Avaliação do Coeficiente de Atrito em Aeroportos Portugueses: O caso do aeroporto de Lisboa João Pedro Sousa Duarte Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil Júri: Presidente: Professor Doutor José Álvaro Pereira Antunes Ferreira Orientador: Professor Doutor Luís Guilherme de Picado Santos Vogal: Professor Doutor José Manuel Coelho das Neves Setembro 2011 AGRADECIMENTOS
A elaboração deste trabalho só foi possível com o apoio e ajuda de várias pessoas às quais
gostaria de expressar os meus sinceros agradecimentos, em particular:
Ao Professor Doutor Luís Guilherme de Picado Santos, Professor Catedrático do Instituto
Superior Técnico, orientador científico, pela excelente orientação e interesse demonstrado,
pelas valiosas sugestões, pelo constante incentivo e encorajamento e por todo o tempo que
disponibilizou na realização deste trabalho.
À Doutora Ana Capote Fernandes, por toda a ajuda e interesse demonstrado ao longo deste
trabalho e pelos seus conselhos bastante úteis.
À Eng.ª Susana Brito, colaboradora da ANA na Direcção de Infra-estruturas Aeronáuticas,
pela disponibilidade demonstrada, pelos conhecimentos técnicos e informação disponibilizada
e sem a qual não teria sido possível elaborar este trabalho.
Aos meus colegas de curso por me terem acompanhado ao longo do meu percurso académico
e especialmente na elaboração deste trabalho.
À minha família por todo o amor e apoio incondicional que demonstraram ao longo desta
etapa da minha vida e por terem tornado possível a realização deste trabalho e, aos meus
amigos por estarem sempre presentes e por toda a ajuda demonstrada.
i RESUMO
A boa gestão e manutenção de uma infraestrutura aeroportuária são essenciais para o
seu funcionamento integral em condições de segurança e economia. A deterioração dos
pavimentos, os quais são essenciais para o bom funcionamento de um aeroporto, relaciona-se
directamente com a ocorrência de incidentes e/ou acidentes que podem ter consequências
catastróficas, daí desenvolvimento de indicadores que permitem avaliar o estado de um
pavimento e com isso definir acções de manutenção e reabilitação, como é o caso do
coeficiente de atrito. A introdução de Sistemas da Gestão de Pavimentos Aeroportuários
permitiu aos responsáveis pelos aeroportos conciliar a manutenção das condições de
segurança a custos controlados, proporcionando assim a preservação dos pavimentos por um
período alargado de uma forma economicamente sustentável.
Em conjunto com a ANA Aeroportos de Portugal, e como apoio à implementação de
um novo sistema de gestão de pavimentos, procurou-se entender o comportamento do
coeficiente de atrito numa das pistas do Aeroporto Internacional de Lisboa. Neste sentido,
analisaram-se dados históricos de levantamento de atrito por parte da ANA e através da sua
observação tentou-se perceber de que modo é que estes estariam relacionados com a natural
evolução temporal, com eventuais problemas no pavimento da pista ou com o tráfego que
utiliza o pavimento em causa. Com base nos resultados a que se chegou, foram dadas algumas
recomendações para práticas futuras no que respeita ao coeficiente de atrito e a pista em
causa. Dada a existência de algumas situações mais anormais tentou-se perceber a sua causa e
de que modo é que poderiam ser mitigadas.
Palavras-Chave: Coeficiente de Atrito; Textura; Sistema de Gestão de Pavimentos
Aeroportuários; Depósitos de Borracha.
iii ABSTRACT
The adequate management and maintenance of an airport infrastructure is essential in
order to assure its safe and economic operation. Being the pavements responsible for the
proper functioning of an airport, its deterioration is closely related to the occurrence of
incidents and/or accidents which can be catastrophic and that is why several indicators were
developed in order to assess the pavement condition and to define maintenance and
rehabilitation actions. The introduction of Airport Pavement Management Systems allowed
the airport authorities to maintain the safety conditions in a tight budget enabling the longer
and economically sustainable preservation of a pavement.
Together with ANA Aeroportos de Portugal and as a support to the implementation of
a new pavement management system for the Lisbon international airport this research aimed
to understand the skid resistance’s behavior for a specific runway. The analysis tried to
understand the relation between skid resistance and its natural evolution, the airplane traffic
and any problems reported and it was based on historical data from friction evaluation
campaigns. Several unusual situations were found which led to trying to assess its causes and
the way to mitigate them as well as to make some future recommendations on best practices
in managing future skid resistance issues.
Keywords: Coefficient of Friction; Texture; Airport Pavement Management Systems; Rubber
Deposits.
v ABREVIATURAS E ACRÓNIMOS
ALS
Aeroporto Internacional de Lisboa
ASFT
Airport Surface Friction Tester
ASTM
American Society for Testing and Materials
BB
Betão Betuminoso
BPN
British Pendulum Number
CA
Coeficiente de Atrito
CAL
Coeficiente de Atrito Longitudinal
CAT
Coeficiente de Atrito Transversal
DIA
Direcção de Infra-estruturas Aeronáuticas
ETD
Estimated Texture Depth
EP
Estradas de Portugal
GN
Grip Number
ICAO
International Civil Aviation Organization
IFI
International Friction Index
FAA
Federal Aviation Administration
MPD
Mean Profile Depth
MTD
Mean Texture Depth
NASA
National Aeronautics and Space Administration
PIARC
Permanent International Association of Road Congress
SFT
Surface Friction Tester
SGP
Sistema de Gestão de Pavimentos
SGPA
Sistema de Gestão de Pavimentos Aeroportuários
vii ÍNDICE AGRADECIMENTOS .................................................................................................................................... i RESUMO .................................................................................................................................................. iii ABSTRACT ................................................................................................................................................. v ABREVIATURAS E ACRÓNIMOS .............................................................................................................. vii Capítulo 1 – Introdução .................................................................................................................... 1 1.1 – Enquadramento e motivação ..................................................................................... 1 1.2 – Objectivos ................................................................................................................... 2 1.3 – Metodologia ............................................................................................................... 3 1.4 – Organização da dissertação .............................................................................................. 4 Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica ..................................................................................................... 7 2.1 – Características Gerais dos Pavimentos ............................................................................. 7 2.1.1 – Principais Materiais Utilizados ............................................................................................ 9 2.1.1.1 – Agregados ..................................................................................................................... 9 2.1.1.2 – Ligantes ...................................................................................................................... 10 2.1.2 – Principais Camadas de Desgaste ....................................................................................... 12 2.1.2.1 – Betão Betuminoso ...................................................................................................... 13 2.1.2.2 – Misturas de Alto Módulo............................................................................................ 14 2.1.2.3 – Betão Betuminoso Drenante ...................................................................................... 15 2.1.2.4 – Micro‐betão Betuminoso Rugoso .............................................................................. 16 2.1.2.5 – Microaglomerado Betuminoso a Frio......................................................................... 16 2.1.2.6 – Lama Asfáltica (Slurry Seal) ........................................................................................ 17 2.1.2.7 – Revestimento Superficial Betuminoso ....................................................................... 18 2.1.2.8 – Betão Betuminoso Rugoso com borracha .................................................................. 18 2.1.2.9 – Betão Betuminoso com borracha ............................................................................... 19 2.1.2.10 – Stone Mastic Asphalt ................................................................................................ 20 2.1.2.11 – Betão de cimento ..................................................................................................... 20 2.2 – Características de Superfície dos Pavimentos ................................................................ 23 2.2.1 – Textura .............................................................................................................................. 24 2.2.2 – Atrito ................................................................................................................................. 30 2.2.3 – Depósitos de borracha ...................................................................................................... 36 2.2.4 – Drenabilidade .................................................................................................................... 36 ix 2.2.5 – Ruído ................................................................................................................................. 39 2.2.6 – Índice Internacional de atrito ‐ International Friction Index (IFI) ...................................... 41 Capítulo 3 – Descrição do Método ................................................................................................. 45 3.1 – Regulamentação Internacional ...................................................................................... 46 3.2 – Caso de estudo ............................................................................................................... 48 3.2.1 ‐ O Aeroporto Internacional de Lisboa ................................................................................. 48 3.2.2 – Equipamento de medição ................................................................................................. 50 3.2.3 – Campanhas de medição .................................................................................................... 51 Capítulo 4 – Análise e discussão dos resultados. ........................................................................... 55 4.1 – Análise das campanhas periódicas ................................................................................. 56 4.1.1 – Dados de atrito .................................................................................................................. 56 4.1.2 – Marcações horizontais na pista ......................................................................................... 62 4.1.3 – Remoção de Borracha ....................................................................................................... 64 4.2 – Evolução temporal.......................................................................................................... 65 4.2.1 – Comportamento nos alinhamentos .................................................................................. 65 4.2.2 – Variações entre campanhas .............................................................................................. 67 4.2.3 – Atrito vs Tráfego ................................................................................................................ 70 4.3 – Síntese dos resultados obtidos ....................................................................................... 74 Capítulo 5 – Conclusões .................................................................................................................. 75 5.1 – Conclusões Gerais .......................................................................................................... 75 5.2 – Propostas para Desenvolvimentos Futuros ................................................................... 78 Bibliografia ............................................................................................................................................ 81 Anexos ................................................................................................................................................... 85 A. Output dos ensaios de medição de Coeficiente de Atrito na Pista 03‐21 do Aeroporto de Lisboa.
89 B. Coeficiente de atrito médio por terço da pista. .......................................................................... 101 C. Coeficiente de atrito médio por cada 100m de alinhamento. .................................................... 107 D. Variação do coeficiente de atrito por alinhamento com base de 10m. ...................................... 111 E. x Variação do coeficiente de atrito entre campanhas consecutivas por cada 100m de alinhamento.
123 LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 – Tipos de pavimentos rígidos (adaptado de (Branco et al, 2008)). .....................................22
Figura 2.2 – Coeficiente de Atrito Longitudinal e Transversal (adaptado de (PIARC, 2003))..............24
Figura 2.3 – Irregularidades da superfície de um pavimento (adaptado de (PIARC, 2003)). ................25
Figura 2.4 – Micro e Macrotextura (adaptado de (PIARC, 2003)). .......................................................27
Figura 2.5 – Técnica Volumétrica da Mancha (Freitas E. et al, 2008)...................................................28
Figura 2.6 – Modelo de Cálculo do MPD (Gothié, 2008). .....................................................................30
Figura 2.7 – Evolução temporal do atrito: a) num curto intervalo de tempo; b) com o tráfego total
acumulado (TTA) (Branco et al, 2008). .................................................................................................32
Figura 2.8 – Pêndulo Britânico (Munro Instruments). ...........................................................................33
Figura 2.9 – Modelo das 3 zonas no contacto pneu/pavimento (adaptado de (Horne, 1977)). ..............38
Figura 2.10 – Diagrama Atrito-Textura de acordo com o IFI (Aps, 2006). ...........................................43
Figura 3.1 – Localização das pistas 03-21 e 17-35 na estrutura do ALS. ..............................................49
Figura 3.2 - Veículo de teste ASFT da DIA (ANA, 2008).....................................................................50
Figura 3.3 – Output dos ensaios de calibração do veículo de teste prévios aos ensaios de medição de
Coeficiente de Atrito para a campanha de Junho de 2009 (ANA, 2009a). ............................................51
Figura 3.4 - Alinhamentos e sentidos para as medições a 65km/h (ANA, 2008). .................................52
Figura 3.5 - Alinhamentos e sentidos para as medições a 95km/h (ANA, 2009a).................................53
Figura 4.1 – Escala de cores de acordo com classificação ICAO para o equipamento ASFT. ..............57
Figura 4.2 – Coeficiente de atrito médio por terço da pista a 65km/h para a campanha de Junho de
2009. .......................................................................................................................................................57
Figura 4.3 – Coeficiente de atrito médio por terço da pista a 95km/h para a campanha de Junho de
2009. .......................................................................................................................................................58
Figura 4.4 – Coeficiente de atrito médio por cada 100m a 65km/h para a campanha de Junho de 2009.
................................................................................................................................................................60
Figura 4.5 – Coeficiente de atrito médio por cada 100m a 95km/h para a campanha de Junho de 2009.
................................................................................................................................................................61
Figura 4.6 – Outputs do alinhamento 4 e 10 (6,0m à direita e esquerda, respectivamente) no ensaio a
65km/h de Outubro de 2009 (Adaptado de (ANA, 2009b))...................................................................63
Figura 4.7 – Levantamento do coeficiente de atrito para o alinhamento 1 à velocidade de 95km/h com
base de 10m. ...........................................................................................................................................66
Figura 4.8 – Levantamento do coeficiente de atrito para o alinhamento 5 à velocidade de 65km/h com
base de 10m. ...........................................................................................................................................67
xi Figura 4.9 – Variação do coeficiente de atrito entre Junho de 2009 e Outubro de 2009 a 65km/h. ......68
Figura 4.10 – Variação do coeficiente de atrito entre Junho de 2009 e Outubro de 2009 a 95km/h. ....69
Figura 4.11 – Localização esquemática dos troços escolhidos para a análise atrito vs tráfego. ............71 xii LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 – Fuso granulométrico a respeitar num betão betuminoso (NP EN 13108-1). .....................14
Tabela 2.2 – Fuso granulométrico a respeitar numa mistura de alto módulo (adaptado de (Branco et al,
2008)). ....................................................................................................................................................14
Tabela 2.3 – Fuso granulométrico a respeitar num betão betuminoso drenante (adaptado de (Branco et
al, 2008)). ...............................................................................................................................................15
Tabela 2.4 – Fuso granulométrico a respeitar num micro-betão betuminoso rugoso (NP EN 13108-1).
................................................................................................................................................................16
Tabela 2.5 – Fuso granulométrico a respeitar num microaglomerado betuminoso a frio simples
(adaptado de (Branco et al, 2008)). ........................................................................................................17
Tabela 2.6 – Fuso granulométrico a respeitar num betão betuminoso com borracha (adaptado de
(LNEC, 2006)). ......................................................................................................................................19
Tabela 2.7 – Fuso granulométrico a respeitar num betão betuminoso com borracha (adaptado de
(Drüschner & Schäfer, 2005)). ...............................................................................................................20
Tabela 3.1 – Periodicidade das campanhas de avaliação de atrito (FAA, 1997). ..................................46
Tabela 3.2 - Níveis de atrito para diferentes equipamentos de medição (ICAO, 2009). ........................48
Tabela 3.3 - Movimentos de aeronaves por pista do ALS (Dados disponibilizados directamente pela
ANA Aeroportos de Portugal, S.A.). .....................................................................................................49
Tabela 4.1 – Desvio-padrão do coeficiente de atrito na campanha de Junho de 2009 a 65km/h. ..........59
Tabela 4.2 – Desvio-padrão do coeficiente de atrito na campanha e Junho de 2009 a 95km/h. ............60
Tabela 4.3 – Relação entre o coeficiente de atrito e o tráfego para diferentes troços da pista. ..............72
xiii Capítulo 1 – Introdução
Capítulo 1 – Introdução
1.1 – Enquadramento e motivação
O transporte aéreo tem vindo a ganhar cada vez mais importância, tendo-se tornado
fundamental para o desenvolvimento de várias regiões e economias a nível mundial. A
facilidade com que hoje em dia é possível chegar a qualquer parte do globo faz com que
vivamos cada vez mais na chamada aldeia global. Se por um lado as comunicações foram um
dos grandes impulsionadores da ligação entre povos, é ao nível dos transportes, e
especialmente do transporte aéreo, que estes se podem reunir e interagir entre si.
