Esruuração de um Sisema de Gesão de Pavimenos para uma Rede Rodoviária de Carácer Nacional Luís Picado-Sanos 1, Adelino Ferreira 2 Universidade de Coimbra, Deparameno de Engenharia Civil Pólo 2, 3030-788 Coimbra, Porugal Paulo A. A. Pereira 3 Universidade do Minho, Deparameno de Engenharia Civil Azurém, P 4800-058 Guimarães, Porugal RESUMO No início de 2003, a Adminisração Poruguesa (Esradas de Porugal, EP, Enidade Pública Empresarial) decidiu desenvolver um novo sisema de gesão de pavimenos (SGP) para a rede rodoviária (cerca de 13000 km de exensão) sob sua adminisração. O sisema em esado a ser desenvolvido por elemenos da adminisração e ambém de universidades poruguesas. Ese arigo descreve, do pono de visa da paricipação das equipas do DEC-FCT da Universidade de Coimbra e do DEC-EE da Universidade do Minho, o processo que levou ao desenvolvimeno do SGP e as acividades que vão permiir a sua implemenação. Durane ese período foi preparada sob a responsabilidade do Insiuo Superior Técnico (IST) a «Base de Dados Rodoviária» (BDR) que esá habiliada a ser explorada por um Sisema de Informação Geográfica (SIG), foi preparado sob a responsabilidade do DEC-FCT da Universidade de Coimbra e do DEC-EE da Universidade do Minho o «Sisema de Avaliação da Qualidade» (SAQ) para apreciação do esado acual resulane dum levanameno da siuação enreano efecuado, e foi preparado sob a responsabilidade do DEC-FCT da Universidade de Coimbra o «Sisema de Avaliação das Esraégias de Aplicação dos Recursos Financeiros» (SARE), o qual compreende um sisema especializado de apoio à decisão, que usa um modelo de opimização que em como objecivo a minimização dos cusos e uiliza modelos deerminísicos de previsão do comporameno dos pavimenos. Ese arigo apresena as principais caracerísicas dos insrumenos desenvolvidos para inegrar o SGP e apresena os resulados da aplicação a uma pare da rede rodoviária de Porugal, considerados no âmbio dum esudo âncora, o qual conduziu às decisões finais. Finalmene, apresena-se a forma como se preende colocar o sisema ao serviço da Adminisração Poruguesa. 1 Professor Associado com Agregação 2 Professor Auxiliar 3 Professor Caedráico Número 26, 2006 Engenharia Civil UM 45
INTRODUÇÃO Em Abril de 2003, a Adminisração Poruguesa (Esradas de Porugal, EP, Enidade Pública Empresarial) decidiu desenvolver um novo sisema de gesão de pavimenos (SGP) para a rede rodoviária (cerca de 13000 km de exensão) sob sua adminisração. O sisema em esado a ser desenvolvido por elemenos da adminisração e ambém dos Deparamenos de Engenharia Civil da Universidade de Coimbra e da Universidade Técnica de Lisboa. Esperase que eseja prono a ser usado por odas as unidades da adminisração no início de 2006. Na Figura 1 pode ser visa a esruura usada na concepção do SGP. Nos primeiros dois anos e meio, os rês módulos esruuranes («Base de Dados Rodoviária», «Avaliação da Qualidade» e «Avaliação das Esraégias») foram desenvolvidos e aplicados à rede da EP. AQUISIÇÃO da INFORMAÇÃO BASE de DADOS RODOVIÁRIA MODELAÇÃO do PAVIMENTO CRITÉRIOS AVALIAÇÃO da QUALIDADE CUSTOS de CONSERVAÇÃO OUTROS CUSTOS AVALIAÇÃO das ESTRATÉGIAS PLANO de INTERVENÇÃO Figura 1 Esruura geral do sisema de gesão de pavimenos da EP Nese arigo, depois duma referência à organização da «Base de Dados Rodoviária», vai apresenar-se os princípios que presidiram à concepção e organização dos módulos de «Avaliação da Qualidade» e de «Avaliação das Esraégias», essencialmene esruurados com base em aplicações aneriores (Picado-Sanos e al., 2004a). 1. BASE DE DADOS RODOVIÁRIA 1.1. Esruura e organização A esruura principal da «Base de Dados Rodoviária» foi configurada (Picado-Sanos, 2003, Picado-Sanos e al., 2003) de acordo com a radição de planeameno e a necessidade de informação da adminisração no que respeia à avaliação da qualidade dos pavimenos e a aplicação dos insrumenos que permiirão usar o módulo «Avaliação das Esraégias». Assim, a «Base de Dados Rodoviária» coném as caracerísicas relevanes dos pavimenos, obidas aravés duma inspecção exclusivamene visual (insrumeno 46 Engenharia Civil UM Número 26, 2006
