CONSERVAÇÃO PREVENTIVA
Eng° Pery C. G. de Castro
Revisado em setembro/2009
1.
INTRODUÇÃO
Conservação do pavimento é um trabalho de rotina, executado para manter o pavimento,
sob as condições normais, da natureza e do tráfego, tão próximo quanto possível de sua condição
imediata à construção.
2.
TIPOS
Três tipos de conservação dos pavimentos são geralmente aceitos.
a) Conservação preventiva
b) Conservação corretiva
c) Conservação emergencial
3.
CONSERVAÇÃO PREVENTIVA
Consiste na aplicação de um tratamento adequado quando iniciar o surgimento de um
defeito, evitando ou retardando seu desenvolvimento.
Segundo o Lead State Team on Pavement Preservation da AASHTO: Conservação
preventiva consiste em aplicar no pavimento, o tratamento adequado na ocasião certa.
A conservação preventiva é usada para:
1) Deter a menor deterioração que surja no pavimento;
2) Retardar rupturas progressivas; e
3) Reduzir a necessidade de conservação corretiva.
É executada antes que o pavimento apresente defeitos significativos, com o objetivo de
propiciar melhor desempenho do pavimento.
Se os defeitos identificados no pavimento são devido a deficiências estruturais, a
conservação preventiva não é eficiente e neste caso deve-se programar uma reabilitação ou
reconstrução.
2
4.
CONSERVAÇÃO CORRETIVA OU DE ROTINA
É executada depois da ocorrência de defeitos do pavimento, isto é, perda de atrito,
sulcos moderados ou acentuados, ou excessiva quantidade de trincas.
Os serviços e os tratamentos aplicados à superfície dos pavimentos são os mesmos na
conservação preventiva e na corretiva. O momento em que são aplicados é que determina se é
com finalidade preventiva ou corretiva.
Num programa de conservação estes tipos de conservação são necessários; entretanto,
deve ser enfatizada a conservação preventiva, para retardar a conservação corretiva, de custo
muito elevado.
5.
CONSERVAÇÃO EMERGENCIAL
Quando os defeitos no pavimento atingem uma intensidade muito elevada, há
necessidade de uma reabilitação ou reconstrução. Enquanto isto não ocorrer a conservação
corretiva, para atenuar a condição precária do pavimento, é classificada de emergencial.
6.
APRECIAÇÃO DOS TIPOS DE CONSERVAÇÃO
Com o envelhecimento do pavimento e o aumento de solicitações pelo tráfego, a
condição do pavimento vai reduzindo, Figura 1.
A conservação preventiva é aplicável até uma condição limite C1 do pavimento.
A partir deste ponto o único tipo de conservação para pavimento é a rotineira ou
conservativo, até atingir uma condição baixa C2.
A partir deste ponto torna-se necessário um recapeamento ou reconstrução. Até que isto
ocorra procura-se atenuar aos usuários os inconvenientes dos defeitos, fazendo uma conservação
emergencial conhecida como “tapa buracos”.
CONDIÇÃO DO PAVIMENTO
Figura 1
Conservação preventiva
C1
Conservação corretiva
C2
Conservação emergencial
TEMPO
3
A redução da condição de qualidade do pavimento reduz com o tempo, mais lentamente,
quando se usa a Conservação Preventiva, Curva B da Figura 2
B
A
Recuperação
Figura 2
Recuperação
Condição do pavimento
Reconstrução ou reabilitação
NL
t1
t2
t4 t5
t3
Tempo de atuação do tráfego
Esta redução da qualidade é mais rápida quando não é feita da conservação preventiva,
mas somente a conservação de rotina ou corretiva, curva A da Figura 2.
Além disso, o custo da conservação preventiva é menor que o custo da corretiva.
As condições do pavimento, sem conservação preventiva, caem a um nível limite NL,
que exige recuperação ou reconstrução num tempo t1, curva A da Figura 2.
O pavimento com conservação preventiva atingirá o mesmo nível limite NL num tempo
maior t2, curva B. Num determinado período, o número de vezes que o pavimento será
reconstruído ou reabilitado será menor quando a Conservação Preventiva é praticada e
consequentemente haverá uma redução no custo global da conservação, pela redução do número
de recuperações.