Em Portugal, e devido à sua situação periférica face ao espaço económico em que se
insere, o transporte aéreo tem vindo a ganhar importância com um aumento de voos e de
passageiros transportados. De entre todos os aeroportos existentes no país é o de Lisboa que
tem maior relevância pela sua dimensão e pelo facto de se ter vindo a tornar cada vez mais
numa plataforma intercontinental com um crescente número de ligações para o continente
Americano e Africano. Apesar do crescente tráfego e de estar prevista a construção de uma
nova infraestrutura que vem substituir a actual, o Novo Aeroporto de Lisboa em Alcochete,
devido à actual situação económica e financeira que o país ultrapassa, calcula-se que o actual
aeroporto continuará em funcionamento durante um período mais prolongado do que seria
espectável.
O grande desenvolvimento ao nível da aeronáutica tem proporcionado um espantoso
aumento de rendimento no transporte aéreo com aeronaves capazes de transportar mais
passageiros e carga, a um menor custo e com maior rapidez e segurança. No entanto, ao nível
das infraestruturas aeroportuárias poucas evoluções se têm sentido, passando estas
essencialmente pelo aumento das infraestruturas como meio de acomodar mais tráfego e de
facilitar as operações em terra das aeronaves.
Uma infraestrutura aeroportuária trata-se não só de um espaço ligado ao transporte de
pessoas e bens mas também de um espaço de lazer e negócios associado a esse transporte e
cujo desempenho depende grandemente da qualidade do funcionamento das actividades
relacionadas com a operação do tráfego aéreo, isto é, do chamado “lado ar” de um aeroporto,
com especial destaque para as suas pistas.
João Pedro Sousa Duarte 1 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
Pela sua grandeza e importância ao nível económico, uma infraestrutura aeroportuária
necessita de uma manutenção extremamente rigorosa de modo a assegurar a qualidade de
todas as suas actividades. Dado o elevado custo de construção e reabilitação de um aeroporto
e tendo em conta o facto de que a interrupção da sua actividade implica enormes custos não só
para as entidades responsáveis pela infraestrutura, mas também para companhias aéreas,
lojistas e actividades terceiras ligadas ao aeroporto, é necessário que se conjugue muito bem
as práticas de gestão e manutenção de modo a evitar ao máximo quaisquer cortes no seu
funcionamento. Neste sentido, e atendendo ao facto de as pistas serem a principal área ligada
ao voo, é essencial que as mesmas sejam alvo de práticas de gestão e manutenção o mais
rigorosas possível com vista a evitar a sua degradação excessiva e consequente ocorrência de
acidentes e incidentes.
À semelhança do que acontece no caso das estradas, também para as pistas dos
aeroportos são desenvolvidos e aplicados sistemas de gestão de pavimentos (SGP), os quais
visam assegurar as melhores condições possíveis de utilização fazendo uma afectação de
pessoas e bens o mais sustentável possível. De entre os vários factores que são avaliados para
uma pista de modo a aferir a sua qualidade, um dos principais é o coeficiente de atrito
proporcionado pelo seu pavimento, especialmente em situações mais desfavoráveis como é o
caso da presença de detritos (borracha dos pneus dos rodados, por exemplo), água ou gelo.
Este factor está intimamente relacionado com a segurança nas operações de aterragem e
descolagem e, por isso se dá destaque em termos de gestão de um pavimento aeroportuário.
1.2 – Objectivos
O principal objectivo deste estudo centra-se na tentativa de compreensão da evolução
no tempo do coeficiente de atrito de um pavimento aeroportuário como base de auxílio à
aplicação de um sistema de gestão de pavimentos aeroportuários (SGPA), atendendo que este
parâmetro é um dos mais condicionantes em termos de operacionalidade de uma
infraestrutura aeroportuária, nomeadamente das suas pistas e caminhos de circulação para as
aeronaves.
Para cumprir o objectivo vai conhecer-se a constituição de um pavimento desde os
materiais que o compõem, passando pelas principais camadas de desgaste utilizadas hoje em
dia até às suas características de superfície e metodologias de avaliação, dando sempre
destaque aos pavimentos flexíveis visto serem os mais utilizados em pistas de aeroportos.
De seguida, ir-se-á analisar a evolução temporal do coeficiente de atrito da pista que
mais tráfego recebe no Aeroporto Internacional de Lisboa, como meio de detectar tendências
2
Luís Picado Santos
Capítulo 1 – Introdução
e detectar as principais discrepâncias que podem ser assinaladas na procura destas tendências.
Esta análise servirá como suporte para uma melhor formulação do SGPA que se encontra
actualmente a ser desenvolvido pela ANA Aeroportos de Portugal SA, e tentará auxiliar uma
melhor gestão de pavimentos através do entendimento do comportamento do coeficiente de
atrito com vista a precaver a segurança de todos os utilizadores e a evitar elevados custos de
manutenção.
1.3 – Metodologia
Como meio de entender a evolução do coeficiente de atrito num pavimento
aeroportuário, vai conhecer-se primeiramente a estrutura dum pavimento e de que modo é que
isso pode influenciar as suas características de superfície. Fazer-se-á ainda uma recolha das
principais técnicas de avaliação das ditas características com vista a se perceber a metodologia
de auscultação de pavimentos e, ao mesmo tempo fazendo uma ponte com as recomendações
das entidades responsáveis pela regulamentação das infraestruturas aeronáuticas a nível
internacional.
Centrando-se o estudo nos aeroportos portugueses, escolheu-se o Aeroporto
Internacional de Lisboa visto ser o mais importante a todos os níveis logo aquele a que mais
atenção deve ser dada. Apesar de o novo SGPA abranger todas as infraestruturas a cargo da
ANA S.A., entende-se que o aeroporto da capital será o mais representativo pela quantidade
de tráfego que recebe, o que faz deste o mais susceptível à ocorrência de problemas
relacionados com a degradação da qualidade dos seus pavimentos.
Dentro do aeroporto em estudo optou-se por analisar o coeficiente de atrito da pista
principal, a 03-21, por ser esta que recebe a quase totalidade do tráfego aéreo e, serão
estudados os dados recolhidos pelo equipamento de medição da Direcção de Infra-estruturas
Aeronáuticas (DIA), o Airport Surface Friction Tester, para que os resultados desta
dissertação sejam do maior auxílio possível a essa entidade na tentativa de perceber o
comportamento do coeficiente de atrito ao longo do tempo. Devido à reestruturação dos
métodos de trabalho da entidade responsável pela gestão dos aeroportos nacionais, apenas se
teve acesso a dados relativos às campanhas de levantamento de atrito com o equipamento já
referido para os anos de 2008 e 2009, pelo que se fará uma tentativa de tirar o máximo partido
da quantidade reduzida de dados em análise.
A análise das várias campanhas de levantamento de atrito é essencial para se entender
o actual estado do pavimento e a maneira como ele evolui. Variações positivas ou negativas
são dependentes de factores tão distintos como a época do ano, a realização ou não de alguma
João Pedro Sousa Duarte 3 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
acção de intervenção ou até mesmo da qualidade na execução das campanhas de levantamento
do coeficiente de atrito, pelo que convém entender quais os factores mais determinantes e que
são passíveis de correcção por parte das entidades competentes.
Associado aos dados de atrito está o tráfego que utiliza determinado pavimento e que
para além de depender deste factor também vai ser responsável pela sua degradação, daí que
se tentará entender qual a relação entre o tráfego e o atrito da pista em causa e ainda se existe
ou não algum problema na mesma como é o caso da ocorrência de deposição excessiva de
borracha ou qualquer outro factor que ponha em causa a segurança de circulação de
aeronaves.
A avaliação de pavimentos nesta dissertação servirá como um apoio para os vários
responsáveis pela gestão dos aeroportos nacionais e pretende-se que seja extensível a outras
infraestruturas para além da analisada com vista a proporcionar a melhor qualidade de serviço
a todos os utilizadores.
1.4 – Organização da dissertação
A presente dissertação encontra-se organizada segundo 5 capítulos e suas respectivas
subsecções, conforme será descrito seguidamente.
Neste primeiro capítulo é feita a introdução da dissertação, onde se apresenta o tema a
ser tratado com o respectivo enquadramento e motivações para tal escolha. São expostos os
objectivos a atingir com este estudo e a maneira como se pretende lá chegar através da
definição da metodologia empregue. Por último, apresenta-se a organização de todo o
trabalho.
No capítulo 2 procede-se à revisão bibliográfica do estado de arte de modo a se
entender em que ponto é que o estudo dos pavimentos se encontra, com especial foco nos
materiais empregues, técnicas de construção mais utilizadas e principais tipos de camadas de
desgaste em aplicação no nosso país quer ao nível rodoviário quer ao nível aeroportuário.
Neste ponto pretende-se dar a conhecer todas as características funcionais de um pavimento
que poderão influenciar a qualidade do mesmo e de que maneira é que estas vão influenciar as
características de superfície de um pavimento, de entre as quais se destacam a textura e o
atrito, alvo principal deste estudo. Apresentam-se ainda as principais técnicas de medição e
valores usuais para as diferentes características com vista a proporcionar uma base para a
restante dissertação.
4
Luís Picado Santos
Capítulo 1 – Introdução
O capítulo 3 é onde se descreve a metodologia aplicada no estudo, começando pela
regulamentação internacional e nacional que serve de apoio a uma melhor gestão ao nível dos
pavimentos aeroportuários, com indicações acerca da maneira como se devem efectuar as
campanhas de avaliação de atrito, qual a sua periodicidade e quais as conclusões a retirar a
partir dos valores recolhidos como meio de facilitar a interpretação do comportamento do
coeficiente de atrito de uma pista de aterragem/descolagem. Ainda neste capítulo apresenta-se
o caso de estudo e os motivos para a sua escolha, o Aeroporto Internacional de Lisboa, o seu
enquadramento no território e espaço económico nacional e os equipamentos que serão
utilizados para obtenção dos dados a analisar. Explica-se ainda a calibração do equipamento
de medição, a maneira como foram recolhidos os dados e quais destes serão analisados por se
enquadrarem no âmbito deste estudo.
No capítulo 4 estuda-se a evolução temporal do coeficiente de atrito campanha a
campanha numa primeira fase, de modo a se entender a actual situação da pista em estudo de
acordo com as recomendações internacionais para as diferentes porções do pavimento e, é
feito ainda um estudo mais minucioso para se tentar perceber se existem problemas de perda
de atrito devido à acumulação de borracha ou à presença das marcações horizontais no
pavimento. A evolução temporal é estudada com o intuito de perceber as tendências
evolutivas do pavimento através da análise entre campanhas sucessivas e comparando com o
que seria espectável acontecer dado o período entre campanhas. Dentro ainda desta análise
temporal, tentar-se-á perceber qual a influência que o tráfego tem sobre a degradação do
coeficiente de atrito da pista do aeroporto e se há diferenças entre diferentes pontos da pista
de acordo com a diferente utilização que lhe é dada.
Num último capítulo, o 5º, apresentam-se as principais conclusões deste estudo face
aos objectivos traçados previamente e são propostos alguns desenvolvimentos para estudos e
trabalhos futuros.
Em anexo pode-se encontrar os outputs do veículo de ensaio, valores do coeficiente de
atrito médio por cada terço de pista e por cada 100m de alinhamento longitudinal, bem como
a sua variação por alinhamento e entre as diversas campanhas de avaliação consecutivas.
João Pedro Sousa Duarte 5 Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
A caracterização de um pavimento, começando pelos materiais que o constituem e
pela maneira como são construídos é essencial para se entender o seu funcionamento. Como
tal, inicia-se este estudo pela apresentação dos principais materiais aplicados em pavimentos,
com os respectivos ensaios de avaliação de modo a se entender o actual estado de
desenvolvimento da ciência e da técnica de construção de pavimentos.
Existem vários métodos de construção de camadas de desgaste variando entre si
essencialmente na dosagem de cada material e na sua aplicação em obra. Tendo em conta o
propósito de cada aplicação explicam-se as principais camadas de desgaste utilizadas
actualmente e quais os seus benefícios e modos de funcionamento.
Numa fase posterior são definidas as principais características de superfície de um
pavimento, com os respectivos métodos de observação e de que modo é que estas interferem
com os utilizadores. Este tipo de características tem sido alvo de numerosos estudos e têm
sofrido alguma evolução nos últimos tempos pois são as mais percepcionadas pelos utentes de
qualquer pavimento. Nesta revisão bibliográfica será focado o coeficiente de atrito e todos os
factores que o podem influenciar, visto ser esta característica o alvo de estudo da presente
dissertação.
2.1 – Características Gerais dos Pavimentos1
Designa-se por pavimento a “parte da estrada, rua ou pista que suporta directamente o
tráfego e transmite as respectivas solicitações à infraestrutura: terreno, obras de arte, etc. Pode
ser constituído por uma ou mais camadas, tendo no caso mais geral, uma camada de desgaste
e camadas de fundação. Cada uma destas camadas pode ser composta e constituída por várias
camadas elementares”, de acordo com a definição presente no Vocabulário de Estradas e
Aeródromos (LNEC, 1962).
Um pavimento constitui portanto um sistema multi-estratificado e tem como principais
funções, satisfazer critérios de comportamento estrutural e funcional durante um determinado
período de vida útil, sob as acções climáticas e de tráfego que possam ocorrer. Por
comportamento estrutural entende-se como sendo a capacidade de suportar, redistribuir e
1
A realização deste subcapítulo teve por base a referência (Branco et al, 2008).
João Pedro Sousa Duarte 7 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
transferir para as camadas inferiores do pavimento as tensões induzidas pelos rodados dos
veículos. Em termos de comportamento funcional devem ser asseguradas boas condições de
conforto, economia e segurança e em termos ambientais através da apresentação de
superfícies regulares e desempenadas (Pereira J. P., 2008).