VIZIROAD, R&L 1999) nesa primeira fase, usadas para ober um índice global de qualidade aravés do módulo «Avaliação da Qualidade». Também coném oda a informação necessária para usar o módulo «Avaliação das Esraégias», o qual coném insrumenos que permiem minimizar os cusos de fazer a conservação para um deerminado período de planeameno, enquano maném a rede com caracerísicas acima dum deerminado nível de qualidade. Assim, para além das caracerísicas dos pavimenos, a «Base de Dados Rodoviária» inclui dados como a geomeria do perfil ransversal (largura de vias e bermas), a hisória dos pavimenos (ipo de esruura e fundação, composição da esruura e fundação, acções de conservação efecuadas), o ráfego, o ipo de inervenções de conservação e respecivos cusos e oura informação complemenar sobreudo relacionada com a uilização de modelos deerminísicos de previsão da evolução da degradação nos pavimenos. Para visualizar oda a informação conida na «Base de Dados Rodoviária», aquela que resula de levanameno da siuação mas ambém aquela que é resulado do módulo «Avaliação das Esraégias», é usado um Sisema de Informação Geográfica (SIG). Ese sisema permie que a base de dados seja analisada, informada e que informe sobre qualquer dos recursos ou informação regisada em cada elemeno da rede em gesão. Nas secções seguines dá-se uma visão da base de dados e das suas caracerísicas relevanes. 1.2. Modelo da rede O modelo da rede é uma esruura vecorial secção-nó, cujas componenes são georeferenciadas e solidárias. É possível dizer, de acordo com as decisões de formaação efecuadas, que o modelo da rede foi basicamene esabelecido usando uma de duas opções: escolher dois nós da rede e ligá-los com secções; esabelecer a secção e definir os nós como o final de cada uma. Os nós ainda podem ser de nível superior, por exemplo quando são definidos como o cruzameno de duas ou mais secções. Os aribuos (por exemplo, esado do pavimeno) esão relacionados com as secções e podem variar ao longo duma secção. 1.3. Levanameno da informação relaiva ao pavimeno Todas as acividades de levanameno do esado acual dos pavimenos da rede foram organizadas com seis equipas da EP, cada uma a responsabilizar-se por rês disrios e cerca de 2200 km de exensão da rede. O VIZIROAD, que foi insalado em seis veículos ligeiros, é basicamene um sisema de aquisição de dados, baseado num sofware específico suporado por um compuador poráil. As disâncias são obidas aravés de LVDTs insalados em cada veículo e lidos pelo sofware. As degradações observadas são inroduzidas aravés de dois eclados (Figura 2) que são manipulados por dois membros de cada equipa, um por eclado. Os eclados foram formaados para odas as necessidades de levanameno previamene definidas. O sofware para além do reconhecimeno das inroduções efecuadas, auomáicas ou aravés dos eclados, raa da informação duma forma que depois serve a sua colocação na «Base de Dados Rodoviária». Anes do período de levanameno, promoveu-se a formação écnica e cienífica das equipas de levanameno. Esa formação iniciou-se com um curso curo (rês dias) que versou a mecânica de pavimenos e sisemas de gesão de pavimenos. Também houve um período dedicado à uilização do VIZIROAD, envolvendo simulações em compuador e uilização numa secção real, ambém uilizada como secção de referência, para conrole da qualidade de levanameno. Número 26, 2006 Engenharia Civil UM 47
Teclado 1 Teclado 2 Figura 2 Equipameno VIZIROAD A observação do esado superficial dos pavimenos realizada por diferenes equipas de operadores é sempre passível de alguma heerogeneidade nos resulados obidos. De modo a reduzir essa heerogeneidade dos dados recolhidos pelas equipas, para não desviruar a qualidade écnica do levanameno em si e para não qualificar de forma desigual as zonas de inervenção de cada equipa, esabeleceu-se uma meodologia de minimização do problema que conduziu à definição dum facor de correcção para cada equipa. Ainda por razões de verificação da qualidade geral do levanameno, expresso em ermos de, quesionaram-se os responsáveis pelas Direcções de Esradas de cada disrio, que êm a seu cargo a gesão da conservação no erreno, a sua opinião sobre o conforo de cada recho, expressando-o em rês classes, Bom, Médio e Mau. Ainda que de forma qualiaiva, iso permiiu deecar desvios inaceiáveis na classificação (em ermos de ) resulane do levanameno e que por via desa idenificação erão de ser corrigidos, repeindo o levanameno. 