A Fundação para Preservação dos Pavimentos FP2, americana, baseada em estudos de
custos realizados por várias Organizações Rodoviárias apregoa o sucesso da conservação
preventiva em termos financeiros: cada dólar gasto agora (conservação do pavimento)
corresponde à uma economia da ordem de 6 dólares no futuro. Isto significa que a
conservação preventiva além de manter o pavimento em melhores condições de rolamento, gera
uma redução acentuada no custo global da conservação, cujos recursos normalmente são
insuficientes.
7.
TRATAMENTOS EMPREGADOS NA CONSERVAÇÃO PREVENTIVA E
SUAS APLICAÇÕES
Os diversos tratamentos usados na conservação preventiva são:
● Pinturas asfálticas leves (Fog seal)
● Lama asfáltica
● Micro revestimento
● Capa selante (Seal coat)
● Recapeamento com camada fina de mistura asfáltica a quente
● Fresagem
● Selagem de trincas
Eles resumidamente são descritos a seguir:
(1) Pinturas asfálticas leves (Fog seal)
É uma aplicação de emulsão asfáltica de ruptura lenta diluída em água, (1:1).
É empregada na renovação de superfícies asfálticas velhas e para selar
pequenas trincas e vazões superficiais.
4
(2) Lama asfáltica
Uma mistura com emulsão asfáltica especial de ruptura lenta com agregado
fino, bem graduado, filler mineral e água, tendo a consistência de uma lama.
É usado:
a) Para encher trincas;
b) Selar superfície de revestimentos asfálticos velhos;
c) Restaurar a uniformidade da textura superficial do pavimento;
d) Impermeabilizar a superfície do pavimento para evitar a entrada de água
e ar nos poros do pavimento: e
e) Propiciar uma superfície antiderrapante.
(3) Micro revestimento
É uma mistura de emulsão asfáltica, modificada com polímero, agregado
mineral, filler mineral, água e outros aditivos, adequadamente proporcionados,
misturados e aplicados na superfície do pavimento com uma consistência de lama.
(4) Capa selante (seal coat)
É um tratamento superficial simples que consiste na aplicação de uma película
de asfalto (geralmente emulsão) na superfície do pavimento e em seguida coberta
com agregado e rolada.
É usada para selar a superfície de um pavimento (que não tenha trincas
provenientes das cargas dos veículos) e para melhorar o atrito da superfície, embora
seja usada comumente como superfície de desgaste em estradas com pequeno
volume de tráfego.
(5) Recapeamento com mistura asfáltica a quente (HMA Hot mix Asphalt)
HMA é mistura de alta qualidade, a quente, constituída por cimento asfáltico
e agregado denso, de alta qualidade, compactada formando uma massa uniforme
densa.
É empregada para o recapeamento do pavimento com o objetivo de correção
de deformações superficiais, e fornece um suporte estrutural ao pavimento.
(6) Fresagem
Consiste na remoção do revestimento asfáltico em pequenos fragmentos,
resultante do processo operacional do equipamento conhecido como Fresadoras.
É utilizada na remoção de ressaltos dos pavimentos.
(7) Selagem de trincas
Em um processo de conservação que envolve colocação de um material
especializado (geralmente asfalto) dentro de “trincas que estão trabalhando” para
reduzir a introdução de materiais compressíveis na junta e evitar a penetração da
água nas camadas inferiores do pavimento.
“Trincas que estão trabalhando” são definidas como aquelas que apresentam
significativos movimentos horizontais, geralmente maiores que aproximadamente
2mm.
Os defeitos dos pavimentos (não provenientes de deficiência estrutural) que
podem ser tratados na conservação preventiva estão relacionados no Quadro I,
onde também estão indicados os possíveis tratamentos.
O custo e a vida média esperada para estes tipos de tratamentos estão
indicados no Quadro II (página 6). Os custos são valores médios, nos Estados
Unidos em 2000, expressos em reais. Têm por objetivo dar uma ideia da grandeza
destes custos em valores absolutos e de comparar os custos dos diversos
tratamentos.
5
Fresagem (3)
Recapeamento finom (2)
Capa selante
(Tratamento superficial simples)
Lama asfáltica
Micro revestimento
Selagem de trincas
DEFEITOS DO PAVIMENTO
Pintura asfáltica leve
(Fog Sial)
QUADRO I - POSSÍVEIS TRATAMENTOS DE CONSERVAÇÃO PREVENTIVA
PARA VÁRIOS TIPOS DE DEFEITOS
Rugosidade superficial
Sem problemas de estabilidade
Com problemas de estabilidade
Sulcos
Trincas de fadiga (1)
Trincas transversais e longitudinais
Exsudação
Desagregação
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
X = tratamento adequado
(1) Somente para superfícies com nível baixo de trincas de fadiga.