A camada mais superficial de um pavimento, para além de ser a única percepcionada
pelos utilizadores, é a que tem a função de assegurar o comportamento funcional já
mencionado. Esta camada, também chamada de desgaste, é geralmente constituída por
materiais granulares estabilizados com ligantes (no caso da rede viária principal e das
estruturas aeroportuárias nacionais), e tem ainda uma contribuição para a manutenção das
características estruturais através da impermeabilização das camadas subjacentes (Branco et
al, 2008).
De acordo com a constituição das diferentes camadas de um pavimento é possível hoje
em dia identificar três principais famílias de pavimentos, de acordo com os materiais
empregues em cada camada ao nível das suas características geométricas e mecânicas e, pela
maneira como as cargas são transmitidas às camadas de fundação. Estas diferenças são
bastante evidentes ao nível da camada de desgaste de cada tipo de pavimento. Existem assim
os pavimentos flexíveis, rígidos e semi-rígidos.
Um pavimento flexível entende-se como sendo aquele cuja camada de desgaste é
elaborada com recurso a ligantes hidrocarbonados como modo de estabilizar o material
granular. O acabamento resultante num pavimento deste tipo é geralmente impermeável e
capaz de proporcionar facilmente uma superfície de rolamento regular e desempenada com
vista à comodidade dos utilizadores. A camada mais superficial costuma ser bastante delgada
(espessura na ordem dos 2 a 6 cm) pelo que a sua contribuição para a capacidade estrutural do
pavimento é delegada para as camadas inferiores, geralmente camadas granulares tratadas ou
não com ligantes betuminosos, e que têm como função principal assegurar o bom
comportamento estrutural.
Os pavimentos rígidos são designados assim por terem uma camada de desgaste
constituída por uma laje em betão de cimento, um material consideravelmente mais rígido que
os empregues nas camadas de desgaste dos pavimentos flexíveis. A camada mais superficial,
neste caso, para além de ter que assegurar as características funcionais que lhe competem, tem
ainda uma contribuição importante ao nível estrutural, daí que na parte inferior à laje se
encontrem camadas granulares de espessura inferior às encontradas nos pavimentos flexíveis
e existindo um menor número de camadas podendo estas ser ou não estabilizadas com
ligantes hidráulicos. Contrariamente aos pavimentos em material betuminoso, este tipo de
8
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
pavimento não adquire naturalmente uma superfície adequada à circulação de veículos pelo
que este facto deve ser sempre tido em conta aquando da sua concepção.
Os pavimentos semi-rígidos podem ser caracterizados como uma mistura entre os dois
tipos de pavimentos já analisados. Estes são constituídos por camadas de desgaste e de
regularização em misturas betuminosas à semelhança dos pavimentos flexíveis e, camadas de
base e sub-base granulares tratadas com ligantes hidráulicos como os pavimentos rígidos
(camadas estruturais do pavimento), o que lhes confere características comuns a ambos os
pavimentos, como é o caso da deformabilidade reduzida e da superfície de rolamento de
elevado nível de conforto.
2.1.1 – Principais Materiais Utilizados
A definição dos materiais a serem empregues em camadas de desgaste é de extrema
importância pois é dependente destes que cada pavimento vai ter as características
pretendidas, quer sejam elas funcionais ou estruturais, levando mesmo à definição do tempo
de vida da própria estrutura. Deste modo, far-se-á de seguida a definição dos principais
materiais constituintes de camadas de desgaste, nomeadamente, agregados, betume asfáltico e
seus derivados e, cimento.
2.1.1.1 – Agregados
Os agregados têm um papel importante na constituição das camadas de desgaste de um
pavimento, quer este seja rígido ou flexível, sendo obrigados a cumprir requisitos no que diz
respeito à sua granulometria, resistência, forma das partículas, limpeza e adesividade ao
ligante.
A contribuição dos agregados para o peso e volume total de massa de material numa
camada é bastante relevante formando o chamado esqueleto da camada. Quanto ao processo
de obtenção, estes podem ser classificados como naturais ou britados, conforme sejam
extraídos directamente dos seus depósitos naturais ou sejam processados a partir de rochas de
maior dimensão antes de aplicados em obra.
Os agregados são geralmente classificados segundo a sua granulometria (d/D), de
modo a se obter uma curva granulométrica definida entre limites de um fuso especificado,
João Pedro Sousa Duarte 9 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
com base na série de peneiros normalizada da ASTM ou da UNE, e tem como objectivo dotar
os pavimentos de uma boa resistência mecânica.
Quanto à sua resistência mecânica os agregados devem ser sujeitos aos ensaios de
desgaste na máquina de Los Angeles (NP EN 1097-2) e ao ensaio Micro-Deval (NP EN 10971), com o intuito de se avaliar a sua resistência à fragmentação e a sua resistência ao desgaste
por manipulação, o que é importante para perceber a forma como suportam o fabrico e
espalhamento. Em ambos os ensaios são utilizados tambores rotativos onde se introduz o
agregado conjuntamente com um número determinado de esferas em aço, medindo-se a
posteriori a quantidade de material desgastado, variando os ensaios entre si na dimensão dos
equipamentos (tambores e esferas de aço) e no próprio procedimento experimental.
Geralmente o valor da perda por desgaste na máquina de Los Angeles não deve ser superior a
20% para os agregados usados em misturas betuminosas aplicadas em camada de desgaste.
Relativamente à forma das partículas, estas devem respeitar um índice de forma e um
índice de achatamento de modo a que as partículas sejam o menos alongadas e lamelares
possível, proporcionando um atrito interno elevado e uma boa resistência ao corte.
A limpeza das partículas de agregado serve para garantir que não existem impurezas,
como é o caso da argila ou de matérias orgânicas, que podem afectar as características de
adesividade ou provocar variações volumétricas. Para a avaliação deste parâmetro recorre-se à
determinação do valor do azul-de-metileno (NP EN 933-9), valor este que define a
sensibilidade à água do agregado, pretendendo-se valores deste parâmetro reduzidos para a
sua utilização em camadas de desgaste.
Por último, tem-se a adesividade que traduz a facilidade com que a ligação entre o
ligante e o agregado se dá e, que pode ser avaliada por inspecção visual de uma mistura
ligante-agregado, ou através da realização de ensaios de resistência de provetes imersos em
água.
2.1.1.2 – Ligantes
Hoje em dia têm sido utilizados várias soluções para o fabrico de camadas de desgaste,
no entanto a grande maioria dessas soluções recorre essencialmente a dois tipos de ligantes, os
ligantes betuminosos (e seus derivados) e os ligantes hidráulicos (cimento).
10
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
Betume Asfáltico
De entre todos os materiais betuminosos, o betume asfáltico tem vindo a ganhar cada
vez maior expressão na elaboração de camadas de desgaste em detrimento de outros materiais
como a rocha asfáltica, o asfalto ou o alcatrão. De referir que os dois últimos materiais são
comummente confundidos com o betume asfáltico pela generalidade da população.
A partir da destilação do petróleo, em central a altas temperaturas, é possível obter-se
o betume. O produto resultante apresenta boas características de adesão e possui propriedades
visco-elásticas, variando as suas propriedades reológicas consoante a sua temperatura e o
tempo das solicitações a que está sujeito.
O envelhecimento dos betumes é um factor que está directamente relacionado com a
qualidade das misturas betuminosas pretendidas e com o tempo de vida das camadas de
desgaste, pelo que deve ser tido em conta as condições climatéricas existentes no local de
implementação do pavimento, visto que estes são afectados pela oxidação provocada pelo ar e
pela água das chuvas desde o seu fabrico. Tendo em conta isto são estabelecidos alguns
parâmetros para a definição dos betumes, sendo os mais utilizados os ensaios de penetração e
a temperatura de amolecimento.
O ensaio de penetração permite a avaliação indirecta da viscosidade de um betume
através da penetração de uma agulha numa amostra de betume a 25 °C, segundo condições e
material normalizado (Norma EN1426). Daqui resultam os limites de penetração, pelos quais
são geralmente designados os betumes.
A temperatura de amolecimento do método do anel e bola é obtida igualmente através
de um método experimental normalizado (Norma EN1427), mediante o qual se mede a
temperatura a que o betume se encontra no final do procedimento. Este método permite fazer
uma avaliação da viscosidade do betume, propriedade que está relacionada com a sua
consistência e, por isso, com as condições em que deve ser aplicado.
Actualmente os betumes mais empregues na pavimentação em Portugal são os 35/50 e
50/70, de acordo com a zona onde vão ser aplicados, os 10/20 para misturas de alto módulo de
deformabilidade e os 250/350 para o fabrico de emulsões betuminosas.
Emulsões Betuminosas
Uma emulsão betuminosa é uma mistura de duas fases onde um betume se encontra
misturado com água mediante a presença de um emulsionante. A utilização deste tipo de
João Pedro Sousa Duarte 11 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
misturas tem o objectivo de melhorar certas propriedades críticas de um betume tradicional,
como é o caso da sua viscosidade e adesividade, entre outros.
A sua classificação é feita de acordo com a carga eléctrica dominante na mistura,
podendo ser aniónicas ou catiónicas e, através da sua velocidade de rotura. Esta classificação
é útil para se definir o campo de aplicação de cada emulsão de acordo com o agregado que vai
ser usado, com as condições climatéricas em que vai ser aplicado ou com os trabalhos a
efectuar.
Betumes Modificados
Um betume modificado é um produto derivado dos betumes tradicionais no qual são
introduzidos aditivos com o objectivo de melhorar as suas propriedades, conferindo a estes
uma menor susceptibilidade térmica e uma maior flexibilidade. Entre os aditivos podem-se
encontrar os polímeros (elastómeros e plastómeros), enxofre, borracha, fibras e resinas.
Este tipo de betumes é utilizado quando se quer uma maior resistência ao
envelhecimento provocado pelos agentes atmosféricos de um pavimento, e quando se
pretende ver melhorada a segurança e o conforto dos utilizadores através da melhoria da
aderência, regularidade e ruído de rolamento no mesmo.
Cimento
Um cimento é um material inorgânico que possui boas propriedades de adesão e
coesão. Tal acontece quando lhe é adicionada água desencadeando uma reacção química de
hidratação que depois do seu endurecimento ganha excelentes características de resistência
mecânica, daí ser denominado como um ligante hidráulico.
Um cimento é geralmente designado pelo valor da sua resistência à compressão aos 28
dias e pelos aditivos nele presente. Usualmente na construção de camadas de desgaste, neste
caso de pavimentos rígidos, são utilizados cimentos das classes de resistência 32,5, 42,5 e
52,5. Quanto aos seus constituintes, utilizam-se maioritariamente cimentos CEM I, com 95100% de clínquer ou cimento da classe CEM II onde seja adicionada cinza volante (A-V, BV, A-W, B-W).
2.1.2 – Principais Camadas de Desgaste
Actualmente existem numerosas soluções para a elaboração de camadas de desgaste
de pavimentos. De entre as quais se destacam as misturas betuminosas, os tratamentos
12
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
superficiais e os pavimentos em betão de cimento, pela sua grande utilização quer na rede
viária nacional quer ao nível de pavimentos em estruturas aeroportuárias no nosso país.
As misturas betuminosas são a solução mais utilizada hoje em dia, existindo inúmeras
configurações, no entanto, partem todas da mesma base, ou seja, são todas constituídas por
uma fracção granulométrica à qual é misturada em central um ligante de origem betuminoso.
Às camadas de desgaste deste tipo, para além de características mecânicas e de facilidade de
colocação em obra, são ainda exigidas características funcionais como a aderência
proporcionada ou a impermeabilidade da sua superfície, podendo-se jogar com cada uma
destas características através do tipo de agregado e sua fracção granulométrica e, através do
tipo de ligante e da sua percentagem na quantidade total na mistura. A título indicativo serão
apresentadas diversos fusos granulométricos para diferentes tipos de materiais de
pavimentação, não sendo no entanto possível a comparação entre os mesmos dada a diferença
dos métodos de obtenção dos mesmos, com especial ênfase para as diferentes séries de
peneiros.
Os tratamentos superficiais são geralmente camadas bastante delgadas (espessuras
inferiores a 4cm) (Kraemer et al, 2004), aplicados a frio como tratamentos
impermeabilizantes ou de reposição das características funcionais de um pavimento. Nestas
soluções é usual recorrer-se a emulsões betuminosas e betumes modificados.
Quanto às camadas de desgaste em betão de cimento, nos chamados pavimentos
rígidos, estas são fabricadas com betões semelhantes aos usados nos restantes tipos de
estruturas atendendo à espessura das camadas e às solicitações em serviço. Deste modo, os
betões devem ter uma resistência característica á flexão, aos 28 dias de 4 a 4,5 MPa, uma
quantidade de cimento de 300-350 kg/m³ e uma relação água/cimento relativamente baixa.
2.1.2.1 – Betão Betuminoso
De entre todas as misturas betuminosas existentes, o betão betuminoso é a que se
encontra mais amplamente aplicada nos pavimentos nacionais. Este tipo de material é
utilizado devido à sua baixa porosidade que os torna impermeáveis e com uma boa resistência
mecânica. Estas propriedades são atingidas recorrendo-se à utilização de agregados de
granulometria contínua, geralmente com dimensão máxima de 10 ou 14mm, respeitando o
fuso granulométrico apresentado na tabela 2.1, de modo a se poderem construir camadas com
espessuras entre os 4 e os 6cm (EP, 2009).
João Pedro Sousa Duarte 13 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
Tabela 2.1 – Fuso granulométrico a respeitar num betão betuminoso (NP EN 13108-1).
Abertura das malhas dos peneiros
20 mm
14 mm
10 mm
4 mm
2 mm
0,5 mm
0,125 mm
0,063 mm
Percentagem acumulada de material passado
100
90-100
62-78
30-40
22-30
12-21
7-13
4-9
A utilização de um fuso granulométrico contínuo pode trazer problemas de falta de
homogeneidade da mistura, com o betume a não cobrir a totalidade da superfície dos
agregados, pelo que é exigido que se utilize uma percentagem mínima de betume para cada
tipo de mistura (no caso do AC 14 surf (BB) o valor mínimo é de 4,9%) (norma EN13108-1),
devendo o betume ser das classes anteriormente referidas (35/50 ou 50/70).
2.1.2.2 – Misturas de Alto Módulo
As misturas de alto módulo são em tudo semelhantes aos betões betuminosos na sua
configuração, com a excepção do betume utilizado. Neste caso, utilizam-se betumes mais
duros, 10/20, e em grande dosagem (percentagem de betume superior a 5% do peso total) o
que vai conferir às camadas uma maior rigidez e com isso um melhor comportamento à
fadiga. Quanto aos agregados utilizados, estes devem respeitar o fuso granulométrico da
tabela 2.2 e devem ter granulometria inferior a 14mm.
Tabela 2.2 – Fuso granulométrico a respeitar numa mistura de alto módulo (adaptado de (Branco et al, 2008)).
Abertura das malhas dos peneiros ASTM
16,0 mm
12,5 mm
9,5 mm
4,75 mm
2,36 mm
0,85 mm
0,425 mm
0,180 mm
0,075 mm
14
Percentagem acumulada de material passado
100
90-100
70-85
44-62
30-44
16-30
10-21
7-14
6-10
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
Devido à utilização de betumes mais duros os pavimentos vão ser menos susceptíveis
às temperaturas, no entanto, a sua aplicação vai ser dificultada relativamente à dos betões
betuminosos pois vão necessitar estar a temperaturas mais elevadas para terem uma boa
viscosidade com vista a serem aplicados.
Mecanicamente, este tipo de pavimento vai ter um melhor desempenho
comparativamente aos betões betuminosos, pelo que para uma solução semelhante (em termos
de espessura) vão ter uma resistência superior.
2.1.2.3 – Betão Betuminoso Drenante
Um betão betuminoso drenante é composto por material granular de granulometria
descontínua (tabela 2.3) e dimensão máxima de 14 mm e, betume modificado com polímeros
(mais fluidos que o betume normal) o que lhe confere uma porosidade aberta e permite à água
que cai sobre a sua superfície um escoamento eficaz até aos órgãos de drenagem através do
interior da camada de desgaste.
Tabela 2.3 – Fuso granulométrico a respeitar num betão betuminoso drenante (adaptado de (Branco et al,
2008)).
Abertura das malhas dos peneiros ASTM
19,0 mm
12,5 mm
9,5 mm
4,75 mm
2,00 mm
0,85 mm
0,075 mm
Percentagem acumulada de material passado
100
80-100
50-80
15-30
10-22
6-13
3-6
Este tipo de camadas apresenta essencialmente vantagens do ponto de vista funcional,
face ao betão betuminoso, na medida em que melhoram a circulação em situações de
pluviosidade intensa, com um aumento da visibilidade e das condições de aderência ao
mesmo tempo que possui vantagens ao nível da redução do ruído quer ele seja produzido pelo
rolamento dos pneus ou pelo motor do veículo. Ao nível estrutural, devido à elevada
porosidade e às baixas espessuras das camadas, a sua contribuição é diminuta. Pelo facto da
sua porosidade ser aberta há que ter em atenção a impermeabilização das camadas subjacentes
de modo a não sofrerem infiltração de água.
João Pedro Sousa Duarte 15 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
Este tipo de pavimentos apresenta contudo alguns problemas, nomeadamente a
redução das suas capacidades funcionais devido à colmatação dos poros ao fim de poucos
anos com poeiras e outros detritos, e a uma degradação mais acelerada do betume (maior
superfície exposta a agentes de alteração), pelo que é recomendada a sua aplicação em vias de
elevado tráfego e onde se circule a velocidades elevadas de modo a promover a auto-lavagem
do pavimento e deste modo atenuar a problemática da colmatação dos poros.
2.1.2.4 – Micro-betão Betuminoso Rugoso
Este tipo de mistura apresenta algumas características semelhantes às misturas
drenantes, sendo utilizados ligantes modificados com polímeros e agregados de granulometria
descontínua, tendo neste caso uma dimensão máxima de 10mm (tabela 2.4). A espessura para
uma camada de desgaste deve ser entre 2,5cm e 3,5cm, de modo a apresentar um bom
desempenho funcional.
Tabela 2.4 – Fuso granulométrico a respeitar num micro-betão betuminoso rugoso (NP EN 13108-1).
Abertura das malhas dos peneiros
14,0 mm
10,0 mm
6,3 mm
4,0 mm
2,0 mm
1,0 mm
0,5 mm
0,063 mm
Percentagem acumulada de material passado
100
90-100
47-64
27-39
22-32
15-28
12-25
7-11
Em termos de características funcionais, este tipo de pavimento apresenta vantagens
semelhantes às dos pavimentos drenantes, como é o caso da melhoria das condições de
circulação em tempo chuvoso e a redução do ruído provocado pela circulação dos veículos, no
entanto, não tem o problema da colmatação dos poros, visto que apesar de ter uma superfície
bastante rugosa, a sua porosidade é fechada, logo, a drenagem de água dá-se à superfície e não
pelo interior da camada.
2.1.2.5 – Microaglomerado Betuminoso a Frio
Este tipo de material insere-se na classe dos tratamentos superficiais e são feitos com
recurso a emulsões betuminosas modificadas com polímeros, de modo a terem fluidez para
serem aplicados a frio. São usados agregados de granulometria contínua 0/6 (tabela 2.5), os
16
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
quais devem possuir boas características de resistência à abrasão visto se tratar de camadas de
desgaste, muito delgadas, meramente com características funcionais.
Tabela 2.5 – Fuso granulométrico a respeitar num microaglomerado betuminoso a frio simples (adaptado de
(Branco et al, 2008)).
Abertura das malhas dos peneiros ASTM
6,3 mm
4,75 mm
2,36 mm
1,18 mm
0,60 mm
0,30 mm
0,18 mm
0,075 mm
Percentagem acumulada de material passado
100
85-95
65-90
45-70
30-50
18-35
10-20
7-15
Em termos de método construtivo, este tipo de camadas de desgaste pode ser do tipo
simples ou duplo, variando o número de camadas e com isso os fusos granulométricos e a
dimensão máxima do agregado para cada uma delas. Devem também ser respeitadas
exigências face à textura do pavimento e ao índice de lamelação e alongamento dos
agregados.
Pelo facto de este tipo de material ser aplicado a frio, a abertura ao trânsito dos troços
de pavimento onde é aplicado pode ser efectuada em pouco tempo (poucas horas dependendo
da rotura da mistura betuminosa).
2.1.2.6 – Lama Asfáltica (Slurry Seal)
Uma lama asfáltica é um tratamento superficial semelhante ao microaglomerado
betuminoso a frio, variando a granulometria do agregado quando aplicado em camada dupla,
do qual resulta uma fina camada superficial de espessura inferior a 2cm e de não ser
obrigatória a utilização de emulsões betuminosas modificadas com polímeros.
Em termos funcionais, este tratamento permite a selagem de fendas e outras
imperfeições que prejudicam a condição de impermeabilidade de uma camada de desgaste e,
restitui à mesma as condições de superfície adequadas à circulação de veículos em segurança.
A aplicação deste tipo de solução é feita de forma relativamente rápida, com o recurso
apenas a uma máquina e devido à utilização de emulsões betuminosas, a abertura ao tráfego
do pavimento é feita em pouco tempo, dependendo da rotura da emulsão.
João Pedro Sousa Duarte 17 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
2.1.2.7 – Revestimento Superficial Betuminoso
O revestimento superficial betuminoso é, como o próprio nome indica, um tratamento
superficial que permite a reconstituição de características funcionais fundamentais, à
semelhança dos restantes tratamentos superficiais aqui apresentados, no entanto, da
elaboração deste tipo de solução resultam camadas geralmente mais espessas, dependendo da
dimensão do agregado e da solução construtiva adoptada.
Construtivamente, este tipo de revestimento é elaborado em duas fases distintas, a
primeira em que se espalha o ligante, geralmente emulsões betuminosas, e posteriormente é
espalhado o agregado sobre ele, de modo a que após uma correcta compactação o agregado
fique incrustado no ligante. Há ainda duas derivações deste método que são os revestimentos
superficiais simples de duas aplicações de agregado e os revestimentos superficiais duplos.
No primeiro caso aplica-se uma primeira camada de agregado que é compactada antes de se
aplicar o ligante e o agregado, como descrito anteriormente. Já no segundo caso, são aplicadas
sucessivamente duas camadas de ligante/agregado sendo separadas pela devida compactação
da primeira camada.
2.1.2.8 – Betão Betuminoso Rugoso com borracha
A grande particularidade deste tipo de material de pavimentação é a incorporação de
borracha proveniente da reciclagem de pneus na composição do betume, com o intuito de
melhorar as características estruturais e funcionais da camada de desgaste.
O betume empregue é da classe 35/50 ou 50/70 e é lhe adicionado em central cerca de
18% a 20% da sua massa em aglomerado de borracha vulcanizada, sendo que a massa total de
ligante se deve apresentar entre 8% e 9%, um valor relativamente elevado face a misturas
tradicionais. Quanto aos agregados empregues, estes têm usualmente uma dimensão máxima
de 14mm e granulometria descontínua à semelhança de outras misturas rugosas.
A incorporação de borracha numa mistura betuminosa permite ganhos ao nível do
desempenho estrutural e funcional de um pavimento, mais concretamente, na redução do
fendilhamento por fadiga devido à maior flexibilidade do material, numa maior resistência a
agentes atmosféricos (água, gradientes de temperatura elevados, exposição solar), e na
melhoria da aderência entre o pneu e o pavimento.
O fabrico e a aplicação deste tipo de material deve ser alvo de alguns cuidados devido
ao facto de a borracha conferir á mistura uma viscosidade superior, pelo que todo o processo
18
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
tem de ser efectuado a temperaturas mais elevadas comparativamente a outros tipos de
misturas (temperatura de fabrico: 180°C, espalhamento: 165°C, compactação: 150°C)
(LNEC, 2008).
2.1.2.9 – Betão Betuminoso com borracha
As misturas betuminosas abertas modificadas com borracha apresentam algumas
semelhanças face às misturas rugosas também com incorporação de borracha, nomeadamente
ao nível da formulação do betume e das disposições construtivas.
No que diz respeito à formulação da mistura, a quantidade de betume modificado com
borracha empregue é ainda mais elevada do que a das misturas rugosas, estando neste caso
situado entre 9% e 10% da sua massa total. Quanto aos agregados, estes devem ter uma
granulometria descontínua, composta preferencialmente por apenas 3 fracções
granulométricas mais fíler e a dimensão máxima dos agregados não deve ser superior a 10mm
como é possível ver na tabela 2.6, resultando daqui misturas com elevadas porosidades na
ordem dos 12% a 18%.
Tabela 2.6 – Fuso granulométrico a respeitar num betão betuminoso com borracha (adaptado de (LNEC, 2006)).
Abertura das malhas dos peneiros
12,5 mm
10,0 mm
8,0 mm
4,0 mm
2,0 mm
0,50 mm
0,063 mm
Percentagem acumulada de material passado
100
90-100
70-88
20-35
6-10
3-7
2-4
Para além das vantagens já apontadas anteriormente para as misturas com borracha, há
ainda que referir que no caso das misturas abertas onde há uma grande área de ligante exposto
às condições atmosféricas, este vai sofrer menos degradações devido à incorporação da
borracha, combatendo deste modo um dos principais factores de deterioração dos pavimentos
com este tipo de misturas.
Devido á natureza do ligante, deve ser tido em conta o mesmo tipo de cuidados face às
temperaturas de fabrico e aplicação já referidos (LNEC, 2006).
João Pedro Sousa Duarte 19 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
2.1.2.10 – Stone Mastic Asphalt
O Stone Mastic Asphalt (SMA) consiste na mistura de um agregado grosseiro mal
graduado (tabela 2.7) com um mástique composto por um ligante, filer, agregado fino
(dimensões inferiores a 2mm) e fibras. A mistura resultante caracteriza-se por ter uma elevada
resistência à fadiga, o que a torna adequada para zonas de elevado tráfego.
Tabela 2.7 – Fuso granulométrico a respeitar num betão betuminoso com borracha (adaptado de (Drüschner &
Schäfer, 2005)).
Abertura das malhas dos peneiros
11,2 mm
8,0 mm
5,0 mm
2,0 mm
0,09 mm
Percentagem acumulada de material passado
90-100
50-60
30-40
20-27
9-13
Quanto ao ligante utilizado no fabrico de um SMA, este pode ser um betume
tradicional ou um betume modificado, e deve ser empregue em grande quantidade (6%-7% da
massa total da mistura) de modo a colmatar os vazios deixados pela má graduação do
agregado, agregado esse que deve ser de boa qualidade, com elevada resistência à
fragmentação e ao desgaste. Relativamente à incorporação de fibras, estas podem ser de
origem orgânica ou inorgânica, e têm como função aumentar a flexibilidade da mistura, isto é,
a sua resistência à fadiga. As fibras têm ainda o objectivo de impedir o escoamento do betume
que se encontra muito sujeito a esse fenómeno devido á elevada dosagem.
Uma mistura deste tipo apresenta elevada durabilidade e é capaz de reduzir as
emissões de ruído, o que vem contrapor o facto de ter um custo mais elevado, face ao betão
betuminoso tradicional, devido à elevada percentagem de betume e à incorporação de fibras.
Na sua aplicação há que ter cuidado no que respeita à compactação de modo a não haver
exsudação do betume, pelo que são recomendados procedimentos específicos para efectuar
tais trabalhos (EN 13108-5).
2.1.2.11 – Betão de cimento
Contrariamente aos diferentes tipos de camadas de desgaste já apresentados, um
pavimento rígido é essencialmente constituído por um tipo de material, o betão de cimento,
variando sim o método construtivo empregue.
20
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
Devido às superiores exigências ao nível da resistência para um pavimento deste tipo,
o betão empregue deve possuir uma resistência característica à tracção por flexão aos 28 dias
de 4,5 MPa, uma quantidade de cimento superior a 300 kg/m3 e uma razão água/cimento
baixa (inferior a 0,5). Quanto ao aço a empregar, este deve ser da classe A500NR ou
A400NR, caso se trate de armaduras ou varões de ligação, respectivamente. O betão deve
ainda ter um controlo de qualidade e aplicação em obra semelhante a outras estruturas de
engenharia com especial ênfase para o período mínimo de abertura ao tráfego de obra de 7
dias.
Os pavimentos deste tipo são caracterizados pela elevada resistência e pelo longo
período de vida útil que vem contrapor o facto de terem custos iniciais superiores. No entanto,
a existência de descontinuidades constitui sempre uma preocupação, quer sejam elas juntas ou
fendas, daí que tenha que ser dada especial atenção a esse facto e que as principais variações
de pavimentos em betão de cimento passem pela maneira como são tratados e mitigados estes
problemas. Segundo Branco et al (Branco et al, 2008), existem 5 tipos principais de
pavimentos e que variam entre si no modo como tratam do problema da fendilhação do betão
por retracção:

Pavimentos de betão não armado, com juntas;

Pavimentos de betão armado, com juntas;

Pavimentos de betão armado contínuo (B.A.C.);

Pavimentos de betão pré-esforçado;

Pavimentos formados por elementos pré-fabricados.
Na figura 2.1 é possível observar, de forma esquemática, as principais diferenças entre
os diferentes métodos de elaborar um pavimento rígido.
João Pedro Sousa Duarte 21 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
Figura 2.1 – Tipos de pavimentos rígidos (adaptado de (Branco et al, 2008)).
De entre os pavimentos em betão de cimento mencionados, e atendendo ao facto de
estes terem pouca aplicação no âmbito deste estudo (pistas de infraestruturas aeroportuárias),
importa referir que os dois últimos tipos de pavimentos constituem casos particulares devido
às limitações à sua aplicação. Enquanto os pavimentos pré-esforçados apenas se aplicam em
casos em que a geometria do pavimento permite a aplicação do pré-esforço (elementos
rectangulares), como em pavimentos aeroportuários, já os pavimentos em elementos préfabricados, apenas encontram aplicação em estruturas temporárias ou em zonas industriais
submetidas a elevadas cargas.
22
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
2.2 – Características de Superfície dos Pavimentos
Actualmente, os principais métodos de concepção de pavimentos baseiam-se em
considerações ao nível estrutural, relegando a funcionalidade para decisões que têm a ver com
o tipo de material e o controlo da sua qualidade. Este facto tem vindo a mudar com a
crescente consciencialização de todos os intervenientes para a elevada importância que as
características funcionais de um pavimento têm para a segurança, conforto e economia de
todos os que o utilizam às quais se juntam hoje em dia as preocupações ao nível ambiental e
de sustentabilidade. As propriedades funcionais de uma via são influenciadas pelas
características de superfície da mesma e ao mesmo tempo, são as únicas que interessam do
ponto de vista dos seus usuários pois são as únicas perceptíveis.
Acompanhando a evolução tecnológica dos veículos e de todos os seus componentes,
que hoje em dia permitem a circulação a velocidades superiores ou ao transporte de cargas
mais elevadas, a indústria ligada aos materiais de pavimentação, construção, manutenção e
conservação de pavimentos tem vindo a desenvolver novas tecnologias de modo a responder
às exigências de cariz funcional e ao crescente tráfego nas nossas vias.
Com vista a se obterem as propriedades funcionais pretendidas, há que avaliar
algumas características da superfície de um pavimento, como é o caso do atrito, textura,
drenabilidade e irregularidade da superfície para a segurança de circulação ou o caso do ruído
e das condições de visibilidade para o conforto dos utilizadores. No presente texto será
focalizado o factor segurança, mais concretamente a avaliação do atrito e da textura de um
pavimento, como meio de proporcionar uma adequada resistência à derrapagem ao pavimento
e, ao mesmo tempo avaliar a evolução da degradação de um pavimento. Neste sentido, e
atendendo ao facto de que em termos de circulação de um veículo a situação mais
desvantajosa é quando o pavimento se encontra molhado, tentar-se-á perceber de que modo é
que se pode melhorar a segurança através das várias características que a superfície possui.
Seguidamente será feita a distinção entre os conceitos de resistência à derrapagem e de
atrito de modo a evitar o surgimento de confusões entre ambos. Serão ainda abordados
posteriormente as várias características de superfície supracitadas bem como diferentes
técnicas de medição das mesmas e ainda o índice internacional de atrito como método
uniformizador de resultados.
A resistência à derrapagem de um pavimento pode ser entendida como a capacidade
que um pavimento tem para mobilizar atrito quando em contacto com um pneumático, sobre
determinadas condições. A sua obtenção permite a avaliação de um pavimento mediante a
João Pedro Sousa Duarte 23 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
utilização de equipamentos de medição standardizados. A monitorização deste parâmetro é
importante na medida em que tem uma influência directa sobre a segurança de peões e
veículos, permitindo que um veículo seja capaz de acelerar, travar ou mudar de direcção.
O atrito é a resistência ao movimento que se gera no contacto entre duas superfícies e
pode ser expresso pelo coeficiente de atrito que é a relação entre uma força paralela aplicada
na superfície de contacto, neste caso roda/pneu, oposta ao movimento que se está a realizar e,
uma força normal a essa superfície. O valor do coeficiente de atrito pode variar entre 0, para
condições de aderência nula como na presença de gelo, e valores superiores a 1, para
condições superficiais ideais (PIARC, 2003).
Em termos da sua medição, o coeficiente de atrito pode ser medido longitudinalmente
(CAL) ou transversalmente (CAT) ao sentido de circulação de um veículo (figura 2.2). O
primeiro está relacionado com a distância que um veículo necessita para se imobilizar e tem
especial interesse no estudo de infraestruturas aeroportuárias, enquanto o segundo tem
influência na segurança à circulação em curvas horizontais, sendo portanto o que mais
interesse tem avaliar ao nível rodoviário.
Figura 2.2 – Coeficiente de Atrito Longitudinal e Transversal (adaptado de (PIARC, 2003)).
2.2.1 – Textura
A textura é responsável por proporcionar o desenvolvimento das forças de atrito entre
pneu e pavimento, pelo ruído e vibrações transmitidas ao interior dos veículos e desempenha
um papel importante na resistência ao deslocamento, logo, no consumo dos veículos. Esta
24
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
pode ser dividida segundo o seu comprimento de onda, tendo para valores superiores a 0,5m
as chamadas irregularidades e que estão usualmente relacionadas com defeitos ao nível da
camada de desgaste (figura 2.3). Já para os comprimentos de onda inferiores a 0,5m, a textura
pode ser dividida em megatextura, macrotextura e microtextura, sendo as duas últimas as que
mais influem na caracterização da resistência à derrapagem de um pavimento, enquanto que a
megatextura está ligada à regularidade da superfície e a fenómenos localizados de acumulação
de água. A megatextura pode ainda estar associada à redução da carga dinâmica em veículos
ligeiros fazendo com que em determinados pontos o atrito seja reduzido e, com isto, aumente
a distância de paragem (Branco et al, 2008).
Figura 2.3 – Irregularidades da superfície de um pavimento (adaptado de (PIARC, 2003)).
A macrotextura caracteriza-se por ser a profundidade média dos espaçamentos entre
as partículas de agregado e, é a grande responsável pela drenagem superficial, proporcionando
assim um melhor contacto entre os pneus e os pavimentos através da existência de canais de
escoamento para a água à superfície do pavimento. Segundo a PIARC (PIARC, 2003), é
considerado um bom nível de macrotextura um valor igual ou superior a 0,8mm. A
macrotextura tem especial importância no caso dos pavimentos aeroportuários pois devido às
suas características geométricas particulares a drenagem superficial torna-se bastante
dificultada comparativamente a um pavimento rodoviário, pelo que vai ser essencial a questão
da textura para proporcionar uma boa drenagem com ênfase para as pistas de aterragem e
descolagem.
Para além da drenagem, a macrotextura é ainda responsável pelo fenómeno de
histerese do pneumático que consiste na deformação mecânica do mesmo quando em contacto
com uma superfície não regular, e contribui para uma maior resistência à derrapagem do
pavimento, especialmente a elevadas velocidades e situações de piso molhado. Em termos de
João Pedro Sousa Duarte 25 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
economia na circulação de veículos, a macrotextura vai ter uma influência negativa no
consumo de combustível, no entanto, trás melhorias ao nível do conforto visual e muitas
vezes ao nível da redução do ruído.
A obtenção de uma macrotextura adequada varia consoante se está a trabalhar num
pavimento rígido ou num pavimento flexível e até mesmo dentro de cada um destes tipos de
pavimentos. Usualmente nos pavimentos flexíveis a macrotextura deriva essencialmente da
composição da mistura betuminosa e do grau de compactação das camadas, sendo o primeiro
factor o que mais evoluções tem sofrido nos últimos anos com o desenvolvimento das
misturas rugosas e drenantes. Já nos pavimentos rígidos a técnica de obtenção de uma
macrotextura adequada é completamente diferente pois do processo de construção das lajes de
betão de cimento resultam superfícies extremamente lisas e regulares pelo que a posteriori
deve ser conferida a textura pretendida através de várias técnicas nas quais se incluem a
ranhuragem transversal e longitudinal, escovagem, decapagem química e incrustação de
gravilha quando o betão ainda se encontra fresco (Neves, 2009d).
Pode ainda ser feita a distinção entre dois tipos de macrotextura, uma positiva e uma
negativa, sendo a primeira a que resulta do acabamento de um pavimento tradicional em betão
betuminoso ou de um tratamento superficial, enquanto a segunda é a que se pode observar
num pavimento drenante ou rugoso e que tem influência ao nível da drenagem superficial e
por vezes ao nível da redução do ruído, tal como já referido.
A microtextura é a componente mais fina da textura de um pavimento e traduz-se
como sendo as irregularidades presentes em cada partícula de agregado e que não são
passíveis de observação a olho nu, estando portanto dependentes das propriedades de cada
tipo de agregado. Na figura 2.4 é possível observar a diferença entre macro e microtextura na
sua aplicação a um pavimento. A microtextura é a principal responsável pelo atrito a baixas
velocidades de circulação e geralmente é avaliada indirectamente pela determinação do
coeficiente de atrito do pavimento, visto não existir um método de medição directa desta
grandeza, esta é ainda muito importante, mesmo em tempo seco, para a aderência
pneu/pavimento. Em tempo molhado e no caso dos pavimentos aeronáuticos, este tipo de
textura tem ainda um papel importante ao contribuir para um aumento da resistência à
derrapagem das rodas dos trens das aeronaves (Horne, 1977).
26
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
Figura 2.4 – Micro e Macrotextura (adaptado de (PIARC, 2003)).
De modo a serem assegurados níveis aceitáveis de microtextura de um pavimento é
costume vir preconizado em caderno de encargos medidas que visam o cumprimento desses
níveis. Assim, em pavimentos flexíveis o agregado utilizado deve possuir boa resistência ao
choque e ao desgaste, características estas, avaliadas usualmente pelo ensaio de desgaste na
máquina de Los Angeles e pelo ensaio de polimento acelerado. Já nos pavimentos rígidos é
costume exigir-se a utilização de uma fracção de areia siliciosa na composição do betão de
cerca de 50% do total de areia.
A relação entre a macrotextura e a microtextura deve ser tida em conta consoante a
utilização de cada tipo de pavimento, assim, para um pavimento em que se circule a
velocidades elevadas, onde as características de resistência ao deslizamento são importantes,
devem ser exigidos valores elevados de ambos os parâmetros. Enquanto numa via de pouco
tráfego e de velocidade de circulação baixa, geralmente uma boa microtextura é suficiente
para garantir as características funcionais exigidas (PIARC, 2003). Apesar dos grandes
desenvolvimentos ao nível da concepção de pneumáticos e da qualidade que estes hoje em dia
apresentam face a condições adversas de circulação, especialmente em condições molhadas
ou com presença de contaminantes, é de referir que uma adequada textura, macro ou micro, é
sempre mais vantajoso em termos de segurança pois trata-se de um factor com menor
variabilidade do que a qualidade de um pneumático (Horne, 1977).
A avaliação da textura de um pavimento pode ser feita mediante vários métodos dos
quais se destacam a técnica volumétrica da mancha e os perfilómetros laser, ambos utilizados
para a avaliação directa da macrotextura e que serão descritos de seguida. No que diz respeito
à microtextura, esta apenas costuma ser avaliada através de métodos indirectos mediante o
uso do pêndulo britânico. Dos diferentes tipos de ensaios resultam valores de textura distintos,
pelo que foram levadas a cabo campanhas tendo por base a harmonização desses valores e a
construção de relações entre eles.
João Pedro Sousa Duarte 27 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
Técnica Volumétrica da Mancha
O ensaio da técnica volumétrica da mancha permite a medição da macrotextura através
do espalhamento de um volume conhecido de material normalizado sobre a superfície de um
pavimento e a mediação da área abrangida pelo mesmo (EN 13036-1).
Segundo a norma referida, o material a empregar na realização deste ensaio deve ser
um volume conhecido (medido através de uma proveta), de pequenas esferas de vidro de
diâmetro normalizado, ao invés da areia de granulometria normalizada usada no ensaio da
mancha de areia, o qual veio substituir. A utilização das esferas de vidro em detrimento da
areia surgiu pelo facto de ser um material mais fácil de controlar, no entanto, os resultados
obtidos tendem a ser diferentes dada a maior facilidade no espalhamento das referidas esferas
(valores de macrotextura superiores aos dados pela areia) (Gothié, 2008).
O ensaio consiste no espalhamento do volume de material (25cm3) sobre uma zona do
pavimento, através da utilização de um disco de borracha dura, que se deve apresentar seca e
livre de impurezas, de modo a se medir a área resultante que deve ficar o mais circular
possível (figura 2.5) e, calcular a profundidade média da textura (Mean Texture Depth –
MTD) através da equação 2.1 (Neves, 2009c).
Figura 2.5 – Técnica Volumétrica da Mancha (Freitas E. et al, 2008).
ࡹࢀࡰ ൌ
28
૝ࢂ
࣊ࡰ૛
(2.1)
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
Em que:

MTD – Profundidade média de textura, em mm;

V – Volume de material espalhado, em mm³;

D – Diâmetro médio da área coberta, em mm.
Segundo o caderno de encargos da EP, o valor de MTD para um pavimento em
mistura betuminosa deve ser superior a 0,7mm no caso do betão betuminoso e dos
tratamentos superficiais, superior a 1,0mm no caso dos pavimentos rugosos e superior a
1,2mm no caso dos pavimentos drenantes (EP, 2009).
A aplicação deste ensaio apresenta algumas limitações quanto ao seu uso, não sendo
credível a sua realização para texturas inferiores a 0,25mm e superiores a 5mm, estando aqui
incluídos os casos dos pavimentos porosos e das superfícies que contenham fendas ou juntas,
como as pistas aeronáuticas que regularmente são alvo de ranhuragem no seu pavimento. O
ensaio é ainda muito dependente do técnico que o realiza.
Perfilómetro Laser
A utilização de perfilómetros laser de elevada frequência acoplados a veículos,
permite a realização de medições em contínuo e a velocidade suficientemente elevada para ser
inserido na corrente de tráfego, de acordo com a norma EN ISO 13473-1.
Contrariamente à técnica volumétrica da mancha, esta técnica permite a medição da
macrotextura em contínuo, logo ao nível da rede e, é bastante menos dependente da
experiência do operador, necessitando apenas a calibração do equipamento no inicio e no final
de cada campanha de medição. À medida que o veículo avança, o próprio equipamento é
capaz de se ajustar à velocidade de circulação e à inclinação do veículo, minimizando assim
possíveis erros de medição.
O valor de Profundidade Média do Perfil (Mean Profile Depth – MPD) é calculado
para segmentos com uma base de 100mm, divididos em duas partes iguais e nos quais se
identifica o maior pico na textura de cada parte entrando depois na obtenção do respectivo
MPD de cada segmento como demonstrado na figura 2.6 (Gothié, 2008).
João Pedro Sousa Duarte 29 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
Figura 2.6 – Modelo de Cálculo do MPD (Gothié, 2008).
O valor de MPD pode ser convertido no valor de Profundidade Estimada de Textura
(Estimated Texture Depth – ETD) de modo a ser comparável com os valores obtidos pela
técnica volumétrica da mancha, através da equação 2.2.
,
,
(2.2)
Em termos de caderno de encargos, os valores mínimos de profundidade média de
textura são semelhantes aos do MTD, variando apenas os casos extremos do betão
betuminoso (MPD≥0,63mm) e do betão betuminoso drenante (MPD≥1,25mm) (EP, 2009).
Ainda em comparação à técnica volumétrica da mancha, os perfilómetros permitem
uma aplicação mais alargada medindo valores de textura que podem ir de 0 a 5mm e, podem
ser aplicados em pavimentos drenantes, no entanto, apresentam algumas limitações
especialmente no que respeita à cor da superfície, não devendo ser efectuadas medições em
pavimentos betuminosos novos nem em pavimentos que se encontrem molhados pois os
resultados obtidos tendem a ser pouco credíveis (Freitas E. et al, 2008).
2.2.2 – Atrito
Tal como já referido, o atrito, e consequentemente a resistência à derrapagem, têm
uma grande influência nas condições de circulação de um pavimento, especialmente no que
diz respeito à segurança, podendo variar de acordo com as condições de superfície da camada
de desgaste ou com a velocidade de circulação dos veículos. A sua avaliação pode ser
30
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
efectuada de acordo com várias técnicas, pontualmente ou em contínuo segundo a direcção
transversal ou longitudinal, mas deve ser sempre realizada em condições de piso molhado de
modo a poder simular as condições mais adversas.
Num pavimento, a aferição do atrito produzido à sua superfície permite identificar
pontos negros onde se possam dar acidentes ou prever a evolução da degradação da camada
de desgaste no que diz respeito a este parâmetro. As campanhas de auscultação de pavimentos
geralmente não incluem o atrito como um parâmetro a ter em conta por se tratar de uma
propriedade funcional do pavimento, no entanto não deve ser desprezado, devendo mesmo ser
levado a cabo campanhas específicas e regulares para a sua avaliação.
O coeficiente de atrito de um pavimento vai sofrendo variações durante o seu período
de vida útil, sendo possível distinguir dois fenómenos distintos, um a curto prazo e outro a
longo prazo (figuras 2.7a e 2.7b). Enquanto a primeira variação está relacionada com as
condições climatéricas registadas sazonalmente ao longo de um ano, já a segunda tem a ver
com a normal degradação da superfície do pavimento, influenciada especialmente pela
passagem dos veículos.
A duração dos períodos secos e das épocas de chuva vai influenciar a geração de atrito
num pavimento. Assim, ao longo de um período seco vão-se acumulando detritos à superfície
da camada de desgaste colmatando os vazios da textura, como é o caso de poeiras e borracha,
detritos esses que reduzem ligeiramente o atrito que é possível ser gerado por um dado
pavimento. No entanto, é após longos períodos de tempo seco que a sujidade vai ser
importante na redução do atrito pois devido às primeiras chuvadas cria-se uma pasta muito
fina que funciona como lubrificante entre o pneu e o pavimento, tal como é possível ver no
ponto A da figura 2.7a. Esta película acaba por desaparecer em pouco tempo (no máximo
horas) devido à passagem dos veículos e ao arraste pela própria água da chuva, voltando o
atrito aos valores registados em tempo seco (pontos B e C da figura 2.7a).
Ao longo do seu período de vida útil, um pavimento vai sofrendo variações de
coeficiente de atrito mais ou menos severas devido à própria degradação da camada de
desgaste e dos seus componentes, associada à passagem do tráfego e à acção dos agentes
atmosféricos. Assim, após a sua concepção, um pavimento apresenta um valor relativamente
elevado de atrito, não estando no entanto próximo do seu valor máximo de serviço, isto devese ao facto de nesse instante toda a superfície estar coberta por uma película betuminosa (no
caso dos pavimentos flexíveis) e que tem como efeito a colmatação quer da macrotextura,
quer da microtextura. Esta película acaba por desaparecer após a passagem de um certo
número de veículos, conferindo ao pavimento a textura e o atrito para o qual foi projectado.
Deste ponto para a frente, o coeficiente de atrito vai diminuindo lenta e gradualmente de
João Pedro Sousa Duarte 31 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
acordo com o maior ou menor volume de tráfego de veículos pesados, apresentando as
variações sazonais já referidas (zona A da figura 2.7b), até que numa fase mais adiantada da
vida do pavimento o atrito tende a aumentar ajudado pelo aumento da macrotextura conferido
pelo avançado estado de degradação da camada de desgaste (zona B da figura 2.7b). A
evolução do atrito em pavimentos rígidos é semelhante à descrita mas com um
desenvolvimento mais lento e não tão evidente (Pereira & Miranda, 1994).
Figura 2.7 – Evolução temporal do atrito: a) num curto intervalo de tempo; b) com o tráfego total acumulado
(TTA) (Branco et al, 2008).
Devido a estas variações do coeficiente de atrito e pela sua importância nas condições
de circulação de um veículo, é usual fazerem-se avaliações deste coeficiente para dados
obtidos sob condições molhadas, pois é nestes casos em que o atrito vai apresentar valores
mais baixos e consequentemente vai ser mais prejudicial para a boa circulação de veículos.
Quanto à avaliação deste parâmetro, esta pode ser feita, como já referido, através de
vários métodos e equipamentos dos quais se destacam três completamente distintos: o
Pêndulo Britânico para medições pontuais; o Griptester para medições em contínuo no sentido
longitudinal; e o Sideway Force Coefficient Routine Investigation Machine (SCRIM) para
medições em contínuo no sentido transversal. De seguida far-se-á uma breve descrição dos
equipamentos referidos, onde se inclui também o SFT de amplo uso ao nível aeroportuário.
Pêndulo Britânico
O pêndulo britânico é um equipamento que permite a avaliação do coeficiente de
atrito, de forma pontual (EN 13026-4). Trata-se de um equipamento constituído por um braço
que roda sobre um suporte que contém um quadrante com uma escala e na extremidade do
braço encontra-se uma borracha normalizada CEN como é possível ver na figura 2.8.
32
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
Figura 2.8 – Pêndulo Britânico (Munro Instruments).
O ensaio consiste na estabilização do equipamento sobre a superfície a ensaiar, de
seguida a mesma deve ser molhada e só posteriormente se liberta o braço do pêndulo de modo
a se efectuar a respectiva medição do valor máximo que o braço atingiu na escala, o BPN
(British Pendulum Number) (Walsh, 2008).
Este procedimento tem o intuito de simular o deslizamento de um pneu normalizado
sobre um dado pavimento a uma velocidade de 50 km/h. O valor registado é uma medida
indirecta do atrito transversal e é proporcional à microrugosidade da superfície. Com este
equipamento é ainda possível avaliar, em laboratório, para agregados em camadas de desgaste
o seu coeficiente de polimento acelerado (Baptista & Matos, 2008).
Em termos de valores aceitáveis para o coeficiente de atrito registado com o Pêndulo
Britânico aquando da recepção de uma obra, este deve ser superior a 60, quer para camadas de
desgaste tradicionais quer para tratamentos superficiais (EP, 2009).
No que diz respeito à realização propriamente dita do ensaio, é preciso ter alguns
cuidados pois os resultados estão muito dependentes da experiência do operador, pelo que
deve ser dada especial atenção à calibração do equipamento, à quantidade de água sobre a
superfície que nunca deve ser por defeito face ao estipulado e, à temperatura da superfície que
tem por base os 25°C.
SCRIM
O SCRIM é o equipamento mais utilizado no que diz respeito à medição do CAT em
contínuo para redes rodoviárias. Este equipamento consiste num veículo autónomo que utiliza
um pneu liso e estreito disposto segundo um ângulo de 20° com a sua direcção de marcha, no
João Pedro Sousa Duarte 33 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
alinhamento dos rodados exteriores, o qual permite fazer a medição da força gerada na roda à
medida que vai sendo arrastada. Sobre a roda de ensaio existe uma massa suspensa
amortecida de cerca de 200kg, de modo a criar uma reacção normal no contacto pneupavimento e para evitar que esse contacto se perca em qualquer momento (DD CEN/TS
15901-6:2009).
Como referido anteriormente, a medição do atrito gerado num pavimento deve ser
feita em condições molhadas, para tal, o veículo dispõe de um depósito de água de grande
capacidade de modo a que haja constantemente uma película de água com 0,5mm de
espessura na zona de contacto entre o pneu e o pavimento.
As medições com este equipamento podem ser efectuadas a velocidades de 50km/h ou
80km/h, podendo haver ligeiras variações a estes valores, no entanto, os resultados de
qualquer observação válida devem ser corrigidos de modo a serem equivalentes aos de uma
medição feita a 50km/h. Em termos do espaçamento entre cada medição, esta deve ser
efectuada em intervalos pré-definidos de 5m a 20m de comprimento. Os resultados obtidos
para pavimentos correntes, i.e. misturas betuminosas, devem ser superiores a 0,50 (EP, 2009).
De entre as principais vantagens deste equipamento, destaca-se a grande autonomia do
mesmo, pois dependendo do tamanho do depósito e da velocidade de medição, podem ser
efectuadas medições em contínuo de cerca de 200km a 300km, quer em estrada ou em autoestrada. Isto representa elevados níveis de produtividade visto que após uma calibração inicial
o equipamento apenas necessita de duas pessoas para ser operado.
Ainda no campo das vantagens, destaca-se o facto de o SCRIM ser bastante
automatizado, o que o torna capaz de controlar o fluxo de água consoante a velocidade de
circulação fazendo com que a lâmina de água tenha uma espessura constante. Os resultados
podem ser processados internamente, georreferenciados e associados a valores de textura
superficial (caso possua perfilómetro), o que faz com que a sua interpretação seja bastante
facilitada.
Griptester
O Griptester é um equipamento que permite a medição em contínuo do CAL, através
de uma roda parcialmente bloqueada. Este consiste num pequeno reboque que possui um pneu
de medição normalizado semelhante ao do SCRIM mas de menor diâmetro, posicionado ao
centro, o qual é arrastado ao longo da superfície a avaliar (DD CEN/TS 15901-7:2009). O
pneu em causa deve ser liso e quando são efectuadas as medições este é bloqueado
parcialmente com uma taxa de deslizamento de cerca de 15% face à rotação das restantes
34
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
rodas do aparelho, ficando registada a força exercida sobre a roda aquando do seu bloqueio
sobre o pavimento.
Associado ao reboque que constitui o equipamento, deve existir sempre um depósito
de água no veículo rebocador, de modo a poder criar uma lâmina de água no interface pneupavimento, que à semelhança do SCRIM, deve ser de 0,5mm. Em termos da velocidade de
medição, este equipamento é mais abrangente que o anterior (velocidades entre os 5km/h e os
130km/h), no entanto, aquando da interpretação dos resultados, estes devem ter por referência
a velocidade de 50km/h. O resultado da medição é o chamado Gripnumber (GN) e
corresponde ao valor médio para um determinado comprimento e não deve ser inferir a 0,6
para um pavimento novo ou em serviço (EP, 2009).
Surface Friction Tester
O equipamento Surface Friction Tester (SFT) desenvolvido pela empresa Sueca
ASFT, é um equipamento de medição em contínuo do coeficiente de atrito com recurso a uma
roda semi-bloqueada. O SFT consiste num automóvel que possui uma 5ª roda onde é utilizado
um pneu liso padronizado segundo a norma ASTM E1551, com um bloqueio de 10% a 12 %
e com uma carga vertical de cerca de 140kg, o qual pode operar a diferentes velocidades de
acordo com o pretendido.
O veículo possui ainda um sistema de rega automático, com um depósito na zona dos
bancos traseiros, que permite efectuar medições do coeficiente de atrito em condições
molhadas de acordo com a espessura da lâmina de água pretendida. O equipamento permite
também a extracção de dados relativos às medições com uma base mínima de 10m para
posterior avaliação.
Este equipamento permite de uma forma expedita avaliar o coeficiente de atrito de um
pavimento a uma determinada velocidade, e com uma autonomia de cerca de 6000m para uma
lâmina de água de 1,0mm, tornando-se adequado à utilização em pavimentos aeroportuários
(ASFT, 2011).
Uma variante deste equipamento utilizada especificamente em aeroportos e, com
características em tudo semelhantes às descritas, será a utilizada no âmbito deste trabalho. O
ASFT (Airport Surface Friction Tester) de mesmo nome da empresa que o desenvolveu e
fabrica, à semelhança do SFT. Será descrito mais pormenorizadamente no capítulo 3 quais as
condições de utilização e de interpretação dos resultados, bem como as calibrações e cuidados
a ter para o seu uso.
João Pedro Sousa Duarte 35 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
2.2.3 – Depósitos de borracha
Como já referido, o coeficiente de atrito de um pavimento vai sendo alterado ao longo
do tempo de acordo com a sua utilização o que está associado ao desgaste da camada de
desgaste e dos seus constituintes, no entanto, no caso dos pavimentos aeroportuários surge um
factor de grande relevância para a circulação em segurança das aeronaves, que são os
chamados depósitos de borracha na pista e que estão directamente relacionados com o volume
de tráfego e com o tipo de aeronaves que utilizam determinado pavimento.
O fenómeno de deposição de borracha ocorre no momento do primeiro contacto entre
o pneu e o pavimento, na aterragem das aeronaves, quando a roda que se desloca a uma
grande velocidade mas sem rotação passa instantaneamente a rodar a uma alta velocidade
correspondente à do movimento da aeronave, no momento em que existe o contacto. Devido a
esta mudança brusca do movimento da roda, são geradas elevadas tensões e temperaturas no
interface pneu-pavimento o que leva à reversão, polimerização e consequente deposição de
borracha na superfície da pista. Com o tempo e, devido a inúmeros ciclos de aterragem, a
borracha depositada acaba por ficar rija resultando daí uma superfície vitrificada e
extremamente escorregadia.