1.4. Configuração do regiso da informação A base de dados relacional é implemenada num servidor Oracle (Oracle, 2005) desinado para o efeio. Ese servidor em de fazer pare de uma inrane e/ou ser acessível por inerne para possibiliar a criação de aplicações clienes muliposo que acedem aos dados. Foi desenvolvida uma inerface que facilia o acesso dos uilizadores à edição de dados e que facilia a obenção de relaórios com informação relevane para a EP. 2. AVALIAÇÃO DA QUALIDADE A meodologia de avaliação da qualidade dos pavimenos baseia-se numa análise global da qualidade do pavimeno (Picado-Sanos e al., 2004a; Picado-Sanos e al., 2004b), a qual permie a deerminação de um índice de qualidade global. Ese índice, no caso dos pavimenos flexíveis que represenam 99% da rede, caraceriza o esado dos pavimenos em função das informações obidas no levanameno visual já mencionado, a respeio das degradações superficiais (fendilhameno, pele de crocodilo, covas, peladas, reparações), irregularidade longiudinal e rodeiras. O índice de qualidade () que se propõe para efecuar a avaliação da qualidade baseia-se no valor de PSI (Presen Serviceabiliy Index), desenvolvido com base na informação obida no ensaio AASHO (HRB, 1962) e adopado pelo Sisema de Gesão de Pavimenos (SGP) do Esado do Nevada (Sebaaly e al., 1996). A Equação (1) raduz o no ano, endo-se adopado uma diminuição explícia do peso do IRI em um erço devido à forma indireca como é obido. 48 Engenharia Civil UM Número 26, 2006
( C + S P ) 0, 5 0,0002598 IRI 5 e / 2,0 0,002139 R 2 0, 03 = + (1) Nesa equação: IRI - é a irregularidade longiudinal do pavimeno (Inernaional Roughness Index) no ano (mm/km); R - é a profundidade média das rodeiras no ano (mm); C - é a área com fendilhameno e pele de crocodilo no ano (m 2 /100m 2 ); S - é a área com degradação superficial de maeriais (covas e peladas) no ano (m 2 /100m 2 ); P - é a área com reparações no ano (m 2 /100m 2 ). O é um valor que varia no inervalo enre 0 (pavimeno em muio mau esado) e 5 (pavimeno em muio bom esado), e foi numa primeira aproximação adopado o valor de 2,0 como indicador da necessidade de inervenção. Para calcular o pela Equação (1) é necessário esabelecer para cada segmeno o valor/área do nível de gravidade de cada ipo de degradação, de acordo com a Tabela 1. Os parâmeros de esado são idenificados por níveis de gravidade, de forma a poderem ser observados e regisados pelo VIZIROAD. É excepção a deerminação da irregularidade longiudinal que deverá ser raduzida direcamene pelo IRI. Tabela 1 Área afecada/valor adopado para os níveis de gravidade parâmeros de esado considerados no cálculo do índice de qualidade global Degradação Níveis de Gravidade Descrição do Nível de Gravidade Área afecada / valor adopado Fendilhameno Fendilhameno do ipo pele de crocodilo Peladas, Desagregações superficiais, Exsudação do beume, Polimeno dos agregados, Assenamenos localizados Nível 1 Fenda isolada 0,5m comp. afecado Fenda longiudinal significaiva, ramificada com Nível 2 evenual perda de agregados 2,0m comprimeno afecado (2mm < aberura < 4mm) Nível 3 Nível 1 Nível 2 Nível 3 Nível 1 Nível 2 Nível 3 Fenda longiudinal grave ramificada ou em grelha ligeira com perda de maerial (aberura> 4 mm) Fenda ransversal de qualquer gravidade Malha com fendilhameno de aberura de pequena dimensão e sem ascensão de finos (aberura < 2mm e malha > 20cm) Malha com fendilhameno de aberura de qualquer dimensão e com perda de maerial (Fendas com aberura < 2mm e malha < 20cm, ou fendas com aberura enre 2 e 4mm para qualquer ipo de malha, ou fendas com aberura > 4mm e malha > 40cm) Malha com fendilhameno de aberura de grande dimensão com perda de maerial e ascensão de finos (Fendas com aberura > 4mm e malha < 40cm) Anomalia com largura < 30cm 30cm < Anomalia com largura < 100cm Anomalia com largura > 100cm ou várias anomalias de qualquer largura na mesma secção ransversal Largura do recho comprimeno afecado Largura do recho comprimeno afecado Largura do recho comprimeno afecado Largura do recho comprimeno afecado 0,5m comprimeno afecado 2,0m comprimeno afecado Largura do recho comprimeno afecado Número 26, 2006 Engenharia Civil UM 49
Covas (Ninhos) Reparações Rodeiras Irregularidade longiudinal Nível 1 Nível 2 Nível 3 Nível 1 Nível 2 Nível 3 Profundidade máxima da cavidade < 2cm 2cm < Profundidade máxima da cavidade < 4cm Profundidade máxima da cavidade > 4cm ou várias covas de qualquer largura na mesma secção ransversal Reparações bem execuadas Reparações com baixa qualidade de execução ou má elaboração das junas Reparações mal execuadas 0,5m comprimeno afecado 2,0m comprimeno afecado Largura do recho comprimeno afecado ¼ da largura do recho comprimeno afecado ½ da largura do recho comprimeno afecado Largura do recho comprimeno afecado Nível 1 Profundidade máxima da rodeira < 10mm 10mm Nível 2 10mm < Profundidade máxima da rodeira < 25 mm 25 mm Nível 3 Profundidade máxima da rodeira > 25 mm 40mm - Valor do IRI IRI (mm/km) Aderência - Valor do SCRIM ou equivalene + mancha de areia Coeficiene de ario/ifi/aa No caso da primeira campanha realizada de acordo com a presene meodologia (campanha de 2003), durane a qual não foi possível fazer sisemaicamene o levanameno do IRI de forma auomáica e aendendo a que a Equação (1) adopada para o cálculo do depende daquele valor, decidiu-se quanificar o IRI em função das degradações superficiais (Tabela 1). Esas podem indiciar irregularidade ou desempeno sem margem para dúvida. Usando o princípio indicado decidiu-se, nas siuações de ausência de medição, quanificar o IRI da forma indicada na Figura 3. Degradação Condição Nível fendilham eno pele de crocodilo <= 1 e peladas, ec. <= 1 rodeiras fendilham eno pele de crocodilo = 3 ou peladas, ec. = 3 e e <= 1 rodeiras >= 2 IRI Tipo 1: IRI = 1500 mm/km Tipo 2: IRI = 2500 mm/km Tipo 3: IRI = 3500 mm/km Figura 3 Esquema de quanificação do IRI, na ausência de medição direca Ponderando com as disâncias em que ocorrem os ipos de IRI que as degradações superficiais indicam, de acordo com o definido na Figura 3, é possível enconrar para cada segmeno de gesão o valor de IRI a usar, admiindo um arredondameno à unidade do ipo ponderado de IRI que se calcula, adopando seguidamene o valor em mm/km correspondene ao ipo. 50 Engenharia Civil UM Número 26, 2006
Quano à Aderência, ese parâmero apenas inervém como indicador-fusível baseado no índice IFI (Inernaional Fricion Index) calculado com os resulados do SCRIM (ou equipameno similar) e da exura superficial (Bennis e De Wi, 2003). Relaivamene à definição dos valores de referência de cada classe dese parâmero, vai ainda ser decidido de acordo com a experiência da adminisração e o nível de risco que se preende assumir, o qual depende do ipo de esrada. Para os pavimenos rígidos, que represenam cerca de 1% da rede sob gesão da EP, foi decidido usar um índice global da qualidade baseado num ouro conhecido como PCI (Presen Condiion Index), o qual é deerminado de acordo com a norma ASTM D 5340 04 (ASTM, 2004). Devido à pequena relevância da exensão dese ipo de pavimenos na rede, não se vai descrever compleamene a meodologia, a qual, de qualquer modo, pode ser enconrada na norma ASTM referida. Um exemplo de exploração do SIG associado à «Base de Dados Rodoviária» no que diz respeio ao (calculado pela Equação 1) é mosrado na Figura 4 para Coimbra. O é represenado, na figura original do sisema, em rês níveis associados a cores: vermelho (mau) com <2; amarelo (razoável) com 2 <3,5 e verde (bom) com 3,5. Figura 4 Represenação de para Coimbra 3. AVALIAÇÃO DE ESTRATÉGIAS Tendo sempre como referência os pavimenos flexíveis pelas razões já aponadas, para definir as melhores esraégias de aplicação dos recursos usa-se o Sisema de Avaliação de Esraégias (SAE), que é um insrumeno de apoio à decisão cuja esruura se apoiou em desenvolvimenos aneriores efecuados no âmbio da equipa do DEC da UC (Ferreira e al., 2003, Ferreira e al., 2002). Número 26, 2006 Engenharia Civil UM 51
Essencialmene o SAE permiirá definir um programa de conservação mulianual para a rede, o qual inegrará uma descrição da aplicação mulianual dos recursos e uma descrição da evolução do esado dos pavimenos. O programa de conservação conerá informação sobre os segmenos rodoviários que devem ser conservados, que ipo de acção de conservação deve ser aplicada a cada segmeno e quando deve ser execuada, de modo a garanir que a rede apresene deerminados níveis mínimos de qualidade em cada ano do período de planeameno. Será discriminada a informação sobre o orçameno anual necessário para execuar o programa de conservação, bem como sobre o esado previsível dos pavimenos em cada ano do período de planeameno se for execuado o programa de conservação. Todos os resulados poderão ser poseriormene represenados na rede, usando o sisema de informação geográfica de supore. É de salienar que ese SAE é proposo parindo do princípio que a adminisração em a possibilidade de gerir da melhor forma os seus recursos financeiros que em à disposição, nomeadamene aravés da sua aplicação diferida no empo, iso é, invesir mais em conservação nos anos em que for possível ober maiores benefícios em ermos da qualidade da rede. De faco, o SAE permie fazer proposas de inervenção de modo a maner a qualidade da rede acima de um deerminado nível, invesindo o mínimo em conservação, com orçamenos cujo valor será variável ao longo dos diferenes anos de inervenção. Assim, esa meodologia não é compaível com a exisência de orçamenos anuais de valor consane. No enano, ese SAE permie conrolar o orçameno oal durane o período de planeameno já que se podem baixar os valores dos níveis mínimos da qualidade de modo a diminuir os cusos de conservação e assim diminuir os cusos oais durane odo o período de planeameno. O SAE vai uilizar um modelo de opimização (Ferreira e al., 2002), resolvido pela aplicação dum algorimo genéico, que uiliza o modelo deerminísico da AASHTO (AASHTO, 1993) de previsão do comporameno dos pavimenos, endo como objecivo a minimização dos cusos na presença de níveis mínimos de qualidade dos segmenos rodoviários. O SAE permie deerminar as consequências da aplicação de uma deerminada esraégia de conservação, oalmene definida pelo gesor da rede rodoviária ou apenas corrigida a parir da solução recomendada pelo sisema, para um deerminado segmeno, para pare dos segmenos, ou para o conjuno de odos os segmenos da rede. Para ilusrar a esruura e as funcionalidades do SAE proposo apresenam-se de seguida alguns resulados da aplicação efecuada a um disrio do país (Caselo Branco). Essencialmene, o modelo deerminísico de previsão da evolução do comporameno dos pavimenos em a seguine formulação: log10 4,2 1,5 log10 ( 80 ) 0 9,36 log10 ( 1) 0,20 Dim N = Z R S + SN + + + 1094 (2) 0.40 + 5,19 ( SN + 1) + 2,32 log COV 10 ( M ) 8,07 R N e d SN = H n Cn Cn n= 1 2 3 0,39904 0,03871 + 0,00709 0,00042 = (4) T + 1 1,0 V T + 1 = Crehab (5) 1,0 rehab (3) 52 Engenharia Civil UM Número 26, 2006
Y Dim (1 + c) 1 N80 = 365 TMDA α p c (6) Nesas equações: Dim N 80 - é o número acumulado de eixos padrão de 80 kn no ano e na via mais soliciada, desde a consrução ou da úlima reabiliação; Z R - é o desvio padrão; S 0 - é o erro padrão combinado relaivo à previsão do ráfego e desempenho dos pavimenos; SN - é o número esruural do pavimeno no ano e é obido aravés da eq. (3); - é a diferença enre o valor do (designado no modelo original por PSI - Presen Serviceabiliy Index) no ano da consrução ou da úlima reabiliação e o no ano ; M R - é o módulo de deformabilidade do solo de fundação; H n - é a espessura da camada n no ano (cm); e C n - é o coeficiene esruural da camada n; d C n - é o coeficiene de drenagem da camada n; COV - são os cusos de operação dos veículos no ano ( /km/veículo); - é o índice de qualidade do pavimeno no ano ; V T +1 - é o valor residual do pavimeno no ano T+1; C rehab - é o cuso da úlima acção de reabiliação aplicada ao pavimeno; T +1 - é o valor do do pavimeno no ano T+1; rehab - é o valor do poserior à aplicação da úlima acção de reabiliação aplicada ao pavimeno; TMDA p - é o ráfego médio diário anual de veículos pesados no ano de aberura ou no ano seguine à úlima reabiliação, por senido e na via mais soliciada; c - é a axa média de crescimeno anual do ráfego pesado; Y - é a idade do pavimeno desde a consrução ou da úlima reabiliação (anos); α - é o facor de agressividade do ráfego. O número esruural dos pavimenos é calculado aravés da Equação (3) enrando em consideração com a espessura, o coeficiene esruural e o coeficiene de drenagem de cada uma das camadas que consiuem o pavimeno. Para o cálculo do número esruural foi assumido que os sisemas de drenagem dos pavimenos funcionam bem, pelo que os coeficienes de drenagem assumem o valor 1. Os coeficienes esruurais, que esão direcamene relacionados com a capacidade esruural das camadas, assumem os valores apresenados na Tabela 2 (AASHTO, 1993). Tabela 2 Coeficienes esruurais e Maerial Descrição C n /cm BD Beão beuminoso em camada de desgase 0,17323 MBD Misura beuminosa densa em camada de regularização 0,17323 MB Macadame beuminoso em camada de regularização 0,13386 MB Macadame beuminoso em camada de base 0,13386 BG Base granular 0,05512 BTC Base raada com cimeno 0,09055 SBG Sub-base granular 0,04331 Número 26, 2006 Engenharia Civil UM 53
O número esruural do pavimeno, não ocorrendo a aplicação de acções de conservação, sofre um decréscimo de acordo com o seu valor acual do. O cálculo do número esruural efecivo é efecuado aravés das Equações (7), (8) e (9). 1,0 RL = 100 3,9 1,0 CF = 0,50 + 0,0155 RL 0,0002 ( RL) + 0,000001 ( RL) SN eff = CF SN 0 2 3 (7) (8) (9) Nesas equações: RL - é a vida resane do pavimeno (%); - é o índice de qualidade; CF - é o facor de condição do SN. As inervenções de conservação dos pavimenos que foram adopadas e os correspondenes cusos considerados são apresenados na Tabela 3. Eses cusos foram obidos aravés da análise das obras ocorridas nos úlimos cinco anos em cada disrio, conabilizando o percenil 85% do cuso relaivo a cada acividade que compõe cada inervenção. Esas ambém são em cada disrio aquelas que habiualmene são usadas em obras de conservação e reabiliação, embora, em qualquer momeno, possam ser consideradas ouras, permiindo inovações (reciclagem, por exemplo) ou mudanças de esraégias nas acividades de conservação. O número esruural do pavimeno, poseriormene à aplicação de uma acção de reabiliação, sofre um acréscimo correspondene à espessura e ao coeficiene esruural dessa nova camada. Com cada inervenção, quando realizada, o número esruural melhora de acordo com o que pode ser viso na Tabela 4 (variação do SN com as inervenções). Para aplicação da meodologia considerou-se um nível mínimo de qualidade correspondene, nesa fase de apreciação de resulados, a um índice de qualidade ( =2). Com base nese nível mínimo de qualidade, foram definidas as inervenções correcivas de conservação dos pavimenos apresenadas na Tabela 5. Na análise que o SAE efecua, cada inervenção em como inervenções alernaivas odas aquelas que são mais fores do que ela própria. Tabela 3 Inervenções de conservação e os correspondenes cusos Número Descrição Cuso 1 Não fazer nada 0,00 /m 2 2 Recuperação das caracerísicas superficiais 4,14 /m 2 3 Reforço leve 9,80 /m 2 4 Reforço médio 15,03 /m 2 5 Reforço fore 17,03 /m 2 Tabela 4 Variação do número esruural com as inervenções de conservação Número Descrição SN 1 Não fazer nada 0 2 Recuperação das caracerísicas 0,17323 superficiais 3 Reforço leve 1,21261 4 Reforço médio 2,07876 5 Reforço fore 2,55121 54 Engenharia Civil UM Número 26, 2006
Tabela 5 Acivação da aplicação das inervenções de conservação Índice de qualidade Inervenção de conservação 2,0 5 > 2,0 1 Nos gráficos seguines, como resulado da aplicação do SAE ao disrio de Caselo Branco já referido, apresenam-se rês soluções de conservação dos pavimenos. A primeira solução, designada por solução inicial, é definida apenas pelo nível mínimo de qualidade (NMQ) em ermos de. Iso significa que quando um deerminado pavimeno ainge um valor de de 2,0 é acivada uma deerminada inervenção correciva de conservação. Esa solução é definida com base numa políica correciva das paologias dos pavimenos e não numa políica preveniva. A segunda solução, designada por solução final opimizada pela minimização dos cusos de conservação, em como objecivo minimizar os cusos de conservação dos pavimenos de oda a rede rodoviária durane o período de análise de 10 anos, que foi o período considerado. A erceira solução, designada por solução final opimizada pela minimização dos cusos oais, é deerminada pelo SAE considerando, além dos cusos de conservação, ambém um modelo que raduz os cusos (sobreudo de uso e de operação dos veículos, nesa primeira fase) que podem ser aribuídos aos uenes (cuso de uenes) e o valor residual dos pavimenos, que enra como valor negaivo em ermos de cusos já que é uma mais-valia económica no fim do período de planeameno (quano maior for o valor residual menores encargos com a conservação são ransmiidos ao período seguine). Sucinamene, a conabilização dos cusos de uenes é uma adapação dum modelo japonês (Shoji e al., 1998) que é função do, sendo o cuso por km e veículo igual ao cuso que o esado poruguês paga por km a um veículo privado, quando o é o mínimo admiido para não haver inervenção de conservação. O valor residual ambém é uma função do, aumenando com ese. Para as rês soluções de conservação referidas limiaram-se a duas as inervenções possíveis de efecuar nos 10 anos do período de planeameno. Com o objecivo de se mosrarem os resulados foram escolhidos dois segmenos rodoviários endo em cona dois esados de conservação diferenes no ano inicial. Na Tabela 6 apresenam-se os aribuos desses dois segmenos rodoviários. Tabela 6 Aribuos dos segmenos de gesão Aribuos Segmenos de gesão Segmeno_ID 05003 05001 Classe_segmeno IC IP Tipo_pavimeno Flexível Flexível Direcção_esradas Caselo Branco Caselo Branco Comprimeno (m) 14635 1931 Largura (m) 8,55 9,40 CBR_leio_pavimeno (%) 4 6 Número_esruural 4,40 5,20 Ano_consrução_ou_úlima_reabiliação 1995 2001 Idade (anos) 10 4 TMDA 5838 4331 TMDA_pesados 800 300 Taxa_crescimeno (%) 4 3 Facor_agressividade_ráfego 4,5 3,0 2,15 3,81 Número 26, 2006 Engenharia Civil UM 55
Na Tabela 7 esão represenadas as inervenções de conservação a aplicar nos dois segmenos rodoviários referidos aneriormene, para cada uma das esraégias de conservação referidas. Na Figura 5 esá represenada a evolução do índice ao longo dos anos para o segmeno de gesão número 05003 perencene ao IC8. Na Figura 6 esá represenada a mesma evolução para o segmeno de gesão número 05001 perencene ao IP2. Noe-se que nesas figuras o ano 10 corresponde ao 11º do período de planeameno e, porano, não é levado em cona na análise pelo SAE. Tabela 7 Inervenções de conservação para o período de análise de 10 anos Segmeno Inervenções definidas apenas pelo NMQ Ano 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 05003 2,15 1 5 1 1 1 1 1 1 1 1 05001 3,81 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Inervenções definidas pela minimização dos cusos de conservação Segmeno Ano 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 05003 2,15 2 1 1 2 1 1 1 1 1 1 05001 3,81 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Inervenções definidas pela minimização dos cusos oais Segmeno Ano 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 05003 2,15 3 1 1 1 1 1 2 1 1 1 05001 3,81 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 Legenda (inervenções): 1 - Não fazer nada; 2 - Recuperação das caracerísicas superficiais; 3 Reforço leve; 4 Reforço médio; 5 Reforço fore 5,0 4,5 4,0 3,5 Solução inicial definida pelo NMQ Solução final opimizada (Min. CC) Solução final opimizada (Min. CC+CU-VR) 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ano Figura 5 Evolução do para o segmeno de gesão 05003 56 Engenharia Civil UM Número 26, 2006
Solução inicial definida pelo NMQ Solução final opimizada (Min. CC) Solução final opimizada (Min. CC+CU-VR) 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ano Figura 6 Evolução do para o segmeno de gesão 05001 Para o primeiro segmeno de gesão (=2,15), considerando a solução inicial, aparece a inervenção 5 (reforço fore) logo no ano 1 correspondendo a uma inervenção correciva devido ao, nesse ano, aingir um valor inferior a 2,0 (Tabela 7 e Figura 5) e como não baixa do NMQ ( = 2,0) nos anos seguines não é indicada mais nenhuma inervenção. Considerando a solução final opimizada pela minimização dos cusos de conservação, aparece a inervenção 2 (recuperação das caracerísicas