A conservação preventiva não é aplicável para níveis de severidade de fadiga médio a alto.
Nível baixo: menos de 1% de área dos trilhos apresentam trincas de fadiga.
Nível médio: 1 a 10% da área apresentam trincas de fadiga.
Nível alto: mais de 10% da área dos trilhos apresentam trincas de fadiga.
Ela é usada para propiciar uma superfície densa, impermeável, com resistência a derrapagem
quando molhada.
(2) Recapeamentos finos: estão constituídos por uma mistura asfáltica a quente, que é usada para
melhorar a qualidade da superfície do pavimento, corrigindo irregularidades, melhorando o atrito
superficial e a drenagem. Em geral têm espessura da ordem de 35mm.
(3) Fresagem é uma técnica de conservação corretiva.
Estudos apresentados no Transportation Research Record Nº 1680 sob o
título: “Seleção dos Tratamentos para Conservação Preventiva dos Pavimentos
Asfálticos” fornecem, Quadro III (página 6), exemplo considerando a vida do
tratamento e o seu custo anual.
A decisão a ser tomada na conservação preventiva a respeito do tratamento a
ser empregado pode ser auxiliada pelos diagramas de decisão levando em
consideração os tipos de defeitos: rugosidade, sulcos, trincas e deficiência
estrutural, e volume de tráfego.
Os diagramas de decisão dão uma ideia preliminar de solução do problema,
baseados simplesmente no tipo de defeito e tráfego, Figuras 3 a 6, (páginas 7 a
10).
Num estudo mais avançado, outros fatores devem ser levados em
consideração. Estes fatores são reunidos em dois grupos, resumidos nos quadros
IVa e IVb (página 6).
Num programa de conservação preventiva, estes elementos permitem montar
uma matriz de decisão que indicará a solução mais adequada.
6
QUADRO II - CUSTOS UNITÁRIOS E EXPECTATIVA DE VIDA DOS TRATAMENTOS
EMPREGADOS NA CONSERVAÇÃO DOS PAVIMENTOS
CUSTO
2
R$/m
TRATAMENTO
Selagem de trincas (1)
Pintura asfáltica leve (2)
Lama asfáltica (3)
Micro revestimento (4)
Capa selante (5)
Recapeamento fino a quente (6)
Recapeamento fino, mistura a frio (6)
ESPECTATIVA DE VIDA DO TRATAMENTO
(anos)
1,50
1,35
2,70
3,75
2,55
5,25
3,75
MÍNIMA
MÉDIA
MÁXIMA
2
2
3
3
3
2
2
3
3
5
7
5
7
5
5
4
7
9
7
12
10
NOTAS:
(1) Admite-se uma densidade de trincas de 0,30m/m2
(2) 0,2  /m2 de uma diluição de água/emulsão de ruptura lenta nas proporções 1:1
(3) 7kg/m2 de lama asfáltica
(4) 14kg/m2 de micro revestimento
(5) 15kg/m2
(6) Espessura de 30 a 45mm
(7) Os custos são valores médios e podem variar com o volume dos serviços e a localização.
(8) A expectativa de vida varia com o tráfego e condições ambientais.
QUADRO III - VIDA ÚTIL E CUSTO OPERACIONAL
TRATAMENTO
VIDA DO TRATAMENTO
CUSTO ANUAL EQUIVALENTE
3,5
5
6
5
7
US$ 0,13
US$ 0,18
US$ 0,21
US$ 0,17
US$ 0,25
Pintura asfáltica leve
Cama asfáltica
Micro revestimento
Capa selante
Recapeamento fino com
mistura a quente
Custo anual equivalente
custo unitário do m 2
Expectativa de vida do tratamento(anos)
QUADRO IVa
a) COMPORTAMENTO E FACILIDADES CONSTRUTIVAS
1) Expectativa de duração dos tratamentos;
2) Custo real de cada um
3) Qualidade dos materiais disponíveis
4) Empreiteiros qualificados para o serviço
5) Estrutura do pavimento
6) Condições climáticas que afetam a execução
7) etc..
QUADRO IVb
b) SATISFAÇÃO DO USUÁRIO
No segundo grupo são apreciados os seguintes atributos:
1)
2)
3)
interrupção do tráfego
Ruído
Atrito superficial
7
DIAGRAMA DE DECISÃO PARA RUGOSIDADE SUPERFICIAL
(Aspereza)
OCORRÊNCIA DA RUGOSIDADE
Devido à camadas abaixo do
revestimento
Limitado à camada de
revestimento
TMD
(Tráfego Médio Diário)
< 1 000
Capa selante
1 000 - 5 000
Micro revestimento
Lama asfáltica
> 5 000
Lama asfáltica/
Micro revestimento
ou Recapeamento fino
com mistura a quente
Conservação preventiva
Não é indicada
Figura 3
8
DIAGRAMA DE DECISÃO PARA SULCOS
CAUSA DOS SULCOS
Densificação
da camada
Estrutura
inadequada
Marcas dos pneus
Instabilidade
da mistura
TMD
Tráfego Médio Diário
Conservação preventiva
não é indicada
< 1 000
Tratamento superficial
1 000 - 5 000
Micro revestimento
> 5 000
Micro revestimento
ou Recapeamento fino
com mistura a quente
Figura 4
9
DIAGRAMA DE DECISÃO PARA AS TRINCAS
TIPO DE TRINCAS
Não associada à carga
Associada à carga
Fadiga
Longitudinal
Conservação preventiva
não é indicada
pode atenuar o problema
Transversal
TMD
(Tráfego Médio Diário)
< 1 000
1 000 - 5 000
Enchimento de trincas
Ou
Tratamento superfiicial
Enchimento de trincas
Ou
Tratamento superfiicial
Contração
Pintura asfáltica leve
ou
Tratamento superficial
Lama asfáltica
Recapeamento fino
com mistura a quente
> 5 000
Selagem das trincas ou
Recapeamento fino
com mistura a quente
Figura 5
TRINCAS
(1) Trincas associadas às cargas
As mais importantes são as trincas longitudinais e as trincas por fadiga..
As trincas nos trilhos dos veículos associadas com o efeito cumulativo das cargas são uma clara indicação da
deterioração estrutural e perda da capacidade suporte do pavimento.
As estratégias de reabilitação tême em foco a remoção e substituição do revestimento e, em alguns casos, também,
de outras camadas do pavimento (base, sub-base)
Os níveis deste tipo de defeito são;
a) Baixo : menos de 1% da área dos trilhos dos veículos apresenta trincas associadas ás cargas dos veículos, que
podem começar com uma única trinca longitudinal.
b) Moderado : de 1% a 10% da área dos trilhos apresentam trincas interligadas.
c) Alia : 10% ou mais das áreas dos trilhos apresentam trincas associadas a carga. Progressão rápida destas trincas
pode atingir toda área.
(2) Trincas não associadas às cargas
São trincas transversais e longitudinais, ou em blocos, que se desenvolvem num pavimento asfáltico a) quando ele
envelhece, ou b) quando suporta tensões térmicas associadas ao ciclo diário da temperatura, ou c) por qualquer
outra causa, não associada a carga aplicada pelos veículos.
Os tratamentos para este tipo de defeito são indicados para evitar a intrusão da umidade e retardar a velocidade de
surgimento das trincas na superficie do pavimento.
10
DIAGRAMA DE DECISÃO PARA A DESAGREGAÇÃO
CONDIÇÃO ESTRUTURAL
Adequada
Não adequada
TMD
Tráfego Médio Diário
< 1 000
Pintura asfáltica Leve
ou
Capa selante
1 000 - 5 000
> 5 000
Pintura asfáltica Leve
ou
Capa selante
Pintura asfáltica Leve
ou
Capa selante
ou Lama asfáltica
ou Micro revestimento
ou Lama asfáltica
ou Micro revestimento
ou recapeamento fino
com mistura asfáltica a
quente
Conservação preventiva
não é indicada
Figura 6
11
Para definição do tipo de tratamento a ser utilizado, deve-se considerar os fatores do
Quadro V referentes ao comportamento e à construção dos tratamentos mais empregados na
conservação preventiva.
QUADRO V
ITEM
1
2
3
4
5
6
7
8
9
19
11
ATRIBUTO
Expectativa de vida
Efeito das condições climáticas
Estrutura do pavimento
Condições existentes
Efetividade de custos
Qualificação da Empreiteira
Qualidade dos materiais
Limites climáticos
Interrupção do tráfego
Ruído
Atrito superficial
RECAPEAMENTO
FINO
HMA
4
3
4
3
3
4
3
2
2
5
4
LAMA
ASFÁLTICA
CAPA
SELANTE
MICRO
REVESTIMENTO
2
3
2
1
5
3
2
4
4
4
4
3
2
3
4
5
4
3
3
1
1
5
4
3
3
2
4
3
2
4
5
3
4
Item 1: Qual o tratamento que propiciará vida mais longa:
5 = mais longa
1 = mais curta
Item 2 Quais os tratamentos afetados pelas mudanças climáticas:
5 = pouco
1 = muito
Item 3: Influência da estrutura do pavimento na seleção do tratamento:
5 = pouco
1 = muito
Item 4: Como as condições do pavimento influem no tipo do tratamento:
5 = pouco
1 = muito
Item 5: Custo unitário e vida esperada (Quadro III) :
5 = maior custo
1 = menor custo
Item 6: Disponibilidade e retrospecto:
5 = maior custo
1 = menor custo
Item 7: Qualidade dos materiais para execução do tratamento:
5 = sim
1 = não
Item 8: Restrições de épocas do ano para execução do tratamento:
5 = nenhuma restrição
1 = considerável restrição
Item 9: Ruído produzido pelos veículos:
5 = pouco
1 = muito
Item 10: Ruído produzido pelos veículos>
5 = pouco
1 = muito
Item 11: É o atrito superficial importante:
5 = não
1 = sim
8.
QUANDO REALIZAR OS TRATAMENTOS DE CONSERVAÇÃO PREVENTIVA
Um elemento crítico da conservação preventiva é a determinação do momento de
aplicação do tratamento escolhido.
Se considerarmos o custo da conservação, quanto mais velho for ficando o pavimento,
maior o número de aplicações de carga ele sofre e com isto aumentam os defeitos e o custo da
conservação, Figura 7.
Se por outro lado, se o tratamento for aplicado cedo, ele se desgastará sem trazer
nenhum proveito à conservação do pavimento, resultando em custo anual elevado de
12
CUSTO DA CONSERVAÇÃO
conservação. Este custo vai reduzindo a medida que sua aplicação ocorra no pavimento com
mais idade, porque aí o tratamento se torna efetivo, Figura 8.
REHABILITAÇÃO / RECONSTRUÇÃO
É MAIS CARA
CONSERVAÇÃO
PREVENTIVA
É MAIS BARATA
Figura 7
IDADE
CUSTO ANUAL
CONSERVAÇÃO PREVENTIVA FORA DE
ÉPOCA TEM ALTO CUSTO ANUAL
Figura 8
CONSERVAÇÃO MENOS
FREQUENTE TEM BAIXO
CUSTO ANUAL
IDADE
A superposição das duas curvas das figuras 7 e 8 fornece o ponto ótimo de aplicação do
tratamento da conservação preventiva, Figura 9.
Estas curvas teóricas devem ser calculadas para valores reais. Isto envolve estudos
complexos de custos, não disponível em muitos Órgãos Rodoviários.
Como orientação básica, geralmente os tempos ótimos para aplicação dos vários
tratamentos estão apresentados no Quadro VI.
Estes tempos são considerados para pavimentos sem problema estrutural.
Os tempos reais para os vários tratamentos podem variar com o nível do tráfego e as
condições ambientais.
13
CURVA RESULTANTE DA
SUPERPOSIÇÃO DAS DUAS CURVAS
CUSTO TOTAL
CURVA
“CUSTO ANUAL DE CONSERVAÇÃO”
EM FUNÇÃO DA IDADE
CUSTO DA CONSERVAÇÃO
(rehabilitação)
EM FUNÇÃO DA IDADE
IDADE
MOMENTO OPORTUNO
PARA APLICAÇÃO DO
TRATAMENTO DA
CONSERVAÇÃO PREVENTIVA
Figura 9
QUADRO VI
TRATAMENTO
Pintura asfáltica leve (Fog Seal)
Selagem de trincas
Capa selante
Lama asfáltica
Recapeamentos finos
TEMPOS ÓTIMOS
(em anos)
1 - 3
2 - 4
5 - 7
5 - 7
5 - 10
********************************
*********************
Revisado em setembro / 09