Ao longo do tempo, a borracha acaba por preencher a micro e macrotextura o que não
só prejudica a mobilização de atrito mas também vai dificultar a drenagem da água sobre a
superfície do pavimento, tornando-o perigoso. Neste sentido, as autoridades competentes
devem prestar especial atenção a este tipo de anomalias pois, devido à própria natureza da
borracha, um pavimento pode apresentar níveis aceitáveis de coeficiente de atrito sem no
entanto ser seguro para que seja operacionável (Pavestech, 2007).
2.2.4 – Drenabilidade
A presença de água em qualquer obra de engenharia constitui um dos principais
factores da sua degradação, e que no caso dos pavimentos, rodoviários ou aeroportuários, tem
especial importância devido à sua permanente exposição às condições atmosféricas. Um
pavimento deve portanto possuir boas capacidades de drenagem superficial para precaver a
segurança dos seus utilizadores e, ao mesmo tempo, deve possuir características adequadas de
permeabilidade de modo a prolongar as suas propriedades e o seu tempo de vida útil.
Ao nível da permeabilidade, a camada de desgaste de um pavimento deve assegurar
que as camadas adjacentes não entram em contacto com água evitando assim o aparecimento
de graves anomalias ao nível da sua estrutura que se repercutem para a superfície. De modo a
se evitar problemas de infiltração de água no pavimento deve ser dada especial atenção à fase
36
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
de construção do mesmo, nomeadamente no que diz respeito à execução de todo o tipo de
juntas. Existe no entanto uma excepção a este tipo de comportamento que é o caso dos
pavimentos drenantes, e onde a camada de desgaste tem uma porosidade aberta que permite a
drenagem de água pelo seu interior passando para a camada imediatamente adjacente a função
de impermeabilização da restante estrutura do pavimento.
No que diz respeito à segurança de circulação dos veículos existem essencialmente
dois fenómenos ligados à presença da água a ter em conta: a perda de visibilidade por
projecção de água pelos veículos que tem grande importância nas rodovias; e o fenómeno da
hidroplanagem.
Em condições de piso molhado, o contacto entre o pneu e o pavimento torna-se mais
reduzido pela presença de água em parte dessa área de contacto daí nas considerações acerca
do coeficiente de atrito de um pavimento ser usual considerar a situação em que este se
encontra coberto com uma lâmina de água. Um caso extremo destas condições é a ocorrência
de hidroplanagem que corresponde à perda de aderência entre o pneu e o pavimento por
intermédio da presença de água nesse interface. Nestas condições o coeficiente de atrito é
muito reduzido ou praticamente nulo, o que leva à perda de controlo direccional e de
travagem do veículo. Este fenómeno é influenciado pela profundidade da lâmina de água
sobre o pavimento e pela textura do mesmo, pela pressão de enchimento do pneu, pela
profundidade das suas estrias e pela sua área de contacto e especialmente pela velocidade de
circulação do veículo.
Para as infraestruturas aeronáuticas existem ainda vários estudos sobre a
hidroplanagem das aeronaves, visto ser uma das principais causas de acidentes das mesmas,
nos quais se chegou à conclusão da existência de 3 tipos distintos deste fenómeno, a
hidroplanagem dinâmica, viscosa e por reversão da borracha. Enquanto o último tipo está
associado à deposição de borracha já mencionada, os dois primeiros estão intimamente
ligados à presença de água sobre a superfície de um pavimento (Horne, 1977). No contacto
pneu/pavimento é possível observar 3 zonas diferentes quando em presença de água (figura
2.9). Numa primeira zona não existe qualquer contacto entre as duas superfícies devido à
presença da água no interface. Já na segunda zona passa a existir contacto parcial entre o pneu
e o pavimento proporcionado por forças de fricção induzidas pela microtextura. Numa última
zona, a água é expelida através da macrotextura passando a ser esta área a responsável por
mobilizar atrito e com isso todas as forças de tracção (Benedetto, 2001). O tamanho destas 3
zonas é variável consoante a velocidade de circulação e a espessura da lâmina de água. À
medida que a velocidade e/ou a lâmina de água aumenta, o contacto tende a reduzir-se, ou
seja, as zonas 1 e 2 tendem a aumentar em detrimento da zona 3.
João Pedro Sousa Duarte 37 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
Figura 2.9 – Modelo das 3 zonas no contacto pneu/pavimento (adaptado de (Horne, 1977)).
No caso dos pavimentos rodoviários, a prevenção do fenómeno de hidroplanagem
torna-se importante nas vias de maior velocidade de circulação, pois é nestes casos em que se
torna mais insegura a passagem de veículos na presença de água e onde o fenómeno se dá
mais facilmente, no entanto, através de uma adequada textura e de uma correcta definição de
aspectos geométricos como é o caso da inclinação em perfil transversal e em perfil
longitudinal, é possível minimizar os efeitos da hidroplanagem.
No caso dos pavimentos aeroportuários a prevenção do fenómeno de hidroplanagem
ganha especial importância devido às elevadas velocidades de circulação e tem sido alvo de
estudos levados a cabo por entidades como a FAA, a NASA e outros independentes
(Benedetto, 2001). No entanto, através de uma adequada textura e de uma correcta definição
de aspectos geométricos como é o caso da inclinação em perfil transversal e em perfil
longitudinal, é possível minimizar os efeitos da hidroplanagem.
Há no entanto factores críticos que separam claramente os pavimentos rodoviários dos
aeroportuários e que tornam a abordagem da drenabilidade superficial completamente distinta,
como é o facto de no caso rodoviário os veículos poderem reduzir drasticamente a sua
velocidade de circulação em caso de situações de circulação desfavorável enquanto as
aeronaves têm que circular obrigatoriamente a velocidades elevadas nas suas operações de
aterragem e descolagem. Os longos comprimentos, associados a inclinações reduzidas dos
perfis quer transversalmente quer longitudinalmente, tornam uma pista aeronáutica mais
38
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
susceptível à criação de camadas de água mais espessas à sua superfície pelo facto de o
escoamento ser mais dificultado (Benedetto, 2001).
É ainda usual fazer-se a ranhuragem do pavimento, que consiste na abertura de rasgos
transversais ao sentido da pista com o intuito de melhorar a drenabilidade do pavimento e a
sua textura superficial e, para diminuir a acumulação de borracha. A ranhuragem tende a
degradar-se com o passar do tráfego e com as acções de remoção de borracha pelo que deve
ser alvo de especial atenção de modo a não afectar as condições de circulação de um dado
pavimento.
Outflow Meter
Este ensaio tem o intuito de avaliar a drenabilidade horizontal da camada de desgaste
de um pavimento através da drenagem de uma quantidade de água pré-determinada. Este
ensaio está intimamente relacionado com a textura de um pavimento pelo que a sua realização
apenas é válida para superfícies regulares de pavimentos não drenantes em que o valor de
MPD se situe entre 0mm e 0,4mm (EN 13036-3).
O equipamento consiste num cilindro plástico transparente e numa base em bronze e
borracha, a qual vai contactar directamente com o pavimento e, a realização do ensaio passa
pela medição do tempo que demora a drenar a totalidade da água presente no tubo cilíndrico,
resultando daí o tempo de escoamento ou outflow time.
O estudo da drenabilidade horizontal é de extrema importância pois permite saber a
capacidade que um pavimento tem para escoar a água no contacto pneu-pavimento e, com isto
prever o comportamento dos veículos com piso molhado.
Pelo facto de este ensaio ser efectuado pontualmente sobre o pavimento, devem ser
escolhidos no mínimo dez locais de ensaio, representativos e igualmente espaçados de modo a
se fazer a média dos vários valores de tempo de escoamento e assim se ter um indicador para
uma determinada secção do pavimento.
2.2.5 – Ruído
O ruído provocado pela circulação de veículos tem vindo a ganhar cada vez mais
atenção no que visa à salvaguarda da saúde humana e do bem-estar das populações, o que
vem a ser suportado por legislação mais restritiva no que concerne aos níveis aceitáveis de
ruído como é o caso do actual Regulamento Geral do Ruído (DL 09/2007). No caso das
João Pedro Sousa Duarte 39 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
rodovias urbanas tem sido dada especial importância pois é nestas situações onde as
perturbações sonoras se tornam mais evidentes e incomodativas podendo mesmo levar ao
desenvolvimento de doenças graves do foro psicológico.
A produção de ruído pelos veículos deriva de três factores: a configuração
aerodinâmica do veiculo que é relevante para altas velocidades de circulação; o motor e o seu
sistema de exaustão que se fazem notar a baixas velocidades; e por último, a interacção entre
pneu/pavimento, evidenciada para as velocidades usuais de circulação e aqui analisada por ser
a única passível de intervenção ao nível da infraestrutura rodoviária. Por isto, a análise do
ruído devido às características do pavimento apenas se aplica no caso dos pavimentos
rodoviários, pois o ruído provocado pelas turbinas das aeronaves supera grandemente o
produzido pelos seus pneus.
No âmbito dos pavimentos, verifica-se que o ruído produzido no contacto
pneu/pavimento deriva do comportamento dos condutores (velocidade e pressão dos pneus),
das características intrínsecas dos pneus, do clima (maior relevância em tempo de chuva) e, da
própria superfície do pavimento. Ao nível das características de superfície de um pavimento
destaca-se a megatextura, a macrotextura e a porosidade como elementos influenciadores na
geração/absorção de ruído (Freitas A. F. et al, 2006).
A textura de um pavimento tem um dos principais papéis no que toca à produção e
absorção do ruído da passagem dos veículos, pois se é graças a ela que se geram as vibrações
originárias do ruído no contacto pneu/pavimento, é também graças à textura, e mais
particularmente aos vazios nela existentes, que o ruído produzido vai ser mais ou menos
absorvido pelo próprio pavimento. Outro mecanismo de geração de ruído, relacionado com a
textura, é a capacidade que um fluido (ar ou água) tem em escapar do interface entre o pneu e
o pavimento e é importante quer em condições secas ou molhadas.
A configuração dos vazios, a sua forma e a comunicação entre eles, em conjunto com
a espessura da camada de desgaste são os principais factores que contribuem para a absorção
acústica do pavimento. Assim, nos pavimentos constituídos por misturas betuminosas densas
a parcela de ruído absorvida vai ser diminuta quando comparada com a reflectida, enquanto
nos pavimentos em que se utilizem misturas porosas, a absorção acústica será tanto maior
quanto maior for a espessura da camada de desgaste. Estas diferenças de comportamento
devem-se essencialmente às distintas configurações da macrotextura de ambos os pavimentos,
tendo os pavimentos constituídos pelas tradicionais misturas betuminosas densas uma
macrotextura positiva, enquanto nos pavimentos constituídos por misturas betuminosas
abertas (porosos e drenantes) a macrotextura existente é negativa (Kraemer et al, 2004). De
referir que nem sempre a utilização de pavimentos que tenham uma macrotextura negativa
40
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
leva à redução do ruído devido à dificuldade em prever a resultado final da textura tendo em
conta os equipamentos e métodos construtivos disponíveis hoje em dia.
Com o objectivo de se reduzir o ruído provocado pelos veículos, para além da
utilização de misturas betuminosas porosas e drenantes, tem se vindo a desenvolver a
aplicação de outros materiais e técnicas construtivas como é o caso da incorporação de
borracha na constituição das misturas betuminosas ou dos pavimentos SMA, o que permite
em alguns casos, uma redução significativa do ruído produzido na ordem de 3 a 5 dB(A)
(Freitas A. F. et al, 2006).
2.2.6 – Índice Internacional de atrito - International Friction Index (IFI)
Devido à grande heterogeneidade dos métodos de medição da textura e do atrito de um
pavimento existentes para os vários países surgiu a necessidade de se homogeneizar os
valores destes parâmetros de modo a poderem ser comparados, daí que o Permanent
International Association of Road Congresses (PIARC) tenha levado a cabo um estudo
intensivo em 16 países onde foram testados vários equipamentos de medição sob diferentes
condições de atrito, textura, e velocidade de circulação, bem como em diferentes tipos de vias
existentes.
A partir da medição do atrito e da textura foi constituído o International Friction Index
(IFI) ou Índice Internacional de Atrito, o qual permite a comparação de resultados obtidos por
diferentes equipamentos de medição constituindo uma escala comum de avaliação das
características de superfície de um pavimento. A partir deste índice é ainda possível comparar
medições efectuadas com equipamentos semelhantes de modo a aferir acerca da
reprodutibilidade dos seus resultados.
O desenvolvimento do IFI partiu da base em que para avaliar um dado pavimento não
é suficiente avaliar apenas o atrito ou a textura mas sim o conjunto destas duas grandezas de
modo a se poder discernir correctamente em relação à segurança que um dado pavimento
proporciona. Assim, foram desenvolvidos procedimentos normativos como o descrito em
ASTM E-1960 e que se baseia numa medida de atrito (
) e numa textura (Sp). Estes dois
parâmetros são obtidos a partir de medições efectuadas com os equipamentos e das equações
2.3 e 2.4, que representam respectivamente a influência da textura e do atrito na definição da
chamada Curva de Referência para a velocidade de 60 km/h.
João Pedro Sousa Duarte 41 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
.
(2.3)
Em que:


– Valor resultante da medição de textura;
,
Constantes dependentes do equipamento de medição da textura.
(2.4)
.
Em que:



– Valor de atrito convertido à velocidade de 60km/h;
− Valor de atrito medido à velocidade S;
− Velocidade de deslizamento para o equipamento.
Através das fórmulas anteriores é possível calcular o respectivo IFI de acordo com a
equação 2.5, para um determinado pavimento.
.
.
(2.5)
Em que:

A, B, C – Constantes dependentes do equipamento de medição de atrito.
A partir do traçado da curva dos valores de IFI é pois possível o estabelecimento de
e Sp de acordo com o
níveis de intervenção de acordo com os valores obtidos de
apresentado na figura 2.10 (Aps, 2006).
42
Luís Picado Santos
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
Figura 2.10 – Diagrama Atrito-Textura de acordo com o IFI (Aps, 2006).
Refira-se que estudos efectuados após a elaboração do IFI demonstraram que o
procedimento não é o mais adequado pois os valores obtidos para um determinado tipo
equipamento não se repetem como seria esperado. Alguns autores sugerem a melhoria do
método de cálculo, através da incorporação das características de cada equipamento
individualmente (Roa, 2008).
