão presentes em todas as seções da via, estabelecendo um defeito de ocorrência ampla, devido aos níveis de tráfego existentes sobre a via, no entanto, sua identificação é um pouco mais complexa que a dos demais problemas. Outro defeito de ocorrência significante são os buracos ou panelas, demonstrados pela Figura 29. Figura 26: Desgaste sobre ERS 342 KM 8 (Três de Maio-Horizontina) Autoria Própria Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

78 74 Figura 27: Trincas do tipo Couro de Jacaré sobre ERS 342 KM 8 (Três de Maio-Horizontina) Autoria Própria Figura 28: Trincas isoladas sobre ERS 342 KM 3 (Três de Maio-Horizontina) Autoria Própria Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

79 75 Figura 29: Buraco sobre ERS 342 KM 7 (Três de Maio-Horizontina) Autoria Própria Os defeitos que menos ocorrem são os afundamentos (40%) e ondulações (6,67%) para as seções analisadas. Não foram localizados defeitos dos tipos exsudação, escorregamento de revestimento e trinca em bloco em nenhuma das seções levantadas. A ocorrência da trinca em bloco está mais relacionada às condições climáticas, enquanto que as do tipo couro de jacaré são relacionadas ao tráfego da via, o que representa que o clima não é tão agressivo quanto o tráfego atuante sobre a pista estudada. De forma geral, analisando os dados da Tabela 18, os defeitos que ocorrem com maior severidade nas seções são a trinca isolada, que ocorre com alta severidade em todos os segmentos analisados, seguida pelo desgaste que ocorre com alta severidade em 10 seções e média em uma, e por fim, entre os mais significativos destaca-se ainda a trinca do tipo couro de jacaré que incide com alta severidade em 9 seções, com severidade moderada em 3 seções e severidade baixa em outras 3 seções. Avaliando as seções como um todo que constitui a rodovia ERS 342, são obtidos os índices apresentados pela Figura 30, segundo a qual cerca de 34% do trecho analisado (15 seções) não possuem nenhum defeito, enquanto que as trincas de forma geral (trincas isoladas mais trincas do tipo couro de jacaré ) representam 25% dos defeitos incidentes, seguidos pelo desgaste (18%) e panelas e remendos (17%). Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

80 76 Figura 30: Defeitos predominantes ERS 342 TRINCAS 34% 25% DEFORMAÇÕES 6% PANELAS E REMENDOS OUTROS (DESGASTE) 18% 17% NENHUM DEFEITO Autoria Própria Considerando os dados provenientes do levantamento realizado, obteve-se um IGGE de aproximadamente 71 e um ICPF de 2,37, sendo assim, através da relação explicitada pela norma 008/2003 do DNIT, o IES da rodovia em questão é igual a 8, evidenciando o estado de superfície péssimo. A melhor seção é identificada pela Figura 31, sobre a qual a incidência de panelas e buracos é reduzida, a mesma apresenta desgaste uniforme sobre a pista, embora no restante de seu segmento apresente distintas formas de trinca predominantes. Figura 31: Melhor seção ERS 342 KM 12 Autoria Própria Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

81 77 Ainda, a partir da avaliação da Figura 32, visualiza-se a importância da aplicação de intervenções dentro de prazos que atuem sobre os estágios iniciais dos defeitos predominantes na pista. A péssima condição deste trecho é atribuída à existência de remendos, buracos, ao desgaste da pista e ainda às trincas isoladas e do tipo couro de jacaré. Figura 32: Seção com pior estado de superfície ERS 342 KM 10 Autoria Própria A partir da avaliação do IES obtido em consonância com os dados do ICPF a descrição das medidas aplicáveis ao pavimento recomenda a reconstrução da estrutura do pavimento, especialmente nos pontos mais degradados, os quais existem em grande parte da rodovia, prejudicando assim as condições de rolamento do usuário, além dessa medida, existe também a necessidade de correções prévias em quase toda sua extensão ERS 305 (Tucunduva Horizontina) Da mesma forma explicitada na ERS 342, também foram realizados levantamentos na ERS 305, nesta foram estabelecidas também 15 seções, cada uma contando com 1 quilômetro de extensão, resultando nos dados discriminados na Tabela 20, através da interpretação da qual é Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

82 78 possível afirmar que a incidência de panelas, por exemplo, ocorre somente em duas seções, numa delas com severidade baixa, e em outra com severidade média. DEFEITOS Tabela 20: Incidência e nível de severidade por seção analisada ERS 305 NIVEL DE SEVERIDADE Não possui defeito B M A TOTAL DE SEÇÕES COM DEFEITO P TR TJ TB R AF O D EX E Autoria Própria A Tabela 21 relaciona a porcentagem efetiva de incidência de cada defeito sobre todas as seções analisadas, de acordo com a interpretação dos índices, percebe-se a ocorrência de inúmeros defeitos simultaneamente sobre a pista, sendo os mais significativos a trinca isolada e o desgaste ambos com a mesma representatividade (86,67%), seguidos pela trinca do tipo couro de jacaré (73,33%). Os defeitos que menos ocorrem são os afundamentos, panelas e remendos (40%) e ondulações (6,67%) para todas as seções. Não foram localizados defeitos dos tipos exsudação, escorregamento de revestimento e trinca em bloco em nenhuma das seções levantadas. Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

83 79 Tabela 21: Porcentagem de ocorrência de defeitos sobre o total de seções ERS 305 DEFEITO Ocorrência (%) TR 86,67 TJ 73,33 P 13,33 D 86,67 R 13,33 AF 13,33 O 6,67 EX 0 E 0 TB 0 Autoria Própria De forma geral, analisando os dados da Tabela 20, os defeitos que ocorrem com maior severidade nas seções são o desgaste, que ocorre com alta severidade em 11 dos 15 segmentos analisados e baixa severidade em 2 seções, seguida pelas trincas isoladas que ocorrem com alta severidade em 8 seções, média em 3 seções e baixa severidade em 2 seções. A Figura 33 demonstra o desgaste predominante em uma das seções analisadas na rodovia, na qual o defeito possui severidade alta, e a ocorrência do mesmo seja significativa no decorrer da via. As trincas isoladas também ocorrem frequentemente sobre a pista, no caso apresentado a identificação das mesmas é fácil devido às proporções das mesmas, o que nem sempre ocorre (Figura 34). Jás as trincas do tipo couro de jacaré, constantes na Figura 35, ocorrem com menos frequência que as isoladas, no entanto, ainda representam um defeito significativo na pista. Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

84 80 Figura 33: Desgaste sobre ERS 305 KM 8 Autoria Própria Figura 34: Trincas isoladas sobre ERS 305 KM 10 Autoria Própria Letícia Podkowa (leticiapodkowa@gmail.com). Trabalho de Conclusão de Curso. Santa Rosa DCEENG/UNIJUÍ, 2015

85 81 Figura 35: Trincas do tipo Couro de Jacaré sobre ERS 305 KM 10 Autoria Própria Avaliando as seções como um todo que constitui a rodovia ERS 305, são obtidos os índices apresentados pela Figura 36, segundo a qual é visível a predominância de melhores condições de tráfego, visto que, aproximadamente 53% do trecho analisado está livre de qualquer tipo de defeito, apenas 22% apresentam desgaste e 20% alguma forma de trinca. Figura 36: Defeitos predominantes ERS 305 TRINCAS 20% DEFORMAÇÕES 53% 22% 3% 2% PANELAS E REMENDOS OUTROS (DESGASTE) NENHUM DEFEITO Autoria Própria Levantamento Visual Contínuo de Duas Rodovias Estaduais da Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul