Universidade Estadual de Feira de Santana Departamento de Tecnologia. Martina Rodrigues dos Anjos

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1 Universidade Estadual de Feira de Santana Departamento de Tecnologia Martina Rodrigues dos Anjos AVALIAÇÃO DA SUPERFÍCIE DO PAVIMENTO DA RODOVIA BR-324 NO TRECHO FEIRA DE SANTANA AMÉLIA RODRIGUES Feira de Santana - Bahia 2008

2 Martina Rodrigues dos Anjos AVALIAÇÃO DA SUPERFÍCIE DO PAVIMENTO DA RODOVIA BR-324 NO TRECHO FEIRA DE SANTANA AMÉLIA RODRIGUES Trabalho de Graduação apresentado aos professores do curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Feira de Santana, como parte dos requisitos para obtenção do diploma de conclusão do curso. Orientador: Prof. Dr. Francisco Antônio Zorzo Feira de Santana - Bahia 2008

3 Martina Rodrigues dos Anjos AVALIAÇÃO DA SUPERFÍCIE DO PAVIMENTO DA RODOVIA BR-324 NO TRECHO FEIRA DE SANTANA AMÉLIA RODRIGUES Trabalho de Graduação apresentado aos professores do curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Feira de Santana, como parte dos requisitos para obtenção do diploma de conclusão do curso. Feira de Santana, Bahia, 08 de abril de Especialista Eng. Antônio Carlos Cruz de Oliveira Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes Prof. MSc. Areobaldo de Oliveira Aflitos Universidade Estadual de Feira de Santana Orientador: Prof. Dr. Francisco Antônio Zorzo Universidade Estadual de Feira de Santana

4 Aos meus pais, Saul e Gracinha, por todo o amor e carinho.

5 AGRADECIMENTOS Neste período, na Universidade Estadual de Feira de Santana, por cinco anos de minha vida, muito evoluí intelectualmente, seja pela diversidade e riqueza de conhecimentos aqui desenvolvidos, seja pelos professores e qualificados profissionais que aceitaram me orientar. Em todos os sentidos, somente marcas positivas me foram deixadas por essa grande universidade pública, que teima em resistir, apesar das políticas atuais. Mas, com certeza, essa (que eu conheci) tem muito ainda a ensinar e a fazer pela sociedade. Devo agradecer ao meu orientador, Prof. Dr. Francisco Antônio Zorzo, que me iniciou neste trabalho, ensinando-me a tomar iniciativas e a me aperfeiçoar cada vez mais. Como orientador e como professor da disciplina de Estradas, apresentou-me noções de mecânica e estrutura dos pavimentos, planejamento do sistema de transportes rodoviários e incentivou-me no trabalho da avaliação da superfície do pavimento na BR-324. Participou da elaboração deste projeto, ensinando-me a pensar, dirigindo minhas atividades com objetividade. Acrescentou muitas idéias a este trabalho, envolvendo-se e incentivando-me. Sua participação, no final deste trabalho, foi indispensável para as conclusões aqui apresentadas. Aos Professores das disciplinas que cursei que me mostraram outros estágios do conhecimento, alargando meu universo de pesquisa. Sinceros agradecimentos ao professor Areobaldo Oliveira Aflitos que, com sua disponibilidade, sempre respondeu a todos os meus questionamentos. À Coordenadora da disciplina Projeto Final II, Prof.ª Eufrosina de Azevedo Cerqueira, por todas as dicas e disposição em contribuir com o trabalho realizado. Aos Engenheiros dos órgãos rodoviários, DNIT e DERBA, pelas contribuições necessárias para o desenvolvimento do trabalho. Devo agradecer, em especial, ao Eng. Max Gil Leite de Souza, pelo apoio durante a avaliação na BR-324 e pelas informações valiosas que muito contribuíram para esta pesquisa. Ao Técnico Sr. Antônio Luiz pelo auxílio na etapa experimental, e pelas importantes informações sobre a estrutura do pavimento e falhas apresentadas. Ao aluno, também orientando do Prof. Dr. Francisco Antônio Zorzo, Djavan Aragão, que participou de um trabalho semelhante na BR-324, com a utilização de outro método, mas que contribuiu nas discussões realizadas durante a avaliação.

6 Agradeço ao meu colega Jonas Madeira pelas contribuições e pela disposição em ajudar. Aos colegas de trabalho da Donelisa Construções e Incorporações Ltda., em especial ao Eng. Luiz Alberto Moura Alves, pela paciência e compreensão nos momentos de ausência. Aos meus verdadeiros amigos que torceram pelo meu sucesso, dentro e fora do meu ambiente de trabalho. Aos meus pais, Saul Andrade dos Anjos e Maria das Graças Rodrigues dos Anjos, que não pouparam recursos físicos e emocionais para tornar realidade o meu sonho de formar em Engenharia Civil. Ao meu irmão, Alexandre, por suportar a dor da distância e por torcer, mesmo em silêncio. Aos meus tios, José Carlos Rodrigues e Elizabete Rodrigues, por todo o incentivo. Ao meu namorado, Wilson Dourado Filho, pelo amor, carinho e compreensão de sempre. Ao meu amigo Gledson Castro, pelo companheirismo, amizade e incentivo. E, em especial, a Deus, pela força e por estar presente em todos os momentos da minha vida.

7 A possibilidade de arriscar é que nos faz homens. Vôo perfeito no espaço que criamos. Ninguém decide sobre os passos que evitamos. Certeza de que não somos pássaros e que voamos. Tristeza de que não vamos por medo dos caminhos... (Damário Dacruz)

8 RESUMO O presente trabalho trata de uma avaliação da superfície do pavimento da rodovia BR Em primeiro lugar, realizou-se um estudo sobre a história de implantação desta importante rodovia do Estado da Bahia, descrevendo os critérios construtivos adotados. Em segundo lugar, foram discutidos os principais problemas relacionados ao planejamento de transportes. Foi elaborado um estudo teórico-metodológico sobre o pavimento, sua estrutura de camadas, a sua classificação e os materiais mais utilizados para a pavimentação asfáltica. A mecânica dos pavimentos também foi levada em consideração, já que envolve os mecanismos de ruptura e caracteriza a formação das falhas na estrutura dos pavimentos. Além disso, foram descritos, detalhadamente, os defeitos que ocorrem em pavimentos asfálticos e quais as suas possíveis causas, visando compor uma base conceitual para o diagnóstico da avaliação a ser executado. Para o trabalho de campo, foi escolhido um trecho de 23 km de Feira de Santana à Amélia Rodrigues, a fim de realizar um levantamento de ocorrências na superfície do pavimento. O método adotado foi baseado na Norma do DNIT 006/ PRO, que consiste na Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos. Após a realização do trabalho de campo, os dados coletados foram tabulados e analisados, a fim de obter um índice que retrate o grau de degradação atingido. Calculou-se o IGG (Índice de Gravidade Global), que caracterizou o trecho com conceito péssimo no seu estado de conservação. Diante disso, foram propostas medidas corretivas para os defeitos encontrados. Palavras-Chave: Rodovia, Pavimento, Defeitos, Avaliação da Superfície.

9 ABSTRACT

10 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Extensão da Rede Rodoviária da Bahia...11 Figura 2 Estrutura do pavimento da BR-324 no trecho Feira de Santana Amélia Rodrigues...13 Figura 3 Esforços nas camadas do pavimento...20 Figura 4 Camadas genéricas de um pavimento flexível...21 Figura 5 Resposta mecânica do pavimento flexível: pressões concentradas...27 Figura 6 Resposta mecânica do pavimento rígido: pressões mais distribuídas do que os pavimentos flexíveis...27 Figura 7 Ação de esforços de tração entre partículas dos materiais...37 Figura 8 Ação de confinamento em materiais granulares...37 Figura 9 Pressões verticais aliviadas com a profundidade...38 Figura 10 Evolução da deterioração em rodovias pavimentadas...54 Figura 11 Localização das estações do trabalho de campo...63 Figura 12 Trinca interligada tipo couro de jacaré com erosão...64 Figura 13 Desgaste do pavimento, com a presença de ranhura...65 Figura 14 Panelas ou buracos...65 Figura 15 Remendos no pavimento...66

11 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Termos aplicáveis a camadas de revestimentos asfálticos...24 Tabela 2 Base Classificatória para Pavimentos...26 Tabela 3 Espessuras recomendadas para concretos asfálticos...31 Tabela 4 Condição do pavimento em função do IGG...57 Tabela 5 Codificação dos defeitos...67 Tabela 6 Fator de Ponderação...68 Tabela 7 Planilha resumo da avaliação...69

12 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ALC Afundamento de Consolidação Local ALP Afundamento Plástico Local ANTT Agência Nacional de Transportes Terrestres ATC Afundamento de Consolidação nas Trilhas de Roda ATP Afundamento Plástico nas Trilhas de Roda CA Concreto Asfáltico CAP Cimento Asfáltico de Petróleo CBR California Bearing Ratio CBUQ Concreto Betuminoso Usinado a Quente CNT Confederação Nacional dos Transportes D Desgaste DCM Diretoria de Construção e Manutenção (DERBA) DERBA Departamento de Estradas e Rodagens do Estado da Bahia DNER Departamento Nacional de Estradas e Rodagens DNIT Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes DRF Distrito Rodoviário Federal (DNER) EX Exsudação FC-1 Trincas Isoladas FC-2 Trincas Interligadas sem erosão FC-3 Trincas Interligadas com erosão FI Fissura FRN Fundo Rodoviário Nacional GEPES Gerência de Pesquisas (DERBA) GEPRO Gerência de Projetos (DERBA) IFC International Finance Corporation IGG Índice de Gravidade Global IGI Índice de Gravidade Individual IP Índice de Plasticidade IPEA Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada J Trinca Interligada Tipo Couro de Jacaré, sem erosão JE Trinca Interligada Tipo Couro de Jacaré, com erosão

13 O Ondulação P Panela PIB Produto Interno Bruto PMF Pré-Misturado a Frio PMQ Pré-Misturado a Quente PNLT Plano Nacional de Logística e Transportes PRO Procedimento R Remendo TB Trinca Interligada Tipo Bloco, sem erosão TBE Trinca Interligada Tipo Bloco, com erosão TCP Tratamento Contra Pó TER Terminologia TLC Trinca Isolada Longitudinal Curta TLL Trinca Isolada Longitudinal Longa TRE Trilha de Roda Externa TRI Trilha de Roda Interna TRR Trinca Isolada devido a Retração Térmica TS Tratamentos Superficiais TSD Tratamento Superficial Duplo TSS Tratamentos Superficiais Simples TST Tratamentos Superficiais Triplo TTC Trinca Isolada Transversal Curta TTL Trinca Isolada Transversal Longa

14 SUMÁRIO CAPÍTULO I INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO JUSTICATIVA E IMPORTÂNCIA DO TEMA OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivos Específicos METODOLOGIA... 7 CAPÍTULO II REVISÃO BIBLIOGRÁFICA A FORMAÇÃO DA REDE RODOVIÁRIA DA BAHIA Histórico das rodovias da Bahia Histórico da Implantação, Pavimentação e Melhoramentos da BR-324, no trecho Salvador Feira de Santana A PROBLEMÁTICA DO PLANEJAMENTO DE TRANSPORTES A falta de investimentos em rodovias A alternativa de financiamento: a privatização A questão institucional do setor Controle de peso nas rodovias Gerenciamento de projeto e de pavimentação O PAVIMENTO Definições As Camadas dos Pavimentos Subleitos Reforços de subleitos Bases e sub-bases Pinturas entre camadas Revestimentos Classificação dos Pavimentos MATERIAIS PARA PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA Bases e Sub-bases Granulares Solo-brita, Solo-agregado ou Solo estabilizado granulometricamente....28

15 Brita graduada simples Macadame hidráulico Revestimentos Betuminosos Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ) Pré-Misturado a Quente (PMQ) Pré-Misturado a Frio (PMF) Tratamentos Superficiais (TS) MECÂNICA DOS PAVIMENTOS Módulo Resiliente Comportamentos Resilientes Típicos Interações estruturais dos esforços provocados pelas cargas do tráfego com os materiais das camadas de pavimentos Flexão das camadas Confinamento horizontal Contenção lateral Compressão vertical e cisalhamento das camadas Mecanismos de Ruptura do Pavimento Ruptura por esforços excessivos em camadas Fissuração de materiais Ruptura por Fadiga Ruptura por Deformação Plástica das Camadas Ruptura por Propagação de Trincas Outros tipos de ruptura Influência do meio físico no subleito e no pavimento DEFEITOS EM PAVIMENTOS ASFÁLTICOS Fenda Fissura Trinca Afundamento Ondulação ou Corrugação Escorregamento do Revestimento Exsudação Desgaste Panela ou buraco Remendo Outros defeitos... 50

16 Polimento Bombeamento de Finos Descolamento do Revestimento Solapamento Depressão Inchamento Interações entre os defeitos Evolução da deterioração AVALIAÇÃO DOS PAVIMENTOS ASFÁLTICOS Avaliações das Condições de Superfície DNIT 006/2003 PRO Avaliação objetiva da superfície de pavimentos asfálticos Procedimento...56 CAPÍTULO III ESTUDO DE CASO AVALIAÇÃO DA SUPERFÍCIE DO PAVIMENTO A rodovia a ser avaliada Entrevistas com profissionais dos órgãos rodoviários Metodologia de avaliação Descrição do inventário de ocorrências Trecho avaliado Caracterização do estado do pavimento nas estações Diagnóstico das ocorrências e cálculo do Índice de Gravidade Global Estudo dos mecanismos de deterioração da superfície avaliada Indicação de medidas corretivas CAPÍTULO IV CONCLUSÃO CONCLUSÃO REFERÊNCIAS ANEXOS... 79

17 3 CAPÍTULO I INTRODUÇÃO 1. INTRODUÇÃO Este trabalho de conclusão de curso trata de uma avaliação da superfície do pavimento da rodovia BR-324, identificando as suas falhas a fim de se obter um diagnóstico da condição do pavimento. Na década de 1990, a deficiência na manutenção da rede rodoviária federal e o aumento do volume expressivo de tráfego da malha estadual contribuíram para a deterioração das estradas de rodagens baianas. Isso elevou os custos de transportes e, por conseqüência, da produção, aumentando o número de acidentes a despeito dos intensos esforços do Governo do Estado para ampliar a rede de acesso a novas regiões produtoras e recuperar parte da malha deteriorada. No Brasil, constantemente, a imprensa retoma a questão rodoviária como assunto em destaque, mas, pelo menos aparentemente, sem conseguir mirar uma solução adiante. A Pesquisa Rodoviária de 2006, divulgada pela Confederação Nacional de Transporte (CNT), classificou como regular, ruim e péssimo o estado geral de 75% dos quilômetros das rodovias federais verificadas. Na Bahia, os números são preocupantes. O Estado possui dois lugares entre os dez piores da lista da CNT, ocupando a terceira e a quinta posição no ranking das 109 ligações pesquisadas. Entre os vilões das rodovias estão a falta de recapeamento, o desgaste das sinalizações horizontal e vertical, a ausência ou erros na metragem dos acostamentos. Somam-se a estes fatores de risco a falta de acompanhamento técnico dos trabalhos e até a inexistência de pavimentação. Com o desgaste contínuo da superfície dos pavimentos flexíveis no decorrer da sua vida útil, que se estende da ordem de pouco mais de 10 anos (MEDINA, 1997), surgem o que os autores chamam de defeitos ou patologias, que estão bastante relacionadas não somente aos materiais empregados como também relacionadas ao comportamento mecânico peculiar de cada pavimento. Segundo BALBO (1997), tais patologias funcionais, nitidamente associadas às irregularidades presentes na superfície do pavimento, longitudinais ou transversais podem ser encaradas como resultantes de processos de natureza essencialmente estrutural: deformações

18 4 plásticas, que ocorrem com maior ou menor intensidade em cada uma das camadas do pavimento. A norma do DNIT 006/2003 PRO estabeleceu critérios objetivos de se quantificar o estado do pavimento quanto a tais deformações, estabelecendo valores mínimos aceitáveis pelos usuários para o parâmetro serventia, ou seja, uma medida de quão bem o pavimento atende ao tráfego com conforto e segurança aos usuários. Desta forma, esta pesquisa pretende avaliar de forma objetiva o estado em que se encontra a rodovia BR-324 do estado da Bahia, no trecho Feira de Santana Amélia Rodrigues, estabelecendo indicadores de qualidade do pavimento, e propor medidas corretivas e de conservação. A estrutura deste trabalho está dividido em 4 capítulos. O Capítulo I, denominado de Introdução, consiste na introdução propriamente dita, na justificativa e importância do tema, nos objetivos (geral e específicos) e na metodologia. O Capítulo II, referente à Revisão Bibliográfica, se divide em 7 tópicos, sendo que o primeiro se refere à formação da rede rodoviária da Bahia, ressaltando o histórico da implantação da BR-324 e critérios de execução desta rodovia. O segundo tópico, o item 6, descreve a problemática do planejamento de transportes. Já o terceiro e quarto tópico deste capítulo, o item 7 e 8, discorrem, respectivamente, sobre o pavimento, sua classificação, a sua estrutura e sobre os materiais mais utilizados em bases e sub-bases, no revestimento, do pavimento asfáltico, que é o foco deste trabalho. O item 9 refere-se à Mecânica dos Pavimentos, onde se estuda o comportamento resiliente da estrutura do pavimento e seus mecanismos de ruptura. Já o item 10, descreve os defeitos inerentes ao pavimento, os mecanismos de formação das falhas, suas evoluções e suas prováveis causas. O último item deste capítulo apresenta os procedimentos do DNIT normalmente utilizados para a avaliação da condição de superfície e descreve o procedimento escolhido para a avaliação do pavimento da BR-324. O Estudo de Caso compõe o Capítulo III, que consiste na avaliação da superfície do pavimento da rodovia BR-324, no trecho entre Feira de Santana e Amélia Rodrigues. Os critérios utilizados para a escolha da rodovia, os levantamentos de dados, a apresentação e análise de resultados e as indicações de medidas corretivas para o trecho avaliado serão o foco do capítulo. O Capítulo IV envolve a conclusão do trabalho, sugerindo assuntos para a continuação do estudo. Os anexos e as referências consultadas vêm logo em seguida.

19 5 2. JUSTICATIVA E IMPORTÂNCIA DO TEMA O estudo do transporte rodoviário é de fundamental importância para o desenvolvimento das cadeias produtivas modernas em função de sua grande flexibilidade e reduzido prazo para cumprir as demandas da sociedade. Estes são dois dos principais fatores de impulso ao desenvolvimento dos países neste novo milênio. O Brasil, dadas as peculiaridades de sua geografia e necessidades de crescimento econômico, tem na malha rodoviária seu instrumento de maior agilidade na movimentação de cargas e de passageiros, permitindo a geração de riquezas. A própria malha rodoviária em si, é um grande ativo do país, e, como tal, deve ser conservada e ampliada. Segundo a Confederação Nacional de Transporte (CNT), na atual realidade brasileira, o setor de transporte rodoviário possui papel fundamental, pois detém cerca de 96,2% da matriz de transporte de passageiros e de 61,8% da matriz de transporte de cargas. Sendo assim, o monitoramento deste setor, além de uma constante avaliação da malha rodoviária, torna-se cada vez mais requerido para o desenvolvimento da economia regional, como subsídio ao planejamento estratégico. A avaliação das manifestações patológicas do pavimento das rodovias é uma excelente maneira de garantir seu melhor funcionamento, para prever sua durabilidade, além de ajudar a definir qual solução é mais conveniente para a atividade de restauração. Desta maneira, os órgãos responsáveis pela execução dos serviços de restauração e manutenção, irão desempenhar esta tarefa através de indicadores de qualidade do pavimento. O trecho Feira de Santana Salvador, na rodovia BR-324, tem uma importante função no sistema viário baiano, pois desempenha o papel coletor fundamental do tráfego que flui entre Salvador e as demais regiões, tanto do Estado, quanto do restante do país. Por este efeito polarizador, constitui-se assim, no trecho rodoviário de maior importância no Estado, em função da densidade do tráfego que o atravessa. Diante desta condição, encontra-se hoje completamente duplicado. Em 2005 o número de acidentes nas rodovias federais chegou a 6.251, com pessoas feridas e 493 mortas. No tocante à rodovia federal e ao trecho em que mais se registra acidentes de trânsito no estado da Bahia, foi detectado através de estudo dos dados fornecidos pelo sistema BR-BRASIL, que no trecho da rodovia BR 324 compreendido entre o km 517 e o km 627, (Salvador e Feira de Santana), são registrados cerca de 20,6% do total de acidentes

20 6 no estado, 13,6% de feridos e 10,6% dos mortos registrados em toda a circunscrição da Policia Rodoviária Federal na Bahia. Foi também apresentado um estudo do Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada - IPEA, sobre Impactos Sociais e Econômicos dos Acidentes de Trânsito nas Rodovias Brasileiras, que indica os custos monetários dos acidentes. O Brasil perde anualmente R$ 22 bilhões com os acidentes de trânsito em rodovias/estradas, sendo R$ 6,5 bilhões apenas em rodovias federais. Levando em consideração a importância do trecho, a sua densidade de tráfego e o alto índice de acidentes, decidiu-se por realizar uma avaliação da superfície do pavimento, no trecho Feira de Santana Amélia Rodrigues, para se obter um diagnóstico e, por conseguinte, a indicação de medidas para a restauração da rodovia. 3. OBJETIVOS 3.1. Objetivo Geral A pesquisa tem como objetivo principal avaliar as condições do pavimento da rodovia BR-324 do estado da Bahia, no trecho Feira de Santana Amélia Rodrigues, em relação à ocorrência de defeitos na sua superfície Objetivos Específicos Os objetivos específicos consistem em: Identificar e detalhar as falhas na superfície do pavimento da rodovia BR-324, no trecho Feira de Santana Amélia Rodrigues; Estudar as possíveis causas das manifestações patológicas; Indicar soluções viáveis para intervenções corretivas.

21 7 4. METODOLOGIA Os procedimentos metodológicos desta pesquisa estão fundamentados na idéia de qualificar o pavimento da rodovia BR-324 do estado da Bahia, no trecho Feira de Santana Amélia Rodrigues, na direção de Salvador. Para tanto, foi necessário realizar um estudo detalhado sobre a estrutura do pavimento asfáltico, seu comportamento mecânico, bem como suas falhas provenientes das deformações excessivas provocadas pelas cargas verticais e horizontais, para obter elementos necessários para uma boa avaliação e caracterização do pavimento da rodovia em estudo. Foi realizado um estudo referente à formação da rede rodoviária da Bahia, envolvendo o histórico de implantação e construção da rodovia BR-324. Os dados consistem no ano de implantação, pavimentação e melhoramentos e a estrutura de camadas do pavimento a ser estudado, as dimensões das camadas constituintes e seus respectivos materiais, para que se faça posteriormente um diagnóstico mais preciso. Além disso, também foi descrito um estudo que consiste nos motivos que explicam o estado de funcionamento da malha rodoviária da Bahia, envolvendo questões como o planejamento dos órgãos responsáveis, as limitações financeiras e as dificuldades da fiscalização rodoviária com relação ao controle de cargas. O estudo da mecânica dos pavimentos, que foi abordado neste trabalho, visa explicar o funcionamento estrutural dos pavimentos sob a ação do tráfego, com base nas observações de campo. Os mecanismos de ruptura do pavimento, a formação das falhas e os defeitos mais comuns serão descritos posteriormente. Os métodos de avaliação da superfície de pavimentos foram analisados a fim de determinar o que melhor se adequasse ao recorte conceitual do trabalho. A metodologia para o trabalho de campo está abordada no capítulo referente ao estudo de caso. Desta forma, para a elaboração da revisão bibliográfica, foram utilizados livros, artigos técnicos e científicos, teses, dissertações, normas do DNIT (Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes), além de periódicos (revistas, jornais, etc.) e entrevistas com técnicos dos setores responsáveis pela conservação e manutenção das rodovias. Após esta etapa inicial de estudo e revisão bibliográfica, foram definidos os procedimentos e formulários a serem adotados, baseados nas normas do DNIT, mais especificamente a norma DNIT 006/2003 PRO, a fim de coletar dados de modo a facilitar a avaliação posterior do pavimento da rodovia.

22 8 O processo de seleção e definição da rodovia BR-324 levou em consideração a importância sócio-econômica e o volume de tráfego de veículos no entorno da cidade de Feira de Santana, no estado da Bahia. Os dados referentes ao volume foram obtidos a partir dos órgãos oficiais de transporte e de informações de empresas do setor. Já a análise econômica inclui a movimentação de passageiros e de cargas, o potencial de crescimento econômico e a relevância, atual ou futura, da área de influência do trecho para o desenvolvimento local e para integração regional. A partir da definição da rodovia a ser pesquisada e avaliada, foram desenvolvidos os instrumentos de coletas de dados, desde os formulários em papel até os formulários eletrônicos para digitação dos dados coletados em campo. A preparação destes instrumentos de coleta de dados tem como finalidade organizar as informações para a montagem da base de dados da pesquisa, a fim de realizar a análise estatística e calcular o Índice de Gravidade Global (IGG). Antes dos dados coletados em campo, foi necessário coletar dados nos órgãos responsáveis pela manutenção e conservação da rodovia em estudo, como o DNIT, por exemplo. Após a fase de coleta das informações, iniciou-se a apuração e a consistência dos dados que foram coletados em campo, ou seja, analisando as falhas dos pavimentos e compondo os indicadores de gravidade global (IGG) e da serventia do pavimento. Diante da avaliação da condição de superfície do pavimento, foram levantadas possíveis causas que levaram ao seu mau funcionamento e à redução da sua vida útil. Com a conclusão da etapa de coleta, tabulação e análise de dados, os resultados foram apresentados e discutidos e, posteriormente, avaliados a fim de propor soluções viáveis para a restauração do pavimento da rodovia em estudo.

23 9 CAPÍTULO II REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 5. A FORMAÇÃO DA REDE RODOVIÁRIA DA BAHIA 5.1. Histórico das rodovias da Bahia Na década de 1920, uma verdadeira reviravolta produziu-se no sistema viário baiano, conduzida por uma grande euforia rodoviarista. O primeiro plano rodoviário, em forma de legislação com a lei 1.227, foi aprovado pela Assembléia Legislativa do Estado da Bahia em 31 de agosto de 1917, e é considerado um marco na organização dos serviços rodoviários na Bahia. Este plano foi concebido através da Secretaria de Agricultura, sob a presidência do secretário Pedreira Franco. A proposta objetivava a construção de estradas de rodagem, como a ligação Salvador-Feira de Santana e Ilhéus - Itabuna, a fim de interligar zonas produtivas, portos, estações ferroviárias e mercado consumidor. O estrondoso plano, que não foi devidamente implementado, tinha uma constituição centralizadora na forma de uma estrada de cintura, contornando a Bahia de Todos os Santos, da qual partiriam outras estradas de penetração ou regionais e desde as quais partiriam outras linhas de interconexão ligando-se com povoados do interior e com ferrovias (ZORZO, 2000). O resultado direto do plano rodoviário de 1917 foi o início da construção da primeira estrada de rodagem moderna da Bahia, ocorrida no ano seguinte, a estrada de rodagem da Capital a Feira de Santana, considerada, desde então a principal conexão terrestre de Salvador ao sertão (TARQUÍNIO, 1934, citado por ZORZO, 2000). A estrada teve seu trecho final inaugurado somente em 25 de abril de 1929, mas apesar da demora de sua construção, uma grande mudança estava em jogo. Na década de 1930, um verdadeiro movimento rodoviário se alastrou como uma febre política. O sistema de ferrovias que aparentemente não entrava no novo boom rodoviário, entretanto, foi decisivo para o desenvolvimento rodoviário, pois o conjunto de vias férreas deu consistência ao sistema rodoviário em implantação na Bahia. A ferrovia foi o suporte que havia desencadeado, em grande quantidade, os caminhos de ligação que faziam parte dos planos rodoviários em gestação. Além disso, cabe lembrar que a implantação das novas rodovias veio a reboque das mudanças tecnológicas de engenharia introduzidas pela ferrovia,

24 10 tais como os cálculos plani-altimétricos e estruturais e o uso dos equipamentos mecanizados de construção (ZORZO, 2000). A partir do fim dos anos de 1940, com a criação do DNER no âmbito nacional, em 1937, o rodoviarismo tomou um peso dentro das políticas de desenvolvimento nacional. Adhemar Fontes ( Rodoviarismo na Bahia, 1961, apud ZORZO, 2000) relata que esse período, que foi marcado pela atuação do Departamento de Estradas de Rodagem da Bahia (DERBA), resultou na conclusão da BR-13, de Feira de Santana à Barra do Tarrachil no São Francisco e nos 100 km baianos da BR-4, a Rio Bahia, além do trecho Feira de Santana Ipirá da BR-28. Em 1938, revisou-se o Plano Rodoviário do Estado e se previu um programa de construção em quatro redes, a sul, a central, a radial e a do Recôncavo, sendo concluídas ligações como Cipó Paulo Afonso, Ibicaraí Brumado, Muritiva Itajuípe, São José Camacan, Tanquinho Jacobina, entre outras (ZORZO, 2000). O ano de 1945 é considerado pelos técnicos rodoviários como divisor de águas para a construção das vias. Esta foi alimentada pelos vultosos recursos financeiros do Fundo Rodoviário Nacional - FRN, criado pelo Decreto - Lei nº , de 27 de dezembro de 1945, a chamada "Lei Joppert", em homenagem ao seu mentor, o ministro Maurício Joppert da Silva. Essa política rodoviária deu autonomia administrativa e financeira aos órgãos encarregados do sistema rodoviário e garantia de recurso alocado na construção da rede de vias, independente dos nomes integrantes dos governos. O modelo de financiamento do setor rodoviário, baseado no FRN, foi responsável pela construção de um patrimônio representado por cerca de km de rodovias federais, dos quais km pavimentados. As obras de pavimentação rodoviária tiveram um grande incremento nos anos 50, quando, fruto do intenso intercâmbio de técnicos do extinto DNER, produziu-se uma grande transferência de tecnologia oriunda dos Estados Unidos da América do Norte. Entre os anos de 1945 e 1955, no campo de atuação do governo federal, o avanço se deu na construção da BR-4 (atual BR-116) e no do governo estadual, a interiorização alcançou o vale o São Francisco. Foi a época da pavimentação da BR-28, Salvador Feira de Santana, a atual BR- 324, o que somente se concluiu em Após a crise do petróleo de 1973, os governos federal e estadual reduziram seus investimentos nos transportes. Se em 1975 o governo investia cerca de 1,8% do PIB nos transportes, esse índice caiu para 0,2% em Atualmente, a política governamental é de recuperação da infra-estrutura existente mais do que em implantação de novas vias. Mesmo

25 11 assim, no período a partir da década de 1980, a rede de rodovias teve ampliação, mormente nas estradas da região do Oeste Baiano e em estradas de ligação das sedes urbanas com a malha principal. De março de 1979 a novembro de 1982, foram executados pelo DERBA 946 km de pavimentação e km de TCP (Tratamento Contra Pó) (ZORZO, 2000). Segundo dados, do ano de 2003, da Secretaria de Infra-Estrutura do Estado da Bahia (SEINFRA), a rede rodoviária baiana detinha cerca de ,10 km de rodovias, sendo que km correspondem a rodovias federais pavimentadas e ,30 km a rodovias estaduais pavimentadas (Figura 1). Figura 1 Extensão da Rede Rodoviária da Bahia Fonte: SEINFRA (2003) O advento da crise do petróleo nos anos 70, a extinção do FRN nos anos 80 e os investimentos insuficientes destinados ao setor tornaram o sistema rodoviário extremamente vulnerável. Nos últimos anos, porém, a aplicação de recursos em rodovias vem sendo gradualmente transferida para as atividades de recuperação e restauração. Com base nos estudos, realizados por ZORZO (2000), sobre a história da formação e expansão da rede rodoviária da Bahia, nota-se que a aplicação de recursos em transportes não se distribui igualmente por todo o território, comprovado pelo decréscimo do investimento no sentido litoral-interior. A construção das infra-estruturas de transporte é uma parte estratégica do sistema econômico, com instalação cara e atendendo os interesses e condições políticas que variam ao longo do tempo.

26 Histórico da Implantação, Pavimentação e Melhoramentos da BR-324, no trecho Salvador Feira de Santana. A ligação Salvador Feira de Santana impunha-se de imediato como primeiro passo no sentido de criação de um sistema rodoviário, integrando a Capital ao interior do Estado, tendo em vista a posição geográfica de ambas as cidades. E assim, em 1917, como já foi dito anteriormente, o governo estadual iniciou as obras dessa importante ligação, concluindo-as em 1928 e sendo inaugurada apenas em A rodovia tinha, então, uma extensão de 144 km construída nas melhores condições técnicas da época, e com revestimento primário (Documento fornecido pelo DNIT/Salvador). Segundo documentos fornecidos pelo DNIT, no Plano Rodoviário Nacional de 1944, a rodovia passa a ser incluída na rede federal, como parte integrante da transversal da Bahia. Em 1949, o DERBA e o antigo DNER decidem pela construção de uma nova rodovia Salvador Feira de Santana, ficando o DNER com a construção de um segmento partindo de Feira de Santana na extensão aproximada de 48 km e o DERBA com a obra do segmento a partir de Salvador, com extensão aproximada de 60 km. A nova rodovia teria características técnicas de Via Expressa, rodovia do mais elevado padrão técnico, com controle total de acesso e os critérios de seleção sob decisão administrativa dos órgãos competentes, e previa-se a sua duplicação, tendo sido os primeiros 20 km, a partir de Salvador, implantados com plataforma prevendo a duplicação, bem como 35 km, a partir de Feira de Santana, na direção Salvador. Em 1951, toda a rodovia é delegada ao Governo Estadual que, até 1955, já havia concluído toda a implantação nos moldes acima mencionados e pavimentado a primeira pista, na extensão de 55 km, sendo 35 km entre Feira de Santana e Usina de Itapetinguí e 20 km entre Salvador e Simões Filho (Antiga Água Comprida). A nova rodovia computaria uma economia de 35 km em relação ao traçado anterior. O DERBA devolve a rodovia ao DNER em 1956, que prossegue a obra, a princípio através do 5º DRF (Distrito Rodoviário Federal) e, posteriormente, através da Comissão Especial de Construção das BR-5 / BR-28, para afinal, em 1960 entregar toda a primeira pista pavimentada. O crescimento acelerado do tráfego faz com que, em 1969, o DNER decida pela duplicação do segmento inicial da rodovia e elabore o seu projeto de duplicação do km 0 ao 34. Os trabalhos são iniciados em 1970 e concluídos em Em 1973, o DNER decide-se

27 13 pela conclusão do restante do trecho entre o km 34 e Feira de Santana e prepara o novo projeto, que se conclui em Em 1977, iniciam-se as obras de duplicação entre o km 34 e Feira de Santana que, afinal, são concluídas em 1985, com toda a rodovia duplicada. O revestimento betuminoso utilizado na pavimentação da pista foi o CBUQ (Concreto Betuminoso Usinado a Quente). Quanto ao acostamento, foi utilizado em apenas alguns locais o TSD (Tratamento Superficial Duplo). Com base em documentos fornecidos pelo DNIT/Salvador, as características do pavimento do trecho Feira de Santana Amélia Rodrigues, do km 518,80 ao km 541,80 da mais recente rodovia (duplicada), estão descritas abaixo: - Revestimento da pista em CBUQ: 0,075 m; - Revestimento do acostamento em TSD: 0,025 m; - Base em brita graduada: 0,20 m; - Sub-base em solo estabilizado: 0,18 a 0,30 m. Esta estrutura de pavimento corresponde ao trecho Feira de Santana Amélia Rodrigues, no qual a presente avaliação foi feita. Comparando com um estudo realizado pelo IFC (2005), estes dados apresentam algumas incompatibilidades. Segundo o IFC (2005), a composição do pavimento no trecho Feira de Santana Amélia Rodrigues consiste numa subbase de 20 cm de solo estabilizado, base de 20 cm de solo-brita e revestimento com quatro camadas de CBUQ de 5 cm (ver figura abaixo), o que relata a quantidade de recapeamentos que já foram realizados. Figura 2 Estrutura do pavimento da BR-324 no trecho Feira de Santana Amélia Rodrigues Fonte: IFC (2005)

28 14 Conforme informação do DNIT da unidade de Feira de Santana, há constantemente três equipes de trabalho, por semana, responsáveis por realizar a manutenção e conservação do trecho. 6. A PROBLEMÁTICA DO PLANEJAMENTO DE TRANSPORTES Dentro da complexa problemática do planejamento de transporte, destacam-se os temas da política de investimentos no setor, envolvendo a falta de recursos, a questão institucional, a fiscalização para evitar o excesso de cargas nas rodovias (com a utilização de postos de pesagem), o gerenciamento de custos de projeto e de pavimentação, a operação de manutenção rotineira e/ou corretivas e o aumento do volume de tráfego superior à ampliação da malha rodoviária, e outros problemas derivados do desequilíbrio da composição modal dos transportes A falta de investimentos em rodovias Diretamente relacionada à quase interrupção da construção de novas estradas e à falta de conservação das existentes, constata-se forte redução dos investimentos do setor público federal em transportes a partir de Dentre os fatores responsáveis por este quadro negativo destaca-se a eliminação do Fundo Rodoviário Nacional, cujos recursos estavam vinculados ao setor de transportes. O pano de fundo foi a crise financeira do estado brasileiro, nas décadas de 1980 e De 1975 a 1988, enquanto ainda esteve em vigor o FRN Fundo Rodoviário Nacional, os gastos anuais do setor público no segmento de transportes oscilaram entre US$ 2,63 e US$ 2,41 bilhões. A partir de então, houve uma queda brusca desses gastos, chegando a apenas US$ 0,24 bilhão. Desde então, os investimentos do Governo Federal em rodovias têm sido ampliados, sem, no entanto, retornarem aos valores alcançados antes da década de 1970 (CBIC, 2000).

29 15 A instabilidade do processo de liberação dos valores destinados ao setor pelo orçamento da União é outro problema grave. Isto tem acontecido desde que o Governo Federal passou a praticar o chamado orçamento virtual, na década de 1980: os gastos orçamentários são aprovados pelo Congresso, mas, quase sempre, são contingenciados em sua liberação pelo poder executivo. No final dos anos 1990, a estratégia de Eixos de Desenvolvimento, adotada pelo Governo Federal, implicou numa elevação do nível de prioridade dos investimentos na infraestrutura viária, traduzida na programação de grandes volumes de recursos públicos para aplicação no setor. De fato, no Plano Plurianual de Aplicações , o Governo Federal programou investir R$ 16 bilhões em transporte, sendo R$ 9,8 bilhões em rodovias (CBIC, 2000). Há previsão de ampliação de investimentos, mas resta esperar que eles sejam aplicados conforme planejado A alternativa de financiamento: a privatização A carência de recursos para realização de investimentos justificou a política de concessão de rodovias à iniciativa privada. Iniciado pelo Governo Federal com a assinatura do contrato de concessão da Ponte Rio - Niterói, em 1994, e seguida por diversos estados, o programa de privatização transformou-se em um novo instrumento de obtenção de recursos para investimentos rodoviários. Com o êxito das primeiras experiências, o programa foi ampliado no biênio 1997/98, com a inclusão de concessão de rodovias estaduais dos estados de São Paulo, Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Paraná. Na Bahia, foi concedido o trecho rodoviário da Estrada do Côco / Linha Verde. As concessões concedidas pela União abrangem hoje um conjunto km de rodovias (CBIC, 2000). Os investimentos realizados pelas concessionárias são dirigidos não apenas para a cobertura dos gastos operacionais, mas também para a ampliação dos sistemas, para a área de segurança rodoviária, melhoria em pontes e viadutos, muros de arrimo, tapa buraco, recapeamento, sinalização, entre outros, já são expressivos. Os trechos sob concessão passaram a ser os melhores das rodovias nacionais, conforme avaliação de usuários e da CNT Confederação Nacional dos Transportes.

30 16 Os km concedidos fazem do Brasil um dos países com grande proporção de rodovias pedagiadas, ou 5,6% da malha pavimentada, somente perdendo para a Argentina, que tem 16% e o México, com 6,7%. A Itália tem 1,7%. Já a Espanha, a Inglaterra, o Japão, a França e os Estados Unidos, têm, cada um deles, menos de 0,8% das respectivas malhas pavimentadas sob pedágio (CBIC, 2000). Os resultados favoráveis, em termos de investimentos realizados com recursos privados e dos usuários, foram conseguidos, mesmo com os sérios problemas enfrentados pelas concessionárias de trechos rodoviários: alteração unilateral de contratos, questionamento dos valores do pedágio, revisão arbitrária dos investimentos programados, substituição da diretoria dos órgãos de regulação, etc. Segundo estimativas, ainda existem pelo menos mais a km, que podem ser assumidos pela iniciativa privada, o que possibilitaria investimentos expressivos em melhoria da malha rodoviária brasileira. Não obstante, apesar de positiva e da necessidade da sua continuidade, a política de privatização de rodovias terá que ser complementada por investimentos governamentais, pois nas estimativas mais otimistas, não devem superar os km a extensão dos trechos, cujo tráfego gera receita suficiente para remunerar diretamente os investimentos. As outras alternativas de concessão rodoviária atualmente em estudo o contrato permanente de manutenção rodoviária é uma delas estão baseadas em financiamento com recursos públicos. Portanto, tendo em vista o limite da estratégia de privatização de trechos rodoviários, a questão setorial mais importante continua sendo a de como viabilizar, de forma estável e permanente, recursos fiscais, em volume compatível com as necessidades de expansão e melhoria da malha rodoviária brasileira A questão institucional do setor Hoje, os principais órgãos do Governo Federal, envolvidos com a infra-estrutura de transporte rodoviário são o Ministério dos Transportes e o DNIT Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes. Nos estados, as atividades rodoviárias ainda se apóiam em antigas estruturas de departamentos estaduais de rodovias, os DERs.

31 17 A inadequação do sistema de regulação no setor rodoviário está evidenciada em alguns fatos. Na sua quase totalidade, esta estrutura foi montada num momento em que não existia, nem se previa, a presença de concessões e capitais privados na exploração de rodovias. A concessão já realizada de trechos rodoviários, abrangendo praticamente 5,6% do total da malha brasileira pavimentada (CBIC, 2000), tem criado questões de caráter institucional, para as quais os órgãos do setor não estão aparelhados e preparados para tal operação. Os órgãos DERs e o DNIT representam diretamente o poder concedente das rodovias. Para uma adequada regulação, deveria haver outro órgão regulador com independência dos atores envolvidos (poder concedente, concessionário e usuários da infra-estrutura), exatamente para poder atuar na solução de conflitos entre eles, resolvendo as questões, em âmbito administrativo, sem a necessidade de recurso ao Judiciário. Segundo um estudo realizado pelo CBIC (2000), as outras inadequações da atual estrutura institucional compreendem: O DNIT, as secretarias do Ministério dos Transportes e os DERs, bem como diversos outros órgãos da administração pública, têm sido esvaziados, em função de uma política salarial não motivadora, com transferência de técnicos para a iniciativa privada. As funções de regulação fogem completamente à forma tradicional de atuação desses órgãos. Elas incluem, por exemplo, o estabelecimento de regras para o funcionamento economicamente eficiente de atores privados, em situações de exploração de monopólio (nas concessões rodoviárias, por exemplo). Não existe atualmente uma amarração entre os programas rodoviários federal, estaduais e municipais. Essa articulação seria importante para se obter sinergia nos investimentos realizados pelos três níveis de governo. Nem há formas institucionalizadas para solucionar questões intergovernamentais, como as suscitadas, por exemplo, pelas rodovias federais delegadas aos estados. Em razão de uma legislação inadequada, o setor de serviços de transporte interestadual e internacional de passageiros - sobre os quais a ANTT legisla - vem sendo, há muito, regulado" por meio de simples portarias, em aspectos fundamentais como os que envolvem a estabilidade econômica das concessionárias e os que têm efeitos distributivos significativos.

32 18 Na ausência de uma reformulação institucional do setor, esta situação tende a se perpetuar e se estender por todo o setor de infra-estrutura, com conseqüências negativas previsíveis na condição das rodovias Controle de peso nas rodovias O excesso de peso transportado nas rodovias brasileiras é um problema grave, que pode trazer sérias conseqüências à economia do país. Segundo a Lei 9503 de setembro de 1997, do Código de Trânsito Brasileiro, o controle de peso dos veículos nas rodovias sob concessão é atribuição da Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT), nas outras a fiscalização é realizada pelo DNIT (FARUOLO, FERNANDES e BROCHADO, 2006). Tais órgãos não tem conseguido disciplinar convenientemente as cargas máximas dos veículos. Segundo João Fortini Albano (2005), o excesso pode reduzir drasticamente a durabilidade do pavimento, dependendo do método adotado, as reduções na vida útil prevista para o pavimento podem variar desde 23% até 65%, para excessos de carga de 20% acima dos limites máximos permitidos por eixo. Os efeitos dos excessos sobre pavimentos delgados, que apresentam uma resistência menor do que o comum, indicam a redução da durabilidade ainda maior, podendo atingir valores de até 70%. O Plano Diretor de Pesagem do antigo DNER tornou-se inoperante e inadequado às necessidades atuais diante das modificações constantes dos fluxos de cargas, bem como da evolução de tecnologias na fabricação dos veículos transportadores. Diante disso, este plano foi reformulado e o DNIT prevê a instalação de 78 Postos de Pesagem de Veículos (45 fixos e 33 móveis), a partir do ano de Os objetivos fundamentais do controle de cargas consistem na redução do custo Brasil, ou seja, na possibilidade de redução da depreciação da frota, do consumo de diesel e poluição, do tempo de viagem, entre outros aspectos; assegurar a vida útil dos pavimentos, pontes e viadutos da rede rodoviária federal pavimentada; e na redução do número e da severidade dos acidentes ocorridos nas rodovias federais.

33 Gerenciamento de projeto e de pavimentação Outro fator que dificulta o desenvolvimento da infra-estrutura de transportes no Brasil é o gerenciamento de custos dos projetos e de pavimentação ao longo da vida útil da estrutura. Trata-se de uma análise de viabilidade de custos de investimento e custos de operação e manutenção. Considerando que as atividades de recapeamento e restauração representam parcelas mais importantes em termos de custo de reabilitação do pavimento propriamente dito, pode-se considerar que o custo inicial cresce com o intervalo necessário ao recapeamento. Um pavimento melhor e de maior espessura, portanto mais caro, implicará na necessidade de recapeamentos a intervalos maiores, seja porque demorará mais para atingir o nível de serventia mínimo, seja porque tem maior capacidade de suportar o tráfego acumulado. Os custos anuais de reabilitação, por outro lado, serão tantos menores quanto maior o intervalo de recapeamento, variando, portanto, em sentido contrário ao investimento inicial. O problema do projeto de um pavimento é, portanto, um problema de minimização de custo total dentro da vida útil da estrutura, no qual estão envolvidas muitas variáveis de operação e gerência de serviços de manutenção. A diretriz de projeto do pavimento depende da comparação entre custos de construção, conservação e operação dos veículos. 7. O PAVIMENTO 7.1. Definições Segundo o Manual de Pavimentação DNER (1996), o pavimento é a superestrutura de uma rodovia, constituído por um sistema de camadas de espessuras finitas, assentes sobre um semi-espaço considerado teoricamente como infinito a infra-estrutura ou terreno de fundação, a qual é designada de subleito. De acordo com BALBO (2007), a estrutura do pavimento é concebida, em seu sentido puramente estrutural, para receber e transmitir esforços de maneira a aliviar pressões sobre as

34 20 camadas inferiores, que geralmente são menos resistentes. Para que funcione adequadamente, todas as peças que a compõe devem trabalhar deformações compatíveis com sua natureza e capacidade portante. Tal adequação deve ocorrer para se evitar processos de ruptura ou danificação de forma prematura e inadvertida nos materiais que constituem as camadas do pavimento (Figura 3). Figura 3 Esforços nas camadas do pavimento Fonte: BALBO (2007) Portanto, devido a fatores técnico-econômicos, o pavimento é composto por camadas de materiais de diferentes resistências e deformabilidades, que por estarem em contato, resultam em comportamentos de elevado grau de complexidade, no que se refere ao estudo das tensões e deformações. À medida que se passa a analisar o pavimento como um sistema de camadas e a calcular as tensões e deformações, considera-se a absorção dos esforços de tração pelas camadas superficiais dotadas de maior rigidez, como o concreto asfáltico. O estado de tensões numa camada espessa de concreto asfáltico tem influência na tensão transmitida ao subleito (MEDINA, 1997). A ruptura mais comum do pavimento, após atingir sua vida-útil (em torno de 10 anos), é a ruptura por fadiga, atingida pelo trincamento progressivo. A fadiga ocorre pela repetição das tensões de tração do pavimento. Isto pode ser mitigado com estudos que consideram a resiliência do material empregado nas camadas do pavimento, mostrando a influência da deformabilidade das camadas de revestimento e da base granular.

35 As Camadas dos Pavimentos Cada camada do pavimento possui uma ou mais funções específicas, que devem proporcionar aos veículos as condições adequadas de suporte e rolamento em qualquer condição climática. As cargas aplicadas sobre a superfície do pavimento acabam por gerar um estado de tensões na estrutura, que muito dependerá do comportamento mecânico de cada camada e do conjunto delas. Recorde-se que as cargas são aplicadas por veículos e também pelo ambiente, geralmente de modo transitório; são, portanto, cíclicas e repetitivas, o que não implica na manutenção de suas respectivas magnitudes (BALBO, 2007). Em linhas gerais, pode-se dizer que as cargas externas geram esforços solicitantes verticais e horizontais. Os esforços verticais podem ser reduzidos a solicitações de compressão e cisalhamento; os esforços horizontais podem inclusive solicitar certos materiais à tração ou simplesmente atuar confinando outros materiais. Segundo BALBO (2007), respeitando uma terminologia coerente, de uma forma mais completa possível, o pavimento possui as seguintes camadas: revestimento, base, sub-base e reforço do subleito (Figura 4). Dependendo do caso, o pavimento poderá ou não possuir camada de sub-base ou de reforço. Figura 4 Camadas genéricas de um pavimento flexível Fonte: BALBO (2007) Subleitos O subleito se refere à fundação. Os esforços impostos sobre a superfície do pavimento serão aliviados com a profundidade. Deve-se, portanto, ter maior preocupação com os estratos

36 22 superiores onde os esforços solicitantes atuam com maior magnitude. O subleito será constituído de material natural consolidado e compactado, por exemplo, nos cortes do corpo estradal, ou por um material transportado e compactado, no caso dos aterros (BALBO, 2007) Reforços de subleitos O emprego de camada de reforço de subleito não é obrigatório, pois espessuras maiores de camadas superiores poderiam, em tese, aliviar as pressões sobre um subleito medíocre. Contudo, procura-se utilizá-lo por razões econômicas, pois subleitos de resistência baixa exigiriam, do ponto de vista de projeto, camadas mais espessas de base (e mais caras) e sub-base. Logicamente, o reforço do subleito por sua vez, resistirá a solicitações de maior ordem de grandeza, respondendo parcialmente pelas funções do subleito e exigindo menores espessuras de base e sub-base sobre si (BALBO, 2007) Bases e sub-bases Pode-se concluir que os esforços verticais transmitidos ao subleito devem ser compatíveis com sua capacidade de suporte. Essa assertiva é naturalmente válida para qualquer outra camada do pavimento. Para aliviar as pressões sobre as camadas de solo inferiores, surgem as camadas de base e sub-base, que também podem desempenhar papel importante na drenagem subsuperficial dos pavimentos (BALBO, 2007). Quando a camada de base exigida para desempenhar tal função (distribuir os esforços para camadas inferiores) é muito espessa, procura-se por razões de natureza construtiva e econômica, dividi-la em duas camadas, criando-se, assim, uma sub-base, geralmente de menor custo. As bases podem ser constituídas por solo estabilizado, misturas de solos e agregados (solo-brita), brita graduada e brita graduada tratada com cimento, solo estabilizado quimicamente com ligante hidráulico ou asfáltico, concretos, etc. Para as sub-bases, podem ser utilizados os mesmos materiais citados para o caso das bases. Para os solos estabilizados

37 23 quimicamente, de maneira geral, os consumos de agentes aglomerantes são pequenos (BALBO, 2007) Pinturas entre camadas Entre muitas das camadas de pavimento mencionadas, faz-se necessária a execução de um filme asfáltico, que será denominado pintura de ligação (com função de aderir uma camada à outra) ou imprimação impermeabilizante (com a função de impermeabilizar uma base constituída de solo granular antes do lançamento da camada superior). Entre quaisquer camadas de revestimento asfáltico, sempre é aplicada uma pintura de ligação. As pinturas de ligação são aplicadas com emulsões asfálticas, e as imprimações impermeabilizantes, com asfaltos diluídos (BALBO, 2007) Revestimentos O revestimento deverá, dentre outras funções, receber as cargas, estáticas ou dinâmicas, sem sofrer grandes deformações elásticas ou plásticas, sem a desagregação de componentes ou, ainda, sem perda de compactação; necessita, portanto, ser composto de materiais bem aglutinados ou dispostos de maneira a evitar sua movimentação horizontal. Segundo BALBO (2007), os revestimentos asfálticos são muitas vezes subdivididos e duas ou mais camadas por razões técnicas, construtivas e de custo. Assim é comum encontrar expressões como camada de rolamento e camada de ligação (do inglês binder) para descrever um revestimento dividido em duas camadas de diferentes materiais. A tabela 1 abaixo apresenta as possíveis camadas de revestimento asfáltico, de acordo com a terminologia empregada no meio rodoviário.

38 24 Tabela 1 Termos aplicáveis a camadas de revestimentos asfálticos Fonte: BALBO (2007) 7.3. Classificação dos Pavimentos Dentre os autores estudados, a terminologia mais empregada é a do Manual de Pavimentação (1996). Normalmente, os pavimentos se classificam em flexíveis e rígidos. Segundo o Manual, pavimento flexível é uma estrutura constituída de uma ou mais camadas de espessura finita, assente sobre um semi-espaço infinito, cujo revestimento é do tipo betuminoso. Já o pavimento rígido é o formado, predominantemente, por camadas que trabalham sensivelmente à tração. Entretanto, há situações intermediárias em que é difícil estabelecer um limite entre as duas categorias do pavimento. Os materiais tratados com cimento, cal etc., bem como certas misturas betuminosas, resistem apreciavelmente à tração. O dimensionamento de pavimentos flexíveis se limita à resistência do subleito e também leva em consideração a deformação específica de tração na camada inferior do revestimento; enquanto que, no caso de pavimentos rígidos, é limitado pela resistência do

39 25 próprio pavimento. Não sendo assim, podem ser classificados como semi-rígidos e semiflexíveis. Segundo estudos realizados por BALBO (1997), os europeus têm aplicado com uma certa freqüência um outro tipo de pavimento denominado composto, que consiste de um pavimento de concreto revestido por uma camada de rolamento elaborada com algum tipo de mistura asfáltica. Além disso, um método bastante utilizado em outros países chamado white-topping vem sendo muito empregado aqui no Brasil e consiste de reforços em antigos pavimentos flexíveis com uma camada de 50 a 150 mm de concreto de cimento Portland, com juntas mais próximas e sem barras de transferências de cargas entre as placas. Os termos rígido e flexível nem sempre dizem respeito ao comportamento da estrutura como um todo, pois dependendo das condições climáticas, como por exemplo, o concreto asfáltico será um material bastante rígido ou bastante flexível. Diante de tantas colocações, a tabela a seguir fornecerá uma base classificatória que irá auxiliar na classificação dos pavimentos.

40 26 Tabela 2 Base Classificatória para Pavimentos Fonte: BALBO (2007) Pode-se observar, conforme o indicado na Tabela 2, que há vários tipos de combinação de camadas, eliminando restrições quanto ao uso de um revestimento flexível sobre uma base rígida, e vice-versa, tornando-se difícil estabelecer um critério único de classificação. Yoder e Witczak (1975), citado por BALBO (2007), fornecem uma clara diretriz que pode ser tomada quando discutem a diferença mais expressiva entre pavimentos rígidos e flexíveis, que é a forma como cada qual distribui os esforços sobre si aplicadas no solo da fundação (subleito).

41 27 Uma dada carga atuante sobre um pavimento flexível impõe nessa estrutura um campo de tensões muito concentrado, nas proximidades do ponto de aplicação dessa carga (Figura 5). No pavimento rígido, verifica-se um campo de tensões bem mais disperso, com os efeitos da carga distribuídos de maneira semelhante em toda a dimensão da placa (Figura 6), o que proporciona menores magnitudes de esforços verticais (pressões) sobre o subleito. Assim, em linhas gerais, um pavimento com resposta mecânica rígida impõe pressões bem mais reduzidas sobre o subleito, para uma mesma carga aplicada sobre a estrutura (BALBO, 2007). Figura 5 Resposta mecânica do pavimento flexível: pressões concentradas. Fonte: BALBO (2007) Figura 6 Resposta mecânica do pavimento rígido: pressões mais distribuídas do que os pavimentos flexíveis. Fonte: BALBO (2007)

42 28 8. MATERIAIS PARA PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA 8.1. Bases e Sub-bases Granulares Alguns dos materiais mais utilizados para base e sub-base dos pavimentos asfálticos e que foram empregados no trecho em estudo são apresentados abaixo Solo-brita, Solo-agregado ou Solo estabilizado granulometricamente. Uma base densa e relativamente impermeável deverá satisfazer determinadas especificações granulometria, limite de liquidez, índice de plasticidade e CBR cuja estabilização pode ser conseguida de forma natural ou artificial (SENÇO, 1997). O aproveitamento de um solo de características medíocres ou com propriedades indesejáveis para fins de pavimentação poderá ocorrer com o emprego de procedimentos de melhoria do solo com agregados, o que se denomina mistura solo-agregado ou solo-brita. Embora as especificações estrangeiras para solos estabilizados granulometricamente levem em consideração necessidades de boa distribuição granulométrica, podem ser usadas outras misturas. Misturas solo-agregado descontínuas são misturas de solo com agregados ou materiais britados mal graduados (BALBO, 2007). Tais misturas, mesmo mal graduadas, são empregadas em muitas regiões do Brasil como bases e sub-bases de pavimento, para trafego leve até pesado. Para se ter uma referência, os critérios tradicionais de dosagem limitam em cerca de 25% a quantidade de solo na mistura, que deve apresentar IP (Índice de Plasticidade) próximo a zero, o que, em geral, não resulta em misturas econômicas. A prática com solos lateríticos no Brasil tem demonstrado bom comportamento de mistura solo agregado ou solo brita na razão de meio a meio, sendo a brita ou agregado descontínuo (BALBO, 2007). No trecho escolhido para avaliação, Feira de Santana Amélia Rodrigues, como visto anteriormente no histórico de implantação da BR-324, o solo estabilizado granulometricamente foi utilizado como material de sub-base, com espessura de 20 cm de camada.

43 Brita graduada simples Trata-se de um material resultante da mistura, em usina apropriada, de agregados britados que passaram por processo de peneiramento e foram classificados (divididos e estocados por faixas de diâmetros). As frações provenientes de britagem, em geral de uma mesma rocha, resulta em mistura bem graduada, com umidade controlada em usina. Isso se segue de compactação do material em pista. Seu emprego é dos mais amplos em pavimentação, tendo substituído de modo relevante, o emprego de macadames hidráulicos, comuns no passado (BALBO, 2007). Constituem camadas de bases e de sub-bases de elevada qualidade quando compactada corretamente. São normalmente empregadas em camadas de 10 cm a 20 cm em diversos tipos de pavimentos e para quaisquer tipos de tráfegos. Ainda com base no histórico de implantação da BR-324, o trecho Feira de Santana Amélia Rodrigues utilizou como material de base a brita graduada simples, com uma camada de 20 cm de espessura Macadame hidráulico Trata-se de uma camada resultante da compressão de agregados graúdos seguida de preenchimento de vazios do agregado graúdo por agregados miúdos, o que é realizado com o auxilio de varrição, de água e de compressão mecânica. Consegue-se, com o auxilio da água, a colmatação dos vazios dos agregados graúdos, sendo o material de enchimento normalmente o pó-de-pedra. (BALBO, 2007). O termo macadame retrata uma homenagem a John McAdam, engenheiro escocês que em 1836 substituiu os serviços de assentamento de pedras pela construção de camadas de agregados graúdos devidamente comprimidas. O macadame hidráulico é uma variante do macadame original (SENÇO, 1997). O macadame hidráulico é um material de largo emprego no Brasil; para exemplificar, entre as vias que empregaram essa técnica em sua pavimentação, citam-se a Avenida Paulista

44 30 (1903) e a Rodovia Presidente Dutra (1956). Até mesmo o trecho Amélia Rodrigues Feira de Santana da BR-324 (1960) o empregou. Durante décadas este material foi preferencial para pavimentação, perdendo depois terreno para brita graduada simples; em parte, esta alteração ocorreu pelo processo artesanal e mais lento de execução do macadame hidráulico, cujo resultado, em termos de qualidade fica muito suscetível à experiência de quem o executa Revestimentos Betuminosos Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ). O Concreto Betuminoso Usinado a Quente designado CBUQ, ou simplesmente Concreto Asfáltico (CA), pode ser considerado a mais comum e tradicional mistura asfáltica a quente empregada no país, seja pelos materiais empregados em sua fabricação, seja também pelos processos de controle exigidos para sua execução, em usina e em pista. Este tipo de revestimento foi utilizado na construção do pavimento da BR-324 e nos seus recapeamentos. O CBUQ é um material para execução de revestimentos de pavimentos, incluindo as capas de rolamento e camadas de ligação, obtido a partir da mistura e homogeneização de CAP (Cimento Asfáltico de Petróleo) com agregados minerais (naturais ou artificiais, britados ou em sua fórmula disponível). Em geral, os agregados são bem graduados, acrescidos de material fino de enchimento filer (pó-de-pedra, finos calcários ou cimento Portland) e de cimento asfáltico de petróleo (CAP). Trata-se de uma mistura elaborada a quente, em usina misturadora, contínua ou descontínua, de grande, media ou pequeno porte (BALBO, 2007). Normalmente a espessura final desejada para um revestimento em concreto asfáltico acaba por impor a sua compactação em camadas distintas, com ou sem alteração de faixas granulométricas. Esse procedimento é empregado para a garantia da correta densificação do material (Tabela 3). Na ocorrência de execução de duas camadas de revestimento, a camada superficial recebe o nome de capa de rolamento ou camada de desgaste e a camada inferior recebe o nome de binder ou camada de ligação. Um concreto asfáltico poderá ainda ser utilizado como camada com a função de regularização do nível do greide de uma superfície de

45 31 pavimento antiga e irregular, quando então será designada camada de regularização ou camada de nivelamento (BALBO, 2007). Tabela 3 Espessuras recomendadas para concretos asfálticos Fonte: BALBO (2007) Pré-Misturado a Quente (PMQ) Os pré-misturados a quente são misturas asfálticas semelhantes ao CBUQs, porém elaboradas sem a introdução de material de enchimento, sendo em geral compostos quanto ao diâmetro por apenas um ou dois tipos de agregados. Resultam, portanto, em misturas mais abertas (com maior índice de vazios) que os CBUQs, não existindo especificações rígidas quanto à dosagem dos agregados. Por resultarem em camadas mais flexíveis e serem menos custosos que os CBUQs, são preferencialmente utilizados como camada de regularização ou de ligação. As espessuras finais de compactação limitam-se entre 30 mm e 90 mm, segundo a faixa granulométrica adotada para sua fabricação (IBP, 1990, citado por BALBO, 2007) Pré-Misturado a Frio (PMF) O pré-misturado a frio constitui uma mistura de agregados e materiais asfálticos poucos viscosos (emulsões) à temperatura ambiente, empregando algum equipamento misturador, sem a necessidade de aquecimento dos agregados ou do ligante. Vale ressaltar que, em misturas abertas, sempre é recorrente o problema da coesão do ligante asfáltico com esqueleto mineral da mistura. Além de ser reduzida, a coesão é impunemente prejudicada pela ação de água permeando a mistura, o que contribui para a oxidação e lavagem do ligante no decorrer do tempo. (BALBO, 2007).

46 32 O PMF é utilizado como camadas de pavimentos, mas é mais freqüente na aplicação como material para execução de serviços de manutenção em vias urbanas e mesmo em rodovias (tapa-buraco) Tratamentos Superficiais (TS) Os tratamentos superficiais são revestimentos delgados constituídos por asfaltos e agregados, executados na pista sobre a base ou sobre o revestimento existente de um pavimento, não sendo utilizados processos de usinagem em sua execução. Os materiais asfálticos aplicáveis na execução dos tratamentos superficiais são os CAPs, os asfaltos diluídos e as emulsões asfálticas. Os teores destes materiais devem ser fixados para cada caso em projeto, em função do material asfáltico disponível. O tipo e as características dos agregados a serem utilizados podem ter influência marcante na fixação de teores ou taxas de aplicação (BALBO, 2007). Conforme o processo construtivo adotado para a execução, esses tratamentos podem ser designados tratamentos por penetração invertida ou por penetração direta, consistindo em camadas simples (TSS), dupla (TSD) ou tripla (TST). Este tipo de material foi utilizado na rodovia em estudo, a BR-324, como revestimento do acostamento. 9. MECÂNICA DOS PAVIMENTOS A Mecânica dos Pavimentos é a ciência desenvolvida para cálculo de pavimentos e dimensionamento de camadas. Sua aplicação objetiva definir, com maior exatidão, a estrutura dos pavimentos a partir do conhecimento de suas características elásticas perante o tráfego, definidas através dos módulos de resiliências e dos coeficientes de Poisson dos materiais que compõe as suas camadas e, inclusive, o subleito (ALBERNAZ, CALDAS e OLIVEIRA, 1996). Conhecidos estes parâmetros, e mais as espessuras das camadas e a magnitude e a distribuição das cargas por eixo que transitam na rodovia, calculam-se as tensões,

47 33 deformações e deslocamentos em quaisquer pontos da estrutura. Comparando-se essas tensões e deformações com as admissíveis de cada material do sistema pavimento/subleito, determinam-se as espessuras das camadas que atendem aos critérios de confiabilidade, durabilidade e economia (ALBERNAZ, CALDAS e OLIVEIRA, 1996). Segundo BUZATTI (1982), nos estudos teóricos, muitas são as dificuldades impostas ao se tentar analisar os efeitos das cargas dinâmicas nos diversos materiais constituintes dos pavimentos. Por este motivo, parte-se normalmente de estudos baseados em solicitações causadas por cargas estáticas. São bastante diversas, entretanto, as condições de tensão e deformação impostas a um pavimento por um veículo parado ou em movimento normal. Não obstante, a análise teórica constitui um instrumento de grande valor para a compreensão do comportamento dos pavimentos, para a interpretação de resultados experimentais e para a generalização de dados empíricos. Segundo MEDINA (1997), ensaios dinâmicos ou de cargas repetidas dos solos do subleito e das misturas asfálticas fornecem os parâmetros de deformabilidade necessários ao dimensionamento. Além disso, variações sazonais e diárias de temperatura e umidade do subleito e das camadas do pavimento influenciam no comportamento mecânico do pavimento, em suas respostas às cargas do tráfego. Ensaios de campo, deflectometria, medições com sensores de força, deslocamento e temperatura, pesagens de veículos e avaliação de defeitos em pavimentos completam o quadro de dados experimentais necessários à calibração dos modelos de desempenho estrutural (MEDINA, 1997) Módulo Resiliente Segundo MEDINA (1997), a característica fundamental de um material, do ponto de vista estrutural, é sua capacidade de armazenar energia de deformação, o que basicamente exige, portanto, o registro de deformações sofridas pelo material face a carregamentos impostos em um dado volume de contorno. O estado de tensões ao qual o material estará sujeito é uma condição que dependerá muito das condições geométricas do elemento estrutural e ainda da própria geometria de aplicação da carga. O termo módulo de resiliência foi empregado originalmente pelo engenheiro F.N. Hveem, em 1938, por considerar que as deformações medidas em materiais de pavimentação

48 34 flexível eram de magnitudes muito superiores aos materiais convencionais (concreto, vidro e aço). Esse fato, associado à sujeição das estruturas de pavimentos e de seus materiais a cargas repetitivas, induz ao modelo que considera o processo de fadiga nos materiais de pavimentação (MEDINA, 1997). O valor deste parâmetro é dependente da forma como a carga é aplicada relativamente ao formato da peça estrutural ou amostra laboratorial, no ensaio que se pretende estudar as características de deformabilidade. Assim, tipo de teste condicionará a resposta da deformação medida (à tração, à compressão, à flexão, à torção, ao esforço cisalhante, etc.) devendo ser especificado o tipo de módulo de resiliência em questão, em função do tipo de ensaio. É importante frizar que o módulo de resiliência refere-se estritamente a deformações de natureza elástica ou resiliente, não dizendo respeito a deformações plásticas sofridas por ações das cargas. Trata-se, portanto, da deformação resiliente de uma deformação recuperável após cessada a ação da carga, recuperação esta cujo tempo demandado poderá variar de material para material, em função de suas propriedades visco elásticas (MEDINA, 1997) Comportamentos Resilientes Típicos A deformação resiliente pode ser vista a nível microscópico como deformação elástica das partículas do solo e dos aglomerados de partículas. É a deformabilidade elástica ou resiliente, das camadas do pavimento e do subleito, que condiciona a vida de fadiga das camadas superficiais mais rijas (revestimentos asfálticos). A descrição do comportamento resiliente dos materiais de pavimentação é normalmente realizada, para os materiais dos solos e agregados, relacionando-se o valor do módulo de resiliência com as tensões de desvio ou confinantes sofridas pela amostra em ensaio. As misturas estabilizadas com ligantes hidráulicos, empregadas como bases ou subbases cimentadas, possuem a peculiaridade, em geral, de resultarem em módulos de resiliência constantes independentemente do nível de tensões aplicadas. Como tais valores geralmente resultam bem mais elevados que outros materiais de pavimentação, não é incomum o emprego do termo módulo de elasticidade em tais casos.

49 35 Os concretos asfálticos ou CBUQ s, como as demais misturas betuminosas usinadas, têm seus valores de módulos de resiliência muito afetados pela temperatura de serviço, pois tal sensibilidade à temperatura é herdada dos cimentos asfálticos empregados (MEDINA, 1997). Segundo MEDINA (1997), o módulo resiliente depende da natureza do solo (constituição mineralógica, textura, plasticidade da fração fina), umidade, densidade e estado de tensões (peso próprio mais tensões causadas pelas cargas dos veículos). O módulo é determinado no ensaio triaxial de cargas repetidas. O modo como se arrumam e aglomeram as partículas do solo, assim como a quantidade de água de compactação e de equilíbrio são determinantes na deformabilidade e são fatores importantes para determinar o módulo resiliente do solo (MEDINA, 1997). No estudo da deformabilidade de materiais granulares graúdos, procura-se levar em conta tensões normais e tensões cisalhantes. Com base nos estudos realizados por pesquisadores ingleses da Universidade de Nottingham, citados por MEDINA (1997), a distribuição de tensões não influi na deformação resiliente, mas sim na deformação permanente. Verifica-se, com base no artigo elaborado por SEVERI, BALBO, RODOLFO, SESTINI e PRIETO (1999), que os materiais tipicamente granulares (britas graduadas, pedregulhos, bicas corridas, macadames hidráulicos, saibros, saprólitos, etc.), possuem módulo resiliente dependente da tensão de confinamento aplicada. Quanto mais confinados encontra-se um material granular, maior seu módulo de resiliência e, portanto, menos deformação resultaria da aplicação de uma mesma carga. Os solos finos apresentam contrariamente um comportamento resiliente dependente da tensão-desvio. Este comportamento é corriqueiramente chamado de bi-linear; normalmente, a partir de um dado valor da tensão de desvio, o valor do módulo de resiliência torna-se menos sensível a variações na tensão-desvio. O módulo de resiliência dos solos finos coesivos registra quedas de magnitude na medida em que a tensão de desvio aumenta, ou seja, para um valor fixo de tensão confinante, o módulo de resiliência diminuiria com o incremento da tensão vertical aplicada (MEDINA, 1997).

50 Interações estruturais dos esforços provocados pelas cargas do tráfego com os materiais das camadas de pavimentos Os efeitos dos esforços externos aplicados por rodas de veículos (como também por cargas estáticas de outra natureza), em termos das respostas estruturais, dependerão dos materiais que constituem as camadas dos pavimentos. Pode-se dizer, que as solicitações ocorridas nessas camadas são: pressões ou tensões verticais (compressão vertical), flexão (dobramento), confinamento (compressão horizontal) e cisalhamento como resultado das pressões verticais (BALBO, 2007) Flexão das camadas As cargas de rodas de veículos aplicadas sobre a superfície do pavimento e distribuídas entre as camadas subjacentes causam, na maioria dos materiais empregados em revestimentos e em bases, uma tendência ao dobramento das camadas, o que também é denominado flexão. Os esforços de tração (Figura 7) são mobilizados para resistirem aos deslocamentos verticais impostos pelas cargas. Tais esforços ou, melhor formalizando, deformações em tração, que repetidamente ocorrem em materiais de pavimentação (condição dinâmica de esforços e relaxação sucessivos), vão paulatinamente provocando deformações plásticas ou microfissuras nessas zonas; as fissuras, por sua vez, vão se nucleando de maneira incessante, levando os materiais a um estado de fadiga ou de ruptura (BALBO, 2007).

51 37 Figura 7 Ação de esforços de tração entre partículas dos materiais Fonte: BALBO (2007) Confinamento horizontal Contenção lateral Quando uma camada de material é limitada em sua face inferior ou superior por material de rigidez maior, ela se encontra travada entre outras camadas. Além disso, por uma condição de presença contínua dessa camada mais rígida, que a torna quase infinita, há limitações para sua mobilidade horizontal, existindo, portanto, uma contenção lateral do mesmo material (Figura 8), quando não é rígido ou estável pela presença de ligantes em sua estrutura granular (BALBO, 2007). Figura 8 Ação de confinamento em materiais granulares Fonte: BALBO (2007)

52 38 Assim, toda a massa lateral de material granular reage à tentativa do deslocamento lateral da camada que apresenta maior rigidez, criando sucessivas barreiras de contenção. Em uma condição em que a camada estivesse travada em ambas as faces, superior e inferior, ocorreria um confinamento ainda maior do material, que apresentaria menores deslocamentos devido ao aumento fictício de sua rigidez (BALBO, 2007) Compressão vertical e cisalhamento das camadas As pressões aplicadas sobre a superfície do revestimento do pavimento são distribuídas ao longo de sua profundidade e de suas camadas de tal sorte que, sobre cada linha horizontal imaginária e paralela a esta superfície, atuam também pressões verticais de magnitudes inferiores às pressões em pontos superiores (Figura 9). Esta distribuição de pressões na profundidade, considerados os planos horizontais, não é uniforme, sendo sua solução para rodas múltiplas mais complexas em razão da superposição de efeitos individuais de cada carga. A própria área de contato do pneu-pavimento não exerce uma pressão uniforme sobre a superfície, mas para finalidades práticas consideradas uniformes (BALBO, 2007). Figura 9 Pressões verticais aliviadas com a profundidade. Fonte: BALBO (2007) Os esforços de compressão vertical são reduzidos por ação dos dois outros principais mecanismos, de flexão e de confinamento, ao longo da profundidade do pavimento, quando as reações horizontais aos esforços transmitidos pelas cargas são mobilizadas. Estes esforços

53 39 provocam tensões de cisalhamento resultantes do deslocamento ou escorregamento relativo entre as partículas dos materiais. Os esforços menos expressivos à medida que um material venha apresentar rigidez elevada e as reações de flexão se mostrem mais importantes na mobilização de esforços resistentes (BALBO, 2007). Com relação à grande maioria dos materiais de pavimentação, para os quais significativos esforços de cisalhamento vertical são mobilizados, o material em dado ponto transfere deformações ao ponto vizinho. Nesses materiais, a ocorrência de deformações plásticas cumulativas torna-se importante no decorrer do tempo, causando paulatinamente formações de trilhas de roda nas zonas superficiais do pavimento mais solicitadas pelo tráfego. Essas formações de trilhas de roda, em pavimentos asfálticos, são decorrentes não apenas das propriedades das misturas asfálticas das capas superiores, mas também da plasticidade das camadas inferiores. Desse modo, a deformação plástica total na superfície do pavimento é, em modelos construtivos, determinada pela contribuição individual de cada camada (BALBO, 2007) Mecanismos de Ruptura do Pavimento Os pavimentos são concebidos para durarem um determinado período. O decréscimo da condição ou da serventia do pavimento ao longo do tempo é conhecida como deterioração do pavimento. Posto que a função primordial do pavimento é proporcionar ao tráfego usuário condições de rolamento confortável, seguro e econômico, a ruptura se caracteriza pelo não atendimento dessas condições. Inúmeros fatores podem contribuir, individualmente ou em conjunto, para a perda do conforto e da suavidade do rolamento do ponto de vista dos usuários. Diversos parâmetros e índices são utilizados para a aferição do nível de atendimento funcional de um pavimento, destacando-se entre os mesmos o Valor da Serventia Atual e o Índice de Gravidade Global. Uma situação onde a superfície do pavimento não fornece, através de sua macrotextura, condições adequadas de rolamento para se garantir níveis ideais de aderência entre pneu e pavimento configura uma condição elevada na segurança. Viscoplanagem e hidroplanagem são fenômenos que, ainda em grande parte dos países, não são considerados

54 40 nas fase de projeto de um pavimento. Seria sempre aconselhável projetar a mistura asfáltica do revestimento de modo a ser obtida uma superfície altamente aderente. O entendimento dos mecanismos que regem o processo de deterioração de um pavimento é condição essencial para a identificação das causas que o levaram a sua condição atual, bem como para a escolha e programação da técnica mais adequada para sua restauração. Com base nos estudos elaborados por BALBO (1997), serão descritos neste trabalho os principais mecanismos de ruptura do pavimento Ruptura por esforços excessivos em camadas Os materiais de pavimentação, desde que compactados, apresentam resistências características a determinados tipos de esforços. Um solo compactado apresentará resistência à compressão, ao cisalhamento e eventualmente, ainda que muito pequena, alguma resistência à tração caso apresente coesão. Uma brita graduada simples não apresentará resistência à tração ou à flexão, ao contrário de uma brita graduada tratada com cimento. As misturas asfálticas,a frio ou a quente, também apresentam resistências a diversos tipos de esforços, inclusive flexionais e torcionais (SEVERI, BALBO, RODOLFO, SESTINI e PRIETO, 1999). Caso um esforço solicitante em algum ponto da estrutura de pavimento, em um dado momento, supere numericamente o valor da resistência específica do material quanto àquele tipo de esforço, ocorrerá a ruptura do mesmo. Assim, pode-se chamar de ruptura por esforços excessivos em camadas, genericamente, qualquer ruptura motivada por esforços solicitantes superiores à resistência típica do material quanto àquela forma de solicitação Fissuração de materiais Ruptura por Fadiga O fenômeno de fadiga relaciona-se ao fato que muitos materiais, sendo sucessivamente solicitados a níveis de tensão inferiores àqueles de ruptura estática (para um dado modo de solicitação), paulatinamente vão desenvolvendo alterações em sua estrutura

55 41 interna, que resultam em perda de características estruturais internas originais, gerando um processo de microfissuração que culmina no desenvolvimento de fraturas. As misturas asfálticas estão sujeitas a este fenômeno. O agente ligante, que não possui natureza frágil e sim dúctil, suporta deformações plásticas significativas antes que ocorra a ruptura; no entanto, tais deformações apresentam limites a partir dos quais esforços de extensão causam uma microfissura na estrutura do material. O fenômeno é progressivo e causará a fratura do material ao longo do tempo. Os defeitos relacionados com este fenômeno são as trincas interligadas no revestimento asfáltico Ruptura por Deformação Plástica das Camadas Plasticidade é a capacidade do material em preservar deformações residuais depois de cessado o estado de esforços ao qual foi submetido. Tais deformações são denominadas plásticas ou permanentes. O comportamento mais significativo dos materiais de pavimentação em termos de pavimentos flexíveis é aquele de natureza elasto-plástica. Solos, misturas estabilizadas, granulometricamente, pedras britadas e pedregulhos, a cada aplicação de cargas apresentarão uma componente de deformação residual. De forma cumulativa no decorrer da vida de serviço de um pavimento, as deformações contribuem para manifestação de defeitos, em especial afundamento das trilhas de roda. Tal tipo de processo pode ser considerado como uma condição de ruptura que ocorrerá com maior ou menor participação de cada camada da estrutura do pavimento flexível. Esta condição de ruptura está bastante associada à ruptura funcional, sendo mais evidenciada em situações onde há baixa resistência de camadas inferiores ou ainda quando o fluxo pesado de veículos comerciais é muito canalizado em faixas de rolamento estreitas Ruptura por Propagação de Trincas A propagação de trincas trata-se de um fenômeno que ocorre pelo contato de uma camada superior de mistura asfáltica com uma camada inferior, que apresenta trincas em sua

56 42 superfície. Na região de contato onde existe a trinca da camada inferior, quando solicitada por uma carga, ocorre um estado diferenciado de tensões. Encontrando-se a fibra inferior da mistura asfáltica do revestimento trabalhando à tração na flexão, a fissura no topo da camada inferior tende a se abrir. Esta situação gera um esforço solicitante de magnitude superior aos esforços gerados por cargas idênticas em regiões de interface onde não existem trincas na camada inferior. Naturalmente, tornam-se tais pontos de interface sujeitos a um processo de fratura induzida pela presença da trinca, que paulatinamente se propaga para a superfície, apresentando-se a descontinuidade num processo progressivo e ascensional Outros tipos de ruptura A retração consiste em variações volumétricas na massa que acabam ocasionando o surgimento de fissuras em sua estrutura interna. Dentre os vários mecanismos de retração, destaque especial é dado à retração hidráulica e à retração térmica do pavimento. A retração hidráulica ocorre ou por secagem ocorre quando há evaporação, ou da água adsorvida a temperaturas altas ou com a evaporação da água capilar ou livre. Daí infere-se a necessidade de cura adequada para as misturas cimentadas e para os concretos em idades jovens. Do exposto, entretanto, vê-se que a retração hidráulica é um fenômeno de difícil controle, especialmente quando se trabalha com grandes volumes de materiais cimentados. A retração térmica ocorre devido a variações de temperatura nas misturas tratadas com cimento e nos concretos de cimento Portland ou em misturas betuminosas, motivadas por reações químicas na massa fresca com liberação de calor de hidratação. Tal mecanismo poderá ser minimizado, porém não completamente eliminado através de uso de cimentos com baixo calor de hidratação, uso de misturas com menores traços de cimento, proteção da mistura contra o calor direto durante a cura. A retração térmica longitudinal da camada, especialmente em bases cimentadas, acaba por aumentar a abertura de fissuras ou ainda gerar novas fissuras transversais devidas à restrição do movimento longitudinal dessas placas pelo contato com camadas inferiores.

57 Influência do meio físico no subleito e no pavimento No subleito e na estrutura do pavimento, os mecanismos como precipitação atmosférica, variações de temperatura e umidade, e a radiação solar podem influir no desempenho do pavimento. Esses fenômenos serão aqui enumerados, com base nos estudos de MEDINA (1997). A infiltração da água da chuva pode atingir o subleito, através de acostamentos não revestidos, trincas e juntas não vedadas, poros da superfície envelhecida e condições de drenagem comprometida. A oscilação do lençol freático, em razão do acesso da água da chuva, e os gradientes de temperatura diários e sazonais podem acarretar variações de umidade no subleito, prejudicando o seu desempenho como apoio para o pavimento. A ação da água e do calor, associada à ação desagregadora do tráfego, provoca a intemperização dos materiais que compõem a estrutura do pavimento. Isto porque a desagregação dos materiais do pavimento expõe novas superfícies à ação físico-química em contato com a água. As modificações sofridas pelo asfalto oxidação, polimerização, etc. enrijecem as misturas asfálticas, tornando-as mais frágeis, principalmente a baixas temperaturas. Em regiões com períodos quentes e chuvosos, a intemperização química é acentuada (MEDINA, 1997). O acúmulo de óleo e resíduos também torna os pavimentos escorregadios, em períodos chuvosos, pois diminuem a resistência à derrapagem. O desgaste ou polimento dos agregados pelo tráfego torna os revestimentos mais susceptíveis à água. Há um grande risco de hidroplanagem, pela formação de uma película de água entre o pneumático e a superfície do revestimento, principalmente quando o veículo se desloca em alta velocidade (MEDINA, 1997). A migração de sais minerais do solo ou dos agregados pode dar-se por capilaridade ascensional da água com sais dissolvidos e ao chegar à superfície, evapora-se a água e depositam-se os sais. Estes são cloretos e sulfatos de sódio, cálcio e magnésio, que formam manchas nas trincas do revestimento asfáltico. Em clima áridos, há uma maior vulnerabilidade do pavimento. Diante disso, deve-se ter muito cuidado na escolha dos materiais que serão utilizados como base e sub-base, para que em suas composições não existam altos índices de cloretos e sulfatos.

58 DEFEITOS EM PAVIMENTOS ASFÁLTICOS Com base nos estudos realizados por BALBO (1997), na norma do DNIT 005/2003 TER e no Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos (2006), a classificação dos defeitos será descrita nos itens a seguir Fenda A fenda é qualquer descontinuidade na superfície do pavimento, que conduza a aberturas de menor ou maior porte. Pode se apresentar sob forma de fissuras e trincas. Conforme a abertura das fendas, as mesmas podem ser classificadas em FC-1, FC-2 e FC-3. As fendas FC-1 são caracterizadas por trincas isoladas, com aberturas superiores a das fissuras e menores que 1,0mm; as do tipo FC-2, correspondem a trincas isoladas ou interligadas com abertura superior a 1,0mm e sem erosão; já as fendas FC-3 diferenciam da FC-2 por apresentarem erosão nas bordas (Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos, 2006). As fendas são causadas genericamente pelas seguintes ocorrências que atuam em conjunto: Tráfego atuante que pelo ciclo do carregamento e alívio promovem tensões de tração na fibra interior do revestimento; Alternância da mudança diária de temperatura que acusam contrações de revestimento existente; Reflexão no revestimento de trincas existentes de bases cimentadas Fissura Fenda de largura capilar existente no revestimento, perceptível a olho nu a partir de distância inferior a 1,5m, posicionada longitudinal, transversal ou obliquamente ao eixo da via.

59 45 As fissuras são fendas incipientes que ainda não causam problemas funcionais ao revestimento, não sendo assim consideradas quanto à gravidade nos métodos atuais de avaliação das condições de superfície (Norma DNIT 005/2003 TER) Trinca Fenda existente no revestimento, com abertura maior à da fissura, podendo apresentarse sob a forma de trinca isolada ou trinca interligada. As trincas isoladas podem ser classificadas em: transversal, longitudinal e de retração. As trincas transversais se apresentam na direção predominantemente ortogonal ao eixo da via. Já as trincas longitudinais se apresentam na direção predominantemente paralela ao eixo da via. Tanto as transversais quanto as longitudinais, quando possuem extensão inferior a 1m são denominadas de curtas, e, contrariamente a tal caso, de longas. As trincas de retração são trincas isoladas não atribuídas aos fenômenos de fadiga e sim aos fenômenos de retração térmica ou do material do revestimento ou do material de base rígida ou semi-rígida subjacentes ao revestimento trincado. As trincas interligadas são divididas em duas categorias: trinca tipo couro de jacaré e trinca tipo bloco. O primeiro tipo se refere ao conjunto de trincas interligadas sem direções preferenciais, assemelhando-se ao aspecto de couro de jacaré. Já o segundo tipo é caracterizado pela configuração de blocos formados por lados bem definidos Afundamento O afundamento é considerado como sendo uma ocorrência de deformação permanente na superfície do pavimento, acompanhada, ou não, de solevamento da mistura asfáltica. Pode se apresentar sob a forma de afundamento plástico ou de consolidação. O afundamento plástico é causado pela fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleito, acompanhado de solevamento. O afundamento de consolidação é causado pela consolidação diferencial de uma ou mais camadas do pavimento ou subleito sem

60 46 estar acompanhado de solevamento. Até 6m de comprimento são considerados locais; quando sua extensão é maior e ao longo das trilhas de roda, o afundamento é dito da trilha de roda Ondulação ou Corrugação É um defeito caracterizado por deformações na superfície do pavimento, de ocorrência transversal ao eixo; é ocasionado pela ruptura por cisalhamento no revestimento ou na interface entre o revestimento e o material de base, causado pelas cargas de tráfego. Quando agrupadas e seqüenciadas com pequeno comprimento de onda, as ondulações podem ser denominadas de costela de vaca. As corrugações podem ser acompanhadas ou não por escorregamentos, e resultam em sensíveis vibrações para os veículos em movimento. Estão geralmente associadas a trechos de baixa velocidade de veículos, como nas faixas ascensionais e a locais de parada. A ondulação ou corrugação pode ser causada por: Instabilidade da mistura betuminosa da camada de revestimento e/ou da base de um pavimento; Excesso de umidade das camadas subjacentes; Contaminação da mistura asfáltica; Retenção de água nas misturas asfálticas Escorregamento do Revestimento Este defeito consiste em um deslocamento do revestimento em relação à camada subjacente do pavimento, com aparecimento de fendas em forma de meia-lua. A ocorrência mais comum são deslocamentos no sentido transversal ao eixoda mistura asfáltica e geralmente em faixas solicitadas por veículos comerciais. Poderão associar-se a afundamentos plásticos em trilhas de roda e ainda condicionar a formação de trincas parabólicas. O escorregamento pode ser ocasionado por:

61 47 Ligação inadequada entre o revestimento e a camada sobre a qual este se apóia (deficiências na imprimação ou pintura de ligação); Resistência limitada do revestimento asfáltico em virtude de sua reduzida espessura; Compactação deficiente das misturas asfálticas ou da porção superior da camada de base; Fluência plástica do revestimento na ocorrência de temperaturas elevadas; O escorregamento é caracterizado, inicialmente, pela presença de trincas em forma de meia-lua (trincamento parabólico) ocorrentes nos locais de aplicação dos esforços de tração das cargas de roda. Com o tempo, surge escorregamento do revestimento ou da capa asfáltica, promovendo a exposição das camadas inferiores do pavimento. Este defeito poderá ser encontrado nas faixas de aceleração e de desaceleração, em rampas acentuadas (aclives ou declives), em curvas horizontais de raio pequeno, em interseções e em paradas de ônibus Exsudação Corresponde à migração do ligante através do revestimento, provocando um excesso do material betuminoso na superfície do pavimento. Ocorre sob a forma de manchas isoladas ou ainda em grande extensão (espelhamento), denotando excessiva presença de cimento asfáltico na superfície, fácil de identificar por registrar as marcas de pneumáticos em dias quentes. Poderá estar associada a escorregamentos da mistura asfáltica. A exsudação poderá ocorrer por duas razões: Dosagem inadequada da mistura asfáltica, acarretando teor excessivo de ligante e/ou índice de vazios muito baixos; Temperatura do ligante acima da especificada no momento da mistura, acarretando a dilatação do asfalto e ocupação irreversível dos vazios entre as partículas. Com a ação do tráfego e de altas temperaturas, o cimento asfáltico da mistura irá expandir ocupando os vazios não preenchidos. Desta forma, ocorre a migração e concentração

62 48 do ligante na superfície do revestimento. A exsudação poderá se manifestar em qualquer região da superfície do pavimento, sendo mais severa nas trilhas de roda. A passagem das cargas poderá causar um aumento da densificação da mistura nas trilhas de roda (redução do volume de vazios) e aumentar a exsudação Desgaste O desgaste do pavimento poderá ocorrer devido aos esforços tangenciais causados pelo tráfego. Esta manifestação patológica consiste no efeito de arrancamento progressivo do agregado do pavimento, caracterizado pela aspereza superficial do revestimento e perda do envolvimento betuminoso. Este defeito pode ser provocado pelos seguintes motivos: Redução da ligação existente entre o agregado e o ligante. Isso pode ser provocado pela oxidação do ligante e pela ação combinada do tráfego e dos agentes intempéricos; Perda de coesão entre agregado e ligante devido à presença de poeira ou sujeira no momento da mistura; Execução da obra em condições metereológicas desfavoráveis; Presença de água no interior do revestimento que originam sobrepressões hidrostáticas capazes de provocar o descolamento da película betuminosa; Deficiência localizada de ligante asfáltico nos serviços por penetração, decorrente de entupimento dos bicos ou má regulagem da barra espargidora. Como resultado das causas prováveis acima enumeradas, o ligante asfáltico fica impossibilitado de promover a retenção dos agregados, que se soltam progressivamente sob a ação das cargas do tráfego. A ocorrência desse defeito é mais comum em tratamentos superficiais e em misturas asfálticas que empregam menores teores de ligante. Os desgastes, em seus estágios mais avançados, após a desagregação total do revestimento, que deixa a superfície da base diretamente sujeita às variações de umidade e em contato com a ação abrasiva dos pneus dos veículos, evoluem para a formação de buracos ou panelas (VILLIBOR, FORTES, NOGAMI, 1994).

63 Panela ou buraco Panelas ou buracos são cavidades que se formam no revestimento, devido inclusive à falta de aderência entre camadas superpostas, provocando o desplacamento das camadas e, por conseguinte, atingindo as camadas inferiores do pavimento. As formas e dimensões superficiais desses defeitos são bastante variáveis, não devendo ser confundidos com o solapamento. Este defeito é muito grave, pois afeta estruturalmente o pavimento, permitindo o acesso das águas superficiais ao interior da estrutura. Também é grave do ponto de vista funcional, já que afeta a regularidade longitudinal e, como conseqüência, a segurança do tráfego, e o custo do transporte. As principais causas da formação de panelas podem estar relacionadas a: Trincamento por fadiga; Desintegração localizada na superfície do pavimento por desgaste de severidade alta. As trincas de fadiga, na medida em que evoluem, sofrem um processo de interligação, formando pequenas placas sem vínculo e com bordas erodidas. Com a passagem das cargas de tráfego estas placas vão sendo arrancadas, formando buracos no revestimento, os quais podem evoluir ao ponto de atingir a base do pavimento. A água superficial, que já possuía acesso até a base através das trincas, terá ainda maior facilidade de alcançar essa camada. A água sob pressão irá carrear o material mais fino da base e agravar o problema. No caso de desintegração, o processo é semelhante. Os buracos podem ocorrer em qualquer área do revestimento, principalmente nas trilhas de roda Remendo Remendo é uma panela preenchida com uma ou mais camadas de pavimento na operação denominada de tapa-buraco. Este defeito pode se apresentar de duas formas: como remendo profundo e superficial. O primeiro consiste na substituição do revestimento e, eventualmente, de uma ou mais camadas inferiores do pavimento, enquanto que o segundo

64 50 tipo se refere à correção numa determinada área da superfície do revestimento por aplicação de uma camada betuminosa. Os remendos superficiais são pequenas áreas reparadas e apresentam cor e textura diferenciadas em relação à superfície asfáltica circundante original. Embora seja difícil estabelecer condições visuais para classificar um remendo profundo, quando tais reparos definem grandes áreas, supõe-se que no local o pavimento foi recomposto ou reconstruído Outros defeitos Segundo os estudos realizados por BALBO (1997), alguns defeitos, por dificuldades de classificação quanto a sua morfologia, não se enquadram nas terminologias explicitadas anteriormente. Desse modo, serão apresentados abaixo alguns desses defeitos Polimento Apesar de poder ser considerado como desgaste, o polimento é um processo de arrancamento gradual do agregado do revestimento. Trata-se de um defeito altamente indesejável, pelo efeito escorregadio provocado. O agregado exposto, e seu conseqüente desgaste superficial, poderão levar a perda da macrotextura da superfície do pavimento concomitantemente com a perda da microtextura dos agregados que se tornam bastante desgastados e lisos. O processo de polimento está extremamente relacionado com a qualidade do agregado que poderá apresentar maior ou menor abrasividade frente ao tráfego Bombeamento de Finos

65 51 Este defeito é visível, geralmente, nas bordas de trincas e fissuras (de classe 2 ou 3) na superfície do revestimento. São caracterizados por manchas lineares de terra, com coloração variável caso a caso, e são causados pela infiltração de água através das fendas, resultando no bombeamento de finos das camadas inferiores para das bases para a superfície dos revestimentos. O registro da ocorrência deste fenômeno é de extrema importância para a detecção de bases contaminadas, que induzem um comportamento anômalo da estrutura. É um indicador de problemas de baixa capacidade de suporte de bases existentes Descolamento do Revestimento A presença de placas irregulares descoladas ou soltas na superfície do revestimento asfáltico caracteriza este defeito. A camada de revestimento se destaca, em partes, deixando visível a camada subjacente. A ocorrência deste descolamento se dá, muitas vezes, porque as camadas de reforço são assentadas sobre antigos revestimentos, dificultando a aderência entre essas capas, surgindo daí protuberâncias de maior ou menor profundidade Solapamento Solapamento é uma cavidade profunda e de dimensões razoáveis, com presença de bordas suspensas de revestimento asfáltico em seus contornos. Este defeito está normalmente associado ao afundamento, já anteriormente discutido. Os efeitos para o tráfego neste caso são tão perigosos quanto os buracos. A ocorrência deste defeito é mais comum em vias urbanas, e podem ser ocasionados pela ruptura de tubulações ou galerias subterrâneas, com conseqüente percolação de água sob pressão, que carreia o solo da fundação.

66 Depressão São ondulações perceptíveis a olho nu, côncavas em relação a superfície original do pavimento, serpenteando a superfície, com grandes comprimentos de onda. Podem ocorrer em função de recalques em fundações de aterros executados em extensões razoáveis, em regiões de pântano ou de orla marítima Inchamento Este defeito se caracteriza por elevações locais ou lineares do revestimento, denotando saliências, geralmente acompanhadas de trincas. As elevações pontuais são decorrentes da expansão da base ou de outra camada, com visível aumento de volume na superfície do pavimento. As elevações lineares, formando cumeeiras, são típicas do crescimento de raízes de árvores presentes às margens da pista Interações entre os defeitos O somatório das deformações ocorrentes em toda a estrutura do pavimento manifestase pelos afundamentos nas trilhas de roda e pelas distorções do perfil longitudinal do pavimento. Estes defeitos no pavimento promovem a irregularidade da superfície e, com o aumento, resulta em uma cadeia de mecanismos de restauração e combina os efeitos de vários tipos de defeitos e, como tal, essa cadeia não pode ser entendida como o efeito isolado de um fenômeno. As cargas de tráfego induzem tensões e deformações no interior da estrutura do pavimento. Essas tensões e deformações são função da magnitude do carregamento, dos módulos e espessuras das camadas constituintes do pavimento e da capacidade de suporte do subleito. Quando a ação das cargas é repetida, propicia o desenvolvimento do fenômeno de fadiga nas camadas tratadas (com asfalto ou estabilizantes químicos) e a deformação de qualquer das camadas constituintes do pavimento, e também do subleito.

67 53 Segundo o Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos (2006), a ação dos agentes das intempéries (chuva e variação de temperatura) faz com que a mistura asfáltica, que constitui a camada de revestimento, torne-se progressivamente mais quebradiça e susceptível ao trincamento e à desagregação. Uma vez iniciado, o trincamento progride em área afetada e severidade, até o ponto da desintegração das bordas das trincas e, posteriormente, provoca o arrancamento das placas e formação de panelas. As trincas abertas na superfície permitem a entrada de água no interior do pavimento e, desta forma, aceleram o processo de deterioração, reduzem a resistência ao cisalhamento dos materiais não tratados e aumentam a velocidade da deformação gerada pelas tensões provenientes dos carregamentos induzidos pelo tráfego Evolução da deterioração Conforme consta no Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos do DNIT (2006), a velocidade da deterioração pode variar enormemente, em função de diversos fatores, tais como: as condições ambientais, a capacidade de suporte do pavimento e do subleito, a qualidade dos materiais utilizados e do processo construtivo, o volume de tráfego, a carga por eixo. A progressão da deterioração segue uma trajetória não-linear, que permite um maior número de opções na escolha e programação da conservação (Figura 10). Durante um certo período inicial, que pode durar até a terça parte do ciclo de vida, as rodovias pavimentadas bem projetadas sofrem uma deterioração muito pouco visível.

68 54 Figura 10 Evolução da deterioração em rodovias pavimentadas Fonte: Manual de Restauração do DNIT (2006) Depois desse período inicial, a deterioração da rodovia é crescente, lenta a princípio, mas acelerando rapidamente quando atinge o estado regular. Se nessa fase não forem realizadas medidas importantes de conservação, isto resultará, em poucos anos, numa falha estrutural extrema que pode atingir o mau estado do pavimento. Durante a primeira etapa descrita anteriormente, uma rodovia pavimentada pode ser mantida em bom estado mediante conservação rotineira, a um custo bastante baixo. Na etapa seguinte, com o aumento da deterioração, o pavimento deve ser recuperado de maneira a permanecer em bom estado, por meio de selagem, recapeamento ou reforço do revestimento. O reforço restabelece a qualidade de rolamento da rodovia e a capacidade estrutural necessária para suportar o tráfego durante vários anos, começando assim um novo ciclo do pavimento. Com a conservação rotineira adequada, mais a conservação periódica oportuna do pavimento, uma rodovia pavimentada nunca se degradará até chegar ao mau estado, quando é necessária a reconstrução de todo o pavimento. Desta forma, a evolução da deterioração, influi decididamente na escolha da política de conservação ótima e, quando os tomadores de decisão não estão conscientes sobre tal evolução, verifica-se que, geralmente, são menosprezadas as necessidades de conservação das redes relativamente novas.

69 AVALIAÇÃO DOS PAVIMENTOS ASFÁLTICOS A boa ou má condição de um pavimento indica o nível de degradação resultante do uso continuado pelo tráfego e dos processos associados ao meio ambiente. A avaliação do estado do pavimento é feita por meio do conhecimento de diversos parâmetros de referência, já normatizados e citados pelo Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos do DNIT (2006), que permitem a determinação das: condições de superfície; condições estruturais; condições de rugosidade longitudinais; avaliação das solicitações do tráfego; condições de aderência pneu/pavimento Avaliações das Condições de Superfície Para a avaliação das condições de superfície dos pavimentos asfálticos, são utilizadas as normas a seguir: DNIT 006/2003 PRO Avaliação objetiva da superfície de pavimentos asfálticos Procedimento; DNIT 007/2003 PRO Levantamento para avaliação da condição de superfície de subtrecho homogêneo de rodovias de pavimento flexível e semi-rígido para gerência de pavimentos e estudos e projetos Procedimento; DNIT 008/2003 PRO Levantamento visual contínuo para avaliação da superfície de pavimentos asfálticos Procedimento; DNIT 009/2003 PRO Levantamento para avaliação subjetiva da superfície do pavimento Procedimento. Estas normas são utilizadas nos métodos atuais de projeto para avaliação e restauração dos pavimentos asfálticos. Para a avaliação das condições de superfície do pavimento da BR-

70 56 324, que é o objetivo deste trabalho, o procedimento que foi utilizado está descrito na norma do DNIT 006/2003 PRO - Avaliação objetiva da superfície de pavimentos asfálticos DNIT 006/2003 PRO Avaliação objetiva da superfície de pavimentos asfálticos Procedimento O objetivo básico da Norma DNIT 006/2003 PRO é o de apresentar a sistemática de cálculo de um índice combinado de falhas, o Índice de Gravidade Global (IGG), derivado do Severity Index utilizado no Canadá pelo Saskatchewan Departament of Highways and Transportation, e adaptado pelo Engenheiro Armando Martins Pereira, para as condições de pavimentos brasileiros (Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos, DNIT, 2006). Além de todos os defeitos constantes citados anteriormente, no item 10, o cálculo do IGG inclui também a medida das profundidades dos afundamentos nas trilhas de roda, avaliadas a partir das medidas das flechas com treliça de base igual a 1,20m. Nesse método, devem ser implantadas estações de ensaio afastadas de 20m, alternando as faixas de tráfego direita e esquerda, para o caso de pista simples. Para o caso de pista dupla, as estações devem estar afastadas de 20m, na mesma faixa de tráfego, que geralmente é a direita por ser a mais crítica. A superfície de avaliação será delimitada por uma seção transversal situada 3m à ré da estação, por outra situada 3m avante, e pelo eixo da pista de rolamento, para pista simples, ou eixo de separação de faixa para pista dupla. Com isto, cada estação corresponde a uma área de 21m² (6,0m x 3,5m). Em cada estação de ensaio, um técnico perfeitamente treinado para identificar os diferentes tipos de defeitos deverá anotar em uma ficha de campo a configuração de terraplenagem e a presença ou não de cada um dos tipos de falha. Observe-se que não será indicada a quantidade de cada tipo de defeito em cada estação, mas apenas será identificada a sua presença. Adicionalmente, com a utilização de uma treliça de alumínio com base de 1,2m, munida de uma régua graduada (a qual se desloca verticalmente na sua região central), o técnico deverá medir a flecha nas trilhas de roda externa e interna, expressa em mm. Os dados coletados no inventário serão processados, devendo-se inicialmente separar os segmentos com características homogêneas, como por exemplo, aqueles que apresentam o

71 57 mesmo tipo de constituição de estrutura (mesmo tipo de revestimento, base, sub-base e subleito), o mesmo tipo de materiais constituintes das camadas e espessuras, a mesma incidência de tráfego e a mesma situação climática. Em seguida, deve-se determinar a freqüência absoluta e relativa das falhas anotadas, bem como a média aritmética e a variância (o quadrado do desvio padrão) das flechas nas trilhas de roda. Para os eventos detectados, defeito ou parâmetro estatístico das flechas, deve-se atribuir um peso ou fator de ponderação, que exprima sua maior ou menor importância no que diz respeito à serventia. Por exemplo, as trincas de classe 1 possuem pequena influência na serventia, recebendo, portanto, um fator de ponderação menor (0,2), enquanto que para panelas e corrugações, as quais exercem forte influência na serventia, atribui-se um fator de ponderação maior (1,0). O produto de freqüência relativa de cada defeito e também da média e variância das flechas) pelo seu fator de ponderação resulta no Índice de Gravidade Individual (IGI) correspondente ao evento. A somatória de todos os valores de IGI representa, finalmente, o valor do IGG a ser atribuído ao segmento homogêneo. O IGG permite classificar o estado geral de um determinado trecho homogêneo de pavimento, em função da incidência de defeitos de superfície. Ele é um indicador das condições de pavimento, muito útil para a tomada de decisões quanto às intervenções de restauração necessárias, atribuindo-lhe conceitos variáveis, segundo a Tabela 4 a seguir apresentada. Tabela 4 Condição do pavimento em função do IGG Fonte: Norma DNIT 006/2003 O procedimento do DNIT 0006/2003-PRO permite não só uma análise das condições do pavimento à luz do IGG, como também uma interpretação detalhada do perfil de falhas ocorrentes em cada segmento homogêneo.

72 58 Os formulários do Inventário do Estado da Superfície do Pavimento estão anexos, e a planilha de Cálculo do Índice de Gravidade Global (IGG) será apresentada nas páginas seguintes, na apresentação dos resultados.

73 59 CAPÍTULO III ESTUDO DE CASO 12. AVALIAÇÃO DA SUPERFÍCIE DO PAVIMENTO A rodovia a ser avaliada A escolha da rodovia federal BR-324 para objeto de estudo deste trabalho levou em consideração alguns critérios, como a proximidade da rodovia com a Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS) e a importância da rodovia para o sistema viário da Bahia, pois, como já foi dito, desempenha o papel de canal coletor fundamental para o tráfego que flui entre Salvador e as demais regiões, tanto do Estado, quanto do restante do país. A rodovia BR-324, no Estado da Bahia, atravessa seis diferentes microregiões homogêneas. No segmento divisa PI/BA Jacobina, ela atravessa a região do Baixo Médio São Francisco, Senhor do Bonfim e Piemonte de Diamantina, nas quais se inserem, respectivamente, os municípios de Remanso, Sento Sé, Campo Formoso e Jacobina. No segmento de Jacobina a Feira de Santana, ela atravessa os municípios de Riachão de Jacuípe e Candeal, Santa Bárbara e Feira de Santana. Já no segmento seguinte, Feira de Santana Salvador, ela atravessa as microregiões homogêneas do Recôncavo Conceição de Jacuípe, Amélia Rodrigues, Santo Amaro e São Sebastião do Passe e, de Salvador, Candeias, Simões Filho e Salvador (Documentos fornecidos pelo DNIT/SSA). A BR-324 desempenha uma importante função que é interligar o entrocamento rodoviário em Feira de Santana à capital baiana, tornando-a uma das principais rodovias no estado da Bahia. Como já foi dito anteriormente, a rodovia está duplicada entre Feira e Salvador. O trecho escolhido para avaliação foi o de Feira de Santana Amélia Rodrigues, compreendendo 23 km do km 518,8 ao km 541,8, na direção Feira de Santana Salvador. A avaliação foi realizada na faixa do lado direito, para não interromper completamente a via. Segundo estudo realizado pelo IFC (International Finance Corporation), em convênio com o Ministério de Planejamento do Governo Federal, que realizou em dezembro de 2005 um estudo de tráfego para o Estudo de viabilidade de Parceria Público-Privada para o Sistema Rodoviário BR-116 / BR-324 no Estado da Bahia, o trecho Feira de Santana

74 60 Salvador compreende aproximadamente 114 km de rodovia, e possui o VMD (Volume Médio Diário) em torno de 20 mil veículos de todas as categorias: veículos leves (autos e utilitários), ônibus de 2 a 4 eixos, caminhões e carretas de 2 a 9 eixos e motocicletas. O que se nota no estudo de tráfego para a BR-324 (IFC, 2005) é que no fluxo de veículos a predominância de caminhões é menos expressiva, representando em torno de 25%, ao contrário da BR-116, que pode variar de 68% a 80%. Apesar de terem participações diferentes nas duas rodovias, o número de caminhões não varia muito, com média de cerca de veículos/dia na BR-324 e veículos/dia na BR-116. Percebe-se também que o volume de tráfego diminui, à medida que se afasta de Salvador, para a direção oeste Entrevistas com profissionais dos órgãos rodoviários Para a realização da avaliação da superfície do pavimento da rodovia, foram feitas algumas visitas aos órgãos responsáveis pela fiscalização e manutenção das rodovias. No dia 23 de novembro de 2007, realizou-se uma visita no DER/BA e no DNIT, na cidade de Salvador, para compreender o funcionamento da fiscalização e manutenção das rodovias, sob jurisdição estadual e federal, respectivamente. Na visita ao DERBA, foram entrevistados o Eng. Almir Ferreira Santos, coordenador de logística, que fez uma pequena apresentação sobre o PNLT (Plano Nacional de Logística e Transportes); o Eng. Berchris Moura Requião Filho, diretor da DCM (Diretoria de Construção e Manutenção); a Eng.ª Solange Bastos Costa, gerente da GEPES (Gerência de Pesquisas); o Eng. Daniel Amoedo, gerente da GEPRO (Gerência de Projetos); e outros engenheiros do órgão. No DNIT, os profissionais entrevistados foram: o Eng. Antônio Carlos Cruz de Oliveira, supervisor de Construção; o Eng. Mário Sérgio de Souza Almeida, analista em Infra- Estrutura de Transportes; e o Eng. Olavo Galvão Costa, analista em Infra-Estrutura de Transportes. Em Feira de Santana, realizou-se uma visita ao DNIT no dia 14 de janeiro de 2008, para solicitar apoio ao Eng. Max Gil Leite de Souza, responsável pela unidade, para a avaliação que estava prevista para 24 de janeiro de 2008.

75 Metodologia de avaliação A avaliação realizada na BR-324, sentido Feira Salvador, no trecho Feira Amélia Rodrigues, foi baseada no procedimento do DNIT 006/2003, cujo título é: Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos - Procedimento. Para tal avaliação em campo, contou-se com o apoio do Eng. Max Gil Leite de Souza, responsável pela unidade do DNIT em Feira de Santana; de um técnico experiente aposentado do DNIT, o Sr. Antônio Luiz, e de uma equipe de dois funcionários do órgão para dar o suporte necessário de sinalização para a realização da avaliação; do professor orientador Francisco Antônio Zorzo. Os procedimentos para avaliação foram realizados com base no item deste trabalho. Entretanto, alguns critérios para execução do levantamento foram adaptados, diante das condições de elaboração da presente pesquisa, no âmbito acadêmico do trabalho de conclusão de curso. Um dos pontos importantes que sofreram alterações consiste na quantidade de estações de trabalho. O procedimento DNIT 006/2003 foi adaptado, definindo-se, então, que as estações de trabalho seriam localizadas a cada 500m, já que a rodovia apresentava trechos bastante homogêneos, com raras exceções. A avaliação foi realizada na faixa direita da pista, pois além de representar a faixa mais solicitada, ficava próxima ao acostamento, facilitando a avaliação e não impedindo totalmente o tráfego de veículos, disponibilizando a outra faixa para o fluxo. Em cada estação, com o auxílio de uma trena de 20m, foi demarcada a superfície de avaliação. Não foi necessário realizar uma pintura com tinta de demarcação, nem tampouco a indicação no pavimento do número correspondente à estaca ou marco quilométrico, já que durante a avaliação, estas informações eram cuidadosamente anotadas. A cada estação, com a ajuda de um técnico experiente do DNIT, o Sr. Antônio Luiz, e de uma treliça de alumínio, padronizada, de 1,20m de comprimento na base, dotada de uma régua móvel instalada em seu ponto médio, foram medidas as flechas nas trilhas de roda interna (TRI) e externa (TRE). Algumas dificuldades nesta medição foram encontradas, levando em conta que em todo o trecho foi identificado um grande número de remendos, apresentando assim, eventualmente, leituras negativas nas trilhas de roda. Após demarcação das áreas para avaliação e medição das trilhas de roda, fez-se o inventário das ocorrências, ou seja, o levantamento dos defeitos, de acordo com a norma

76 62 DNIT 005/2003 PRO, e os tipos de seção de terraplenagem ocorrente na estação de avaliação. Realizado o inventário das ocorrências, iniciou-se o cálculo das freqüências absolutas e relativas, conforme apresentado no item Calculou-se também a média e a variância das flechas apresentadas. Com a tabulação desses dados, incluindo os fatores de ponderação, calculou-se o IGI (Índice de Gravidade Individual), e realizando o seu somatório obteve-se o IGG (Índice de Gravidade Global). Com a finalidade de conferir ao pavimento inventariado um conceito que retrate o grau de degradação atingido, o valor do IGG foi situado dentro dos limites que determinam o estado atual do pavimento, segundo a Tabela 4, apresentada no item Descrição do inventário de ocorrências Trecho avaliado Durante toda a manhã do dia 24 de janeiro de 2008, realizou-se a avaliação do pavimento no trecho Feira de Santana Amélia Rodrigues. O trecho avaliado possui 23 km de extensão e grande dificuldade para avaliação, devido ao intenso tráfego na rodovia e, em muitos locais, ausência de acostamento. O trecho apresenta, além de deficiências no pavimento, ausência ou péssima condições de conservação do acostamento em algumas estações, grandes desníveis entre a pista de rolamento e o acostamento, deficiência de sinalizações, canteiros mal cuidados, favorecendo um grande número de acidentes nesta rodovia. O trecho foi dividido em 47 estações de trabalho, com início no km 518,8, marcado pelo viaduto Princesa do Sertão, e estação final no km 541,8, na localidade do município de Amélia Rodrigues (Figura 11).

77 63 Figura 11 Localização das estações do trabalho de campo Caracterização do estado do pavimento nas estações A estação inicial, localizada no viaduto Princesa do Sertão, apresenta um pavimento bastante comprometido, com a presença de inúmeras trincas interligadas tipo couro de jacaré com erosão, afundamento plástico local, desgaste e alguns remendos. Da segunda a décima estação, o pavimento apresenta poucos defeitos, com apenas desgaste e alguns remendos. Foram observados valores de flechas nas trilhas de roda interna e externa maior do que 1 cm nas estações 2, 3, 7 e 8. Normalmente a trilha de roda externa apresenta valores superiores à trilha de roda interna, devido a maiores solicitações de carga. Os canteiros entre as pistas de rolamento indicam uma falta de controle na vegetação existente, pelas empresas responsáveis pela conservação e manutenção do trecho. A sinalização está claramente desgastada e comprometida, e em muitos locais até inexiste. Além disso, o acostamento praticamente não mais apresenta revestimento, ficando visível o tipo de material utilizado como base do pavimento, o solo-brita.

78 64 Ainda no intervalo de estações descrito acima, foram observados alguns desplacamentos do revestimento mais novo do revestimento executado anteriormente. Isto indica a falta de aderência entre as camadas, provocadas provavelmente por erros na execução. Este deve ter sido motivo também para a presença de algumas trincas longitudinais ao eixo, localizadas no meio da pista de rolamento, ou seja, entre as duas faixas de tráfego, nas chamadas juntas de construção. Durante a avaliação, percebe-se que a seção de terraplenagem mais recorrente foi a seção de aterro (e algumas vezes, aterro em lagoa), abrangendo quase todo o trecho da rodovia. A partir da décima primeira estação, observa-se mais claramente o início do processo de fadiga, como pode se pode ver na figura 12. A presença de trincas interligadas tipo FC-3 (com erosão) indicam a deficiência e o mau estado do pavimento. Mas, somente a partir da estação de número 16, é que o processo de fadiga se encontra num estágio muito mais avançado, visto que o número de remendos é considerável e se observa o surgimento de algumas panelas. A quantidade de remendos é maior na faixa direita da pista, comprovando que é a região mais solicitada. Figura 12 Trinca interligada tipo couro de jacaré com erosão. A maior flecha da trilha de roda apresentada na avaliação foi a trilha de roda externa, como era de se esperar, com valor de 2,4cm, na décima quarta estação. Ainda que em algumas estações as flechas de trilha de roda apresentam valores nulos, não quer dizer que não há deformações nestes locais, pois a presença de remendos, muitas vezes, implica, até mesmo, em leituras negativas, dificultando a leitura real da deformação nas trilhas de roda.

79 65 Em todo o trecho da rodovia foi observado a ocorrência de retração térmica da tinta utilizada para demarcação da pista (sinalização), apresentando inúmeras fissuras transversais à direção do estaqueamento. Problemas construtivos são notados também na estação 21, que apresenta trincas longitudinais no meio da pista de rolamento. O desgaste foi observado em todas as estações avaliadas, demonstrando o envelhecimento do pavimento e, em alguns locais, a exposição da camada de base, favorecendo a formação de panelas ou buracos. A figura 13 representa o desgaste observado no pavimento avaliado. Figura 13 Desgaste do pavimento, com a presença de ranhura. A partir da vigésima sétima estação, 13 km após a estação inicial, as panelas passam a estar mais presentes, demonstrando ainda mais o estado de deterioração da estrutura do pavimento (Figura 14). Figura 14 Panelas ou buracos

80 66 A presença de remendos foi verificada em quase todas as estações, e vale ressaltar que a quantidade é tão grande que quase não há espaçamentos entre eles, como pode ser observado na figura 15. Figura 15 Remendos no pavimento. Até a última estação, quadragésima sétima, no município de Amélia Rodrigues, a variação dos defeitos é muito pequena, apresentando com maior intensidade desgaste, remendos, trincas tipo FC-3 e panelas. Os relatórios fotográficos das estações e das falhas estão apresentados nos ANEXOS A e B. Os formulários de inventário do estado da superfície do pavimento são apresentados no ANEXO C Diagnóstico das ocorrências e cálculo do Índice de Gravidade Global A sistemática de cálculo do IGG é baseada na atribuição de pesos ou fatores de ponderação a cada evento mensurado. Consiste em critérios para definir a freqüência relativa de estações com ocorrência de cada tipo de defeito e parâmetros ligados à análise estatística das flechas nas trilhas de roda. Os pesos buscam caracterizar sua influência sobre a serventia do pavimento.

81 67 Para a avaliação da superfície do pavimento, a Norma do DNIT 005/2003 TER estabelece uma codificação para identificar os defeitos (Tabela 5). Estas abreviaturas facilitam o levantamento no trabalho de campo. Tabela 5 Codificação dos defeitos Fonte: Norma DNIT 005/2003 TER Segundo a norma do DNIT 006/ PRO, para efeito de ponderação todas as trincas isoladas devem ser consideradas como ocorrências Tipo 1 (FI, TTC, TTL, TLC, TLL e TRR), as trincas interligadas FC-2 (bloco e couro de jacaré sem erosão) consideradas como Tipo 2, as trincas interligadas FC-3 (bloco e couro de jacaré com erosão) como Tipo 3, os afundamentos plásticos (ALP e ATP) como Tipo 4, ondulação e panelas como Tipo 5, exsudação como Tipo 6, desgaste como Tipo 7 e remendos como Tipo 8. A freqüência absoluta corresponde ao número de vezes em que a ocorrência foi verificada. Porém, para os tipos 1, 2 e 3, a freqüência absoluta considerada consiste a uma única ocorrência de cada tipo, como por exemplo, se no Tipo 1 for verificada trincas transversais curtas, trincas longitudinais longas e fissuras, a freqüência absoluta é 3, entretanto a freqüência absoluta considerada é 1.

82 68 Vale ressaltar que, também para efeito de ponderação, quando em uma mesma estação foram constatadas ocorrências tipo 1, 2 e 3, só foram consideradas as do tipo 3 para o cálculo de freqüência relativa em percentagem e para o cálculo do Índice de Gravidade Individual; do mesmo modo, quando foram verificadas ocorrências tipos 1 e 2 na mesma estação, só foram consideradas as do tipo 2. Dessa maneira, obtém-se a freqüência relativa que corresponde ao número de vezes verificadas nas estações em percentagem. O Índice de Gravidade Individual é calculado a partir do produto dos valores da freqüência relativa das ocorrências com os seus respectivos fatores de ponderação, estabelecidos pela norma DNIT 006/2003 PRO, conforme tabela 6 abaixo: Tabela 6 Fator de Ponderação Fonte: Norma DNIT 006/2003. O somatório dos Índices de Gravidade Individual resulta no Índice de Gravidade Global e, por conseguinte, obtém-se o conceito que estabelece o estado da superfície do pavimento avaliado. A planilha resumo, elaborada a partir dos dados coletados em campo, compõe os resultados parciais das freqüências absolutas e relativas dos defeitos e os Índices de Gravidade Individual, e como resultado final, o Índice de Gravidade Global (Tabela 7).

83 Tabela 7 Planilha resumo da avaliação 69

84 70 Neste trabalho, conforme tabela apresentada, o desgaste foi verificado em 100% das estações, seguido do remendo que se apresentou em 61,70%, depois as trincas tipo FC-3 correspondendo a 57,45% e as panelas com 40,43% das estações avaliadas. As outras ocorrências não foram tão significativas. As flechas médias obtidas nas trilhas de roda interna e externa foram, respectivamente, 3,13 mm e 5,77 mm, correspondendo a um Índice de Gravidade Individual (IGI) de 5,93, o que não indica, isoladamente, um estado muito grave do pavimento quando em comparação com os outros IGI s obtidos. O IGI que apresentou uma situação mais grave, considerando os fatores de ponderação, foi o correspondente as panelas, que obteve um índice de 40,43. Enquanto que o desgaste, mesmo observado em 100% das estações, obteve um índice de 30,00, ficando em terceiro lugar na escala decrescente dos IGI s. Os remendos também tiveram uma grande participação no cálculo do IGG, já que apresentou um IGI no valor de 37,02. Na planilha resumo, pôde-se encontrar o somatório dos Índices de Gravidade Individual, que resultou no IGG de 195,80, o que indica que o pavimento obteve conceito péssimo no seu estado de conservação, revelando um elevado grau de degradação Estudo dos mecanismos de deterioração da superfície avaliada O entendimento dos mecanismos que regem o processo de deterioração de um pavimento é condição essencial para a identificação das causas que o levaram a sua condição atual, bem como para a escolha e programação da técnica mais adequada para a sua restauração. Os revestimentos betuminosos tendem a trincar em algum estágio de suas vidas sob a ação combinada do tráfego e das condições ambientais, por meio de um ou mais mecanismos. As trincas, os defeitos mais observados na superfície do pavimento avaliado, enfraquecem o revestimento e permite a entrada da água, provocando um enfraquecimento da estrutura. O que se observou foi que essas falhas tendem a aumentar a sua extensão e sua severidade, ao longo do tempo, conduzindo à desintegração do revestimento. Com base nesses efeitos, o trincamento tem sido um importante indicativo para a deflagração de intervenções de restauração de pavimentos.

85 71 O principal tipo de trincamento observado na superfície do pavimento avaliado foi o trincamento devido à fadiga, que resulta dos efeitos cumulativos do carregamento sucessivo. Este trincamento é caracterizado pelas trincas isoladas em todas as direções e pelas trincas interligadas tipo bloco e couro de jacaré, sendo que este último indica a fase final do processo de trincamento por fadiga, principalmente que vem acompanhado de erosão nas bordas. As trincas interligadas tipo couro de jacaré, com erosão, tiveram um grande destaque no levantamento dos defeitos, o que comprova que o pavimento avaliado está bastante comprometido e necessita de uma intervenção de restauração. Essas trincas, em muitas estações, estavam associadas ao afundamento plástico nas trilhas de roda. O trincamento por envelhecimento também foi observado, já que se verificou a presença de trincas irregulares com espaçamentos maiores que 50cm. Uma vez iniciado, este trincamento tende a propagar-se em toda a área coberta pelo revestimento. As trincas por envelhecimento ocorrem quando o ligante betuminoso torna-se tão susceptível a rompimentos que não consegue mais suportar sequer as deformações provenientes das mudanças de temperatura que ocorrem ao longo do dia. As deformações permanentes, incluindo os afundamentos nas trilhas de roda, também foram observadas no pavimento avaliado. Estes defeitos, que podem ser causados pelo grande número de repetições de cargas, afetam a dinâmica das cargas, a qualidade do rolamento, o custo operacional dos veículos e, devido ao acúmulo de água, risco à segurança dos usuários. Os mecanismos de desagregação provocam, basicamente, o defeito do pavimento conhecido como desgaste. Esta desagregação foi observada em todas as estações avaliadas e pode ser definida como a perda do agregado superficial devido a fratura mecânica do filme do ligante ou pela perda de adesão entre o ligante e o agregado (o que na presença de água é também chamado de arrancamento). A fratura mecânica do filme do ligante (CAP), normalmente, é provocada pela combinação de esforços tangenciais e de sucção na área de contato dos pneus dos veículos, que pode ser agravada caso o ligante já esteja muito endurecido (proveniente do envelhecimento do pavimento), ou com uma camada muito esbelta no revestimento.

86 Indicação de medidas corretivas O desgaste, por ter sido observado em todas as estações avaliadas, deve ter uma atenção especial, pois como já foi dito anteriormente, em seu estágio mais avançado, após a desagregação do total do revestimento, poderá evoluir para panelas ou buracos, o que realmente pôde ser notado em algumas estações na avaliação realizada. Antes da evolução para buracos, devem ser tomadas medidas corretivas em tempo hábil, como a execução de um remendo do revestimento. Caso evoluam para buracos, pode haver a necessidade de execução de reparo da base. Com relação às ocorrências dos defeitos, excluindo-se os buracos ou panelas que decorrem das más condições de conservação da estrada, destaca-se o acentuado processo de fadiga no revestimento asfáltico com presença sistemática de áreas trincadas, que podem ser decorrentes do envelhecimento da mistura asfáltica. A presença dessas trincas favorece a infiltração e retenção das águas pluviais nas camadas subjacentes, acarretando a formação de buracos ou panelas com a solicitação das cargas do tráfego. Portanto, a impermeabilização da superfície constitui uma atividade indispensável para que se garanta a integridade da estrutura do pavimento. Os demais defeitos ou ocorrências superficiais, tais como, afundamentos em trilha de roda, são menos significativos na totalidade do trecho avaliado. Os afundamentos nas trilhas de roda medidos (com média da ordem de 5 mm para a externa e 3 mm para interna) demonstram, preliminarmente, que as camadas asfálticas existentes, embora envelhecidas, ainda apresentam função estrutural relevante na estrutura dos pavimentos não havendo necessidade de reconstrução ou fresagens profundas dessas camadas. Com base no cálculo do IGG, o pavimento obteve o conceito péssimo no estado de conservação. Um indicativo preliminar para este estado funcional do pavimento seria uma recomposição do revestimento asfáltico (fresagem) com reforço estrutural em CBUQ. Nessas condições, a recuperação (recapeamento) depende de uma avaliação estrutural e deve ser feito um estudo para determinar a espessura da capa. Levando em consideração os resultados da posterior avaliação estrutural e caso não haja limitações de custo, deve-se avaliar a possibilidade da reciclagem do material da base e a construção de um novo revestimento, caracterizando a reconstrução do pavimento. No que tange aos acostamentos, faz-se necessária a reconstituição dos mesmos para eliminar os acentuados desníveis ou degraus existentes com a pista de rolamento,

87 73 complementando-se com revestimento asfáltico. Essa reconstituição pode ser efetuada com a sobreposição complementar de camadas constituídas por solos ou materiais locais. Com relação aos aspectos de drenagem dos pavimentos, o sistema existente é suficiente em quase toda a extensão do trecho, sendo necessários serviços de recuperação dos elementos danificados, ou ainda, implementações de pequeno porte em certos segmentos, tais como descidas d água e valetas de proteção. Complementarmente, as sinalizações horizontal e vertical deverão ser refeitas por completo na totalidade da estrada.

88 74 CAPÍTULO IV CONCLUSÃO 13. CONCLUSÃO O trabalho de conclusão de curso tem uma importância fundamental na formação de um profissional de engenharia, já que estimula o aprendizado de uma situação concreta e desenvolve a capacidade de enfrentar um problema, de trabalhar coletivamente e refletir individualmente, buscar informações e analisá-las, além de propiciar o conhecimento das exigências técnicas normativas. Vale ressaltar a importância da atitude do orientador e do coordenador da disciplina do Trabalho de Conclusão de Curso, em apontar e corrigir os erros e deficiências do trabalho. A atitude acadêmica dos professores contribui para o desenvolvimento da segurança e da autoestima do aluno. Este trabalho tem por base o estudo do transporte rodoviário. As rodovias desempenham um papel chave no desenvolvimento: o crescimento econômico do Estado e do País está fortemente relacionado aos investimentos no setor de infra-estruturas. A conseqüência da insuficiência de recursos é o governo recorrer à participação privada no provimento e na gestão das rodovias no regime de concessão, aliás, fato que já ocorreu em outros setores, como energia, telecomunicações, ferrovias e portos. O estudo do planejamento do sistema de transportes e da formação da rede rodoviária na Bahia, que consiste na primeira parte do trabalho, ajuda na compreensão do problema da gestão dos pavimentos rodoviários. De nada adiantaria partir para um trabalho empírico, se não fosse realizado conjuntamente esse estudo mais abrangente. O que se observou é que as questões ligadas à política de conservação das rodovias e à gerência dos pavimentos são tão importantes quanto às questões técnicas de conhecimento do comportamento de pavimentos. Este estudo indicou deficiências na política de investimentos e na política de conservação das rodovias. Estas deficiências na infra-estrutura rodoviária se traduz numa série de fatos negativos: a elevação do tempo de transporte, os altos índices de acidentes, o encarecimento do custo das atividades econômicas, a perda de competitividade internacional, a redução no nível de emprego e na arrecadação de impostos e, até mesmo, a queda da receita de exportações.

89 75 Nota-se que há a necessidade de projetos econômicos viáveis, estrutura financeira adequada, análise de sensibilidade abrangente, a necessidade de incentivos técnicoadministrativos cuidadosos, arranjos institucionais regulatórios e razoabilidade na concepção dos projetos para que os problemas relacionados à sustentabilidade da infra-estrutura sejam minimizados, deixando as rodovias à altura das necessidades de desenvolvimento econômico do Brasil. Diante do trabalho de campo, realizado no trecho da BR-324, entre Feira de Santana e Amélia Rodrigues, pode-se concluir que o procedimento adotado de Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos, com base na Norma do DNIT 006/2003 PRO, tem uma importância fundamental na determinação do estado de conservação do pavimento e na geração de um instrumento indicativo para a gerência da rodovia. Entretanto, este método apresenta limitações com relação à superfície avaliada, já que não demonstra na coleta de dados a severidade dos defeitos, nem tampouco, a homogeneidade do trecho. O levantamento dos defeitos do trecho rodoviário foi bastante intenso e cuidadoso. Com o apoio do pessoal do DNIT e do técnico Sr. Antônio Luiz, foram medidas as flechas das trilhas de roda e as estações foram caracterizadas. Algumas dificuldades foram encontradas, pois o volume de tráfego na rodovia é bastante intenso, dificultando a interrupção da faixa direita da pista. O resultado das falhas verificadas no trecho alcançou um Índice de Gravidade Global de 195,80. Com base nos limites estabelecidos por norma, isso resultou no conceito péssimo para o estado de conservação do pavimento em estudo. Com tal resultado foram indicadas medidas corretivas a serem adotadas. Por fim, para continuação dos estudos, citam-se algumas sugestões que devem aprofundar as análises: a avaliação do pavimento dos outros trechos que compõe a rodovia BR-324 entre Feira de Santana e Salvador; análise de custos das medidas corretivas indicadas para o trecho, avaliando a necessidade da execução de recapeamento e fresagem ou reconstrução total ou parcial da rodovia; um estudo de tráfego, seguido de um estudo de viabilidade, para avaliar a necessidade de uma terceira faixa.

90 76 REFERÊNCIAS ALBANO, João Fortini. Excesso pode reduzir até 70% durabilidade do pavimento. Site Carta de Logística, ALBERNAZ, Cláudio Ângelo Valadão. Retroanálise do Módulo de Resiliência de Pavimentos Flexíveis e de Subleitos para fins de Anteprojeto, Análise Estrutural e Gerência de Pavimentos. In : 28ª Reunião Anual de Pavimentação. Belo Horizonte-MG, ALBERNAZ, Cláudio Ângelo Valadão; CALDAS, José Eustáquio Ferreira; OLIVEIRA, Sebastião Elias de. Avaliação Estrutural Simplificada de Pavimentos através de Retroanálise. In: 30ª Reunião Anual de Pavimentação. Salvador-Ba, APS, Márcia; BALBO, José Tadeu; SEVERI, Andréa Arantes. Avaliação Superficial de Pavimentos Asfálticos em Vias Urbanas utilizando o Método PCI. In: 31ª Reunião Anual de Pavimentação. São Paulo, BALBO, José Thadeu. Pavimentação asfáltica: materiais, projeto e restauração. São Paulo: Oficina de Textos, BALBO, José Thadeu. Pavimentos asfálticos: patologias e manutenção. São Paulo: Plêiade, BUZATTI, Dauro José. Dimensionamento de Pavimentos Flexíveis. FUMARC/UCMG. Belo Horizonte, CBIC, Câmara Brasileira de Indústria da Construção. 1ª CONFIC Conferência Nacional da Indústria da Construção, Rodovias: Limites e Possibilidades. CNT (Confederação Nacional de Transporte): dados estatísticos; DNER / ABNT - Manual de Pavimentação. Rio de Janeiro, DNIT; Diretoria de Planejamento e Pesquisa; Coordenação Geral de Estudos e Pesquisa; Instituto de Pesquisas Rodoviárias. Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos 2. ed. Rio de janeiro, 2006.

91 77 FARUOLO, Luciano B., FERNANDES, José L. e BROCHADO, Marina R. Tendências para o controle de peso de veículos nas rodovias. ENQUALAB, São Paulo. INTERNET: (Site da Associação Brasileira de Pavimentação). INTERNET: Informações sobre as rodovias. INTERNET: MEDINA, Jacques de. Mecânica dos Pavimentos. Rio de Janeiro: Editora UFRJ, MOTTA, Laura Maria Goretti da; MEDINA, Jacques de. Investigação e Desenvolvimento em Mecânica dos Pavimentos na COPPE Brasil. Rio de Janeiro, NAKAHARA, Suyen Matsumura. Estudo do Desempenho de Reforços de Pavimentos Asfálticos em Via Urbana sujeita a Tráfego Comercial Pesado. Tese. São Paulo, Norma DNIT 005/2003 TER. Defeitos nos pavimentos flexíveis e semi-rígidos Terminologia. Norma DNIT 006/2003 PRO. Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos Procedimento. Norma DNIT 007/2003 PRO. Levantamento para avaliação da condição de superfície de subtrecho homogêneo de rodovias de pavimentos flexíveis e semi-rígidos para gerencia de pavimentos e estudos e projetos Procedimento. Norma DNIT 008/2003 PRO. Levantamento visual contínuo para avaliação da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos Procedimento. Norma DNIT 009/2003 PRO. Avaliação subjetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos Procedimento. SENÇO, Wlastermiller. Manual de Técnicas de Pavimentação - Volume I. São Paulo - SP, 1ª Ed., PINI, 1997.

92 78 SENÇO, Wlastermiller. Manual de Técnicas de Pavimentação - Volume II. São Paulo - SP, 1ª Ed., PINI, SEVERI, Andréa Arantes; BALBO, José Thadeu; RODOLFO, Marcos Paulo; SESTINI, Valéria Maria; PRIETO, Valter. Verificação à Fadiga de Revestimentos Asfálticos e Bases Cimentadas. Programa Pavimentos Asfálticos v Artigo. São Paulo, VILLIBOR, Douglas Fadul; FORTES, Fábio Quintela; NOGAMI, Job Shuji. Defeitos de Pavimentos de Baixo Custo e sua Conservação. In: 28ª Reunião Anual de Pavimentação. Belo Horizonte-MG, ZORZO, Francisco Antônio. Retornando à História da Rede Viária Baiana: o Estudo dos Efeitos do Desenvolvimento Ferroviário na Expansão da Rede Rodoviária da Bahia ( ). Artigo. Feira de Santana-Ba, 2000.

93 ANEXOS ANEXO A Relatório fotográfico das estações 79

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102 ANEXO B Relatório fotográfico dos defeitos 88