superficiais) logo no ano 0 e ambém no ano 3, correspondendo a duas inervenções prevenivas (Tabela 7 e Figura 5), que são a melhor solução para gasar o menos possível manendo o criério de qualidade. Considerando a solução final opimizada pela minimização dos cusos oais, aparece a inervenção 3 (reforço leve) no ano 0 e a inervenção 2 no ano 6, correspondendo ambém a duas inervenções prevenivas mas, nese caso, já levando em cona a minimização do cuso de uenes e a valorização final do pavimeno pela consideração do valor residual, pelo que o sisema opa por er a melhor qualidade possível para servir aquelas duas parcelas dos cusos durane o maior período possível, fazendo-o com as duas inervenções que são as menos dispendiosas para cumprir o objecivo. Para o segmeno de gesão número 05001 (=3,81), considerando a solução inicial, não é necessário inervir no pavimeno durane odo o período de análise (Tabela 7 e Figura 6), o mesmo aconecendo para a solução final opimizada pela minimização dos cusos de conservação. Iso aconece porque de acordo com a degradação inferida pela aplicação da abordagem AASHTO não se ainge, em ambos os casos o NMQ. Já considerando a solução final opimizada pela minimização dos cusos oais, aparece a inervenção 2 (recuperação das caracerísicas superficiais) no ano 7, correspondendo a uma inervenção preveniva que faz com que o seja sempre basane elevado durane odos os anos do período de análise, como se enende pelo que já se referiu a propósio do segmeno de gesão anerior. Quano a cusos finais, podem ver-se na Tabela 8 os valores dos cusos de conservação, dos cusos para os uenes e do valor residual dos pavimenos para cada esraégia e segmeno de gesão. Admiindo só a análise do pono de visa de cusos de conservação, a segunda esraégia (minimização desse ipo de cusos) apresena, nauralmene, menores cusos de conservação. Considerando a oalidade dos cusos, somando os de uenes e subraindo o valor residual, verifica-se (Figura 7) que a melhor esraégia é aquela que se preocupa com esses aspecos logo na análise, ambém como é naural. Número 26, 2006 Engenharia Civil UM 57
Tabela 8 Cusos para o período de análise de 10 anos Inervenções definidas apenas pelo NMQ Segmeno Cusos de Cusos para os conservação uenes Valor residual 05003 2,15 2130951,1 130262599,6 1614254,6 05001 3,81 0,0 11978355,4 239032,7 Inervenções definidas pela minimização dos cusos de conservação Segmeno Cusos de Cusos para os conservação uenes Valor residual 05003 2,15 1036070,2 131496251,0 0,0 05001 3,81 0,0 11978355,4 239032,7 Inervenções definidas pela minimização dos cusos oais Segmeno Cusos de Cusos para os conservação uenes Valor residual 05003 2,15 1744301,7 129351342,6 1843182,8 05001 3,81 75146,8 11956260,4 297843,2 Análise_Segmeno Cuv_5003 Cc_5003 NMQ_5003 Análise_Segmeno Cuv_5001 Cc_5001 NMQ_5001 1,275E+6 1,290E+6 1,305E+6 1,320E+6 1,335E+6 Euros 1,1730E+6 1,1735E+6 1,1740E+6 Euros Figura 7 Cusos oais para as rês esraégias analisadas e para os dois segmenos 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS O sisema que se preende ver implemenado no início de 2006, depois de ligar a programação da conservação ao sisema de informação geográfica para efeios de apresenação dos relaórios, vai permiir que a gesão dos processos conducenes à conservação da rede sob jurisdição direca da adminisração nacional poruguesa sejam mais prevenivos do que reacivos, o que não em aconecido aé ao momeno. A possibilidade de agora poder aplicar de forma mais efeciva a inervenção cera, no momeno cero, no devido segmeno de gesão, é de faco a grande vanagem do sisema que se apresenou. Para melhorar a sua eficácia, a adminisração esá sensibilizada para melhorar a qualidade do levanameno dos parâmeros de esado fundamenais (o IRI, as rodeiras e o IFI) relaivos ao pavimeno, nomeadamene aravés da realização de levanamenos mecânicos desses parâmeros. Iso permiirá um melhor ajuse do modelo de previsão usado à realidade poruguesa e, pensa-se que será suficiene para poder enconrar um modelo de previsão da evolução desses parâmeros bem ajusado a essa realidade. 58 Engenharia Civil UM Número 26, 2006
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