João Pedro Sousa Duarte 43 Capítulo 3 – Descrição do Método
Capítulo 3 – Descrição do Método
Os aeroportos têm contribuído para o encurtamento das distâncias e para a
globalização, constituindo-se como as principais infraestruturas ligadas ao transporte de
pessoas e bens de alto valor acrescentado. Para além de servir o transporte aéreo, um
aeroporto hoje em dia também passa por ser um espaço comercial. No entanto é do lado
aeronáutico, o chamado “lado ar”, que depende o seu sucesso. No lado ar, para além das
estruturas ligadas ao voo como a torre de controlo e do apoio às operações em terra, existem
os pavimentos aeroportuários dos quais se destacam as pistas que têm como função receber as
operações de aterragem e descolagem e os quais serão alvo de estudo seguidamente.
O crescente aumento de tráfego aéreo nas últimas décadas e o uso de aeronaves de
propulsão a jacto cada vez mais pesados e a circularem a velocidades mais elevadas tem
levado a que as exigências do ponto de vista funcional, mais concretamente do atrito, para os
pavimentos das pistas aeronáuticas sejam cada vez mais apertadas na medida em que estas
devem proporcionar condições de segurança às operações das aeronaves sob quaisquer
condições climatéricas, especialmente em presença de chuva e neve.
Um factor que está intimamente relacionado quer com as condições de atrito quer com
o aumento do número de operações de aterragem e descolagem de aeronaves é a deposição de
poluentes na superfície da pista podendo se tratar de poeiras, óleos, combustível ou borracha.
Os depósitos de borracha são os que suscitam maior preocupação por parte das autoridades
gestoras da infra estrutura pois, tal como a degradação natural por desgaste da superfície de
um pavimento, esta também está ligada ao número de operações realizadas sobre um dado
pavimento. No entanto, devido às características de tal fenómeno, por vezes os problemas
podem não ser detectados a tempo devido o que pode causar problemas graves de perda de
atrito.
O tráfego aéreo tornou-se um importante sector de qualquer economia moderna e que
tem tido um elevado incremento desde a década de 1960. Hoje em dia o transporte aéreo é
tido como sendo dos mais seguros do mundo e para tal contribui, para além das características
das próprias aeronaves e dos sistemas relacionados com o seu voo, a maior atenção que tem
sido dada às características das infraestruturas aeroportuárias tanto pelas autoridades
internacionais como a ICAO e a FAA, através de documentos como o Anexo 14 (ICAO,
2009) e o Advisory Circular 150/5320-12C (FAA, 1997), respectivamente, como pelas
autoridades locais reguladoras de cada infraestrutura (em Portugal a ANA aeroportos de
Portugal, S.A.).
João Pedro Sousa Duarte 45 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
3.1 – Regulamentação Internacional
Segundo os documentos publicados pela ICAO e FAA referidos anteriormente, são
aconselhadas boas práticas de gestão e manutenção de uma infraestrutura aeroportuária, as
quais são seguidas no caso dos aeroportos nacionais e que dizem respeito ao modo como as
campanhas de medição devem ser efectuadas, qual a sua periodicidade e como devem ser
interpretados os dados daí resultantes, com o intuito de poder avaliar um dado pavimento em
situações distintas como é o caso em que este foi alvo de uma intervenção, para determinar o
efeito de uma drenagem deficiente ou para determinar o atrito em pavimentos que se tornam
escorregadios sob condições não usuais.
Quanto à periodicidade das campanhas, esta deve ser definida de acordo com o
número de aterragens de aviões a jacto por cada direcção de uma pista tal como consta na
tabela 3.1, estando a periodicidade intimamente relacionada com a utilização e consequente
desgaste da pista. Vem preconizado que deve haver pelo menos uma campanha de avaliação
por ano para uma dada pista no entanto pode mesmo chegar à necessidade de se efectuarem
campanhas semanais para as pistas de tráfego mais intenso.
Tabela 3.1 – Periodicidade das campanhas de avaliação de atrito (FAA, 1997).
Número mínimo de aterragens diárias de
aviões a reacção por direcção
Menos de 15
16 a 30
31 a 90
91 a 150
151 a 210
Mais de 210
Frequência das campanhas de
auscultação
1 Ano
6 Meses
3 Meses
1 Mês
2 Semanas
1 Semana
A medição do valor do atrito deve ser efectuada por um equipamento de medição em
contínuo com bloqueio parcial da roda de medição (entre 10% e 20%), devendo esta ter um
pneu de rasto liso e o equipamento deve ser capaz de criar um lâmina de água de 1mm de
espessura no interface pneu/pavimento de modo a proporcionar resultados o mais fidedignos
possíveis das reais condições do pavimento e para possível comparação entre dados obtidos
para diferentes pistas.
Os resultados devem ser obtidos a pelo menos duas velocidades distintas de modo a se
ter uma melhor avaliação do atrito numa superfície molhada, pois a influência da macro e
microtextura pode gerar diferentes resultados de acordo com a velocidade. Com o aumento da
46
Luís Picado Santos
Capítulo 3 – Descrição do Método
velocidade de medição o coeficiente de atrito tende a diminuir, facto que é tanto mais
evidente quanto pior for a macrotextura do pavimento. Ainda relacionado com a textura da
superfície, é sugerido que as medições se façam em ambos os sentidos de modo a atenuar o
possível efeito de haver um deles que é mais utilizado pelas aeronaves.
Deve ser feita a média dos resultados obtidos, geralmente com uma base de 10m, para
serem avaliados em porções de pavimento com 100m de comprimento e as medições devem
ser efectuadas em ambos os lados do eixo da pista, distando cerca de 3m e 5m do mesmo,
com o objectivo de se ter uma melhor perspectiva das condições gerais do pavimento,
nomeadamente, da zona mais usada pelas aeronaves e de zonas periféricas com pouco uso. A
pista deve ainda ser dividida em três zonas distintas de igual comprimento, zonas A, B e C,
para avaliação das suas características funcionais de atrito e que correspondem às duas zonas
extremas que integram as zonas de toque e uma terceira que é a zona central da pista (ANA,
2008).
A ICAO recomenda ainda que cada entidade reguladora defina os seus limites de
intervenção, no entanto, e baseados em vários estudos, recomendam para uma série de
equipamentos de medição 3 níveis limite que definem o estado de um pavimento e com isso,
o tipo de medida que deve ser tomada:

O design level corresponde ao nível mínimo de atrito que uma superfície nova
ou repavimentada deve ter;

O maintenance level estabelece o nível para o qual os valores registados abaixo
desse valor devem ser alvo de atenção e, uma intervenção futura deve ser
pensada;

O minimum friction level corresponde ao valor mínimo para o qual um
pavimento pode ser deixado sem ser alvo de uma intervenção imediata,
qualquer valor abaixo deste limite, e independentemente da extensão em que é
registado deve ser imediatamente intervencionado sob o risco de causar graves
perdas de atrito em condições molhadas aos trens das aeronaves.
Os níveis mencionados vêm definidos na tabela 3.2 para os equipamentos Grip-Tester
e Airport Surface Friction Tester (ASTF), sendo estes os equipamentos mais utilizados em
Portugal para a avaliação de atrito em pistas aeroportuárias e tendo em conta o tipo de pneu
mais usual.
João Pedro Sousa Duarte 47 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
Tabela 3.2 - Níveis de atrito para diferentes equipamentos de medição (ICAO, 2009).
Equipamento
Grip-Tester
ASFT
Pneu de medição
Pressão
Tipo
(kPa)
C
140
C
140
B
210
B
210
Velocidade
de teste
(km/h)
65
95
65
95
Espessura
da lâmina de
água (mm)
1,0
1,0
1,0
1,0
Design
Level
Maintenance
Level
0,74
0,64
0,82
0,74
0,53
0,36
0,60
0,47
Minimum
Friction
Level
0,43
0,24
0,50
0,34
A calibração dos equipamentos de medição bem como a realização correcta das
próprias campanhas de medição é de vital importância de modo a que os resultados obtidos
sejam conformes com os níveis preestabelecidos pela ICAO. Caso sejam registados resultados
díspares ou caso se suspeite que as condições da pista possam ser alteradas devido a
deficiências do pavimento, devem ser conduzidas campanhas adicionais sobre condições
climatéricas naturais (ou simuladas) de modo a identificar tais problemas como é o caso de
drenagem deficiente da superfície, depressões ou inclinação insuficiente da pista.
3.2 – Caso de estudo
O caso de estudo desta dissertação tem como objecto o Aeroporto Internacional de
Lisboa (ALS). Trata-se da situação mais representativa em Portugal pela sua dimensão e
importância ao nível do transporte aéreo ao longo das últimas 7 décadas. Esta estrutura
constitui-se como o principal aeroporto de Portugal continental sendo importante não só a
nível nacional mas também a nível internacional, estabelecendo uma importante ponte para o
continente Sul-Americano, especialmente para o Brasil, daí que a garantia da sua
operacionalidade seja de extrema importância. A escolha deste caso de estudo prende-se não
só com a relevância do ALS mas também com a quantidade de dados disponíveis para este
aeroporto face aos restantes nacionais e com o facto de um maior tráfego poder influenciar
mais rapidamente deficiências ao nível do atrito nos pavimentos aeroportuários,
especialmente nas pistas.
3.2.1 - O Aeroporto Internacional de Lisboa
O ALS localiza-se na zona nordeste da cidade de Lisboa a cerca de 7km do seu centro,
ocupando uma importante área da cidade. Ao nível da infraestrutura propriamente dita, e no
que concerne aos pavimentos aeroportuários, o aeroporto é constituído por duas pistas
principais, a 03-21 e a 17-35 conforme se pode ver na figura 3.1, que se situam a uma altitude
média de 114m e que têm 3805m e 2304m de comprimento, respectivamente, tendo ambas
48
Luís Picado Santos
Capítulo 3 – Descrição do Método
45m de largura. O pavimento de ambas as pistas é em betão betuminoso (BB) aplicado em
várias camadas conforme o número de intervenções de reabilitação de que cada pista tenha
sido alvo, sendo a pista 03-21 constituída por 3 camadas de BB enquanto a pista 17-35 apenas
apresenta duas camadas de BB fruto da menor utilização desta e, consequentemente da menor
necessidade de intervenções de reparação. Existem ainda 42 caminhos de circulação em BB e
18 placas de estacionamento, duas em BB e as restantes em betão de cimento (Fernandes,
2010).
Figura 3.1 – Localização das pistas 03-21 e 17-35 na estrutura do ALS.
A pista 03-21 constitui-se como a pista que mais tráfego recebe no aeroporto de
Lisboa, em ambos os sentidos devido às suas características geométricas e à sua localização
face à direcção predominante dos ventos no local do aeroporto. Esta pista recebe quase a
totalidade dos movimentos de aeronaves no ALS tendo-se registado em 2008 e 2009, cerca de
99% do total de movimentos, entre aterragens e descolagens de aeronaves comerciais como se
pode ver na tabela 3.3, sendo que a maioria destas são de grande porte com predominância
dos modelos A319 e A320 da AirbusTM. Refira-se ainda o facto de o total de movimentos de
aeronaves ter diminuído do ano de 2008 para 2009, algo que não seria espectável face às
previsões existentes.
Tabela 3.3 - Movimentos de aeronaves por pista do ALS (Dados disponibilizados directamente pela ANA
Aeroportos de Portugal, S.A.).
2008
Pista Chegadas Partidas
2009
Total Chegadas Partidas Total
112,661
56,642
50,250
49,785 100,035
52
49
49
1
48
03
56,019
17
3
21
13,101
12,997
26,098
35
872
292
1,164
Total
69,995
João Pedro Sousa Duarte 69,980 139,975
15,939
66,190
16,034
31,973
313
313
66,180 132,370
49 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
Pelo facto de a pista 03-21 ser a que mais tráfego recebe em toda a infraestrutura, e
pela quantidade de dados disponibilizados por parte da Direcção de Infra-estruturas
Aeroportuárias (DIA) da ANA, será a pista estudada, dentro do Aeroporto de Lisboa, no que
concerne à avaliação do atrito de pavimentos aeroportuários.
3.2.2 – Equipamento de medição
Quanto ao equipamento de medição, recorreu-se aos dados provenientes do Airport
Surface Friction Tester da DIA, um equipamento já mencionado anteriormente (figura 3.2). A
calibração do equipamento é essencial para que a reprodutibilidade e a repetibilidade dos
resultados seja boa e permita que a sua comparação seja possível entre diferentes campanhas.
Como tal, antes do começo da recolha dos dados o veículo é alvo de verificações gerais de
modo a assegurar o seu bom funcionamento. A pressão nos pneus do veículo, incluindo a roda
de teste, é conferida de modo a estar de acordo com as pressões de ensaio pré-estabelecidas de
36 e 42psi (1 psi é aproximadamente 0,007 MPa) respectivamente para os eixos dianteiro e
traseiro e, 30psi para a roda de teste na qual se encontra um pneu normalizado segundo a
especificação ASTM E1551-93a.
Figura 3.2 - Veículo de teste ASFT da DIA (ANA, 2008).
As cargas verticais e horizontais (de fricção) da roda de ensaio são calibradas,
aferindo-se as tensões normalizadas e reconfirmando-se pelos test sensors (Figura 3.3) de
modo a que a carga de 140kg e o bloqueio de 10 a 12% sejam assegurados. Após o
50
Luís Picado Santos
Capítulo 3 – Descrição do Método
enchimento dos tanques de água do veículo, para se realizar os ensaios em condições
“molhadas”, programa-se a velocidade de teste do veículo e o modo como os resultados serão
apresentados. Aqui o próprio veículo divide a pista em 3 partes iguais e calcula
sistematicamente as médias relativas de cada uma destas zonas. Introduz-se ainda um filtro
ICE que indica em termos percentuais a extensão de pista em que os resultados se encontram
abaixo do limite mínimo preconizado (Minimum Friction Level), como é possível ver na
Figura – Anexo A.7 do anexo A onde o filtro ICE indica que 2% de toda a extensão do
alinhamento em causa se encontra nesse nível (ANA, 2008).
Figura 3.3 – Output dos ensaios de calibração do veículo de teste prévios aos ensaios de medição de Coeficiente
de Atrito para a campanha de Junho de 2009 (ANA, 2009a).
3.2.3 – Campanhas de medição
Por ano são calendarizadas 4 campanhas de medição de atrito na pista em análise do
ALS devido ao tráfego nela registado e de acordo com o exposto no ponto 3.1. No entanto,
devido a dificuldades de integração das campanhas com a operacionalidade da infraestrutura
aeroportuária nos anos de 2008 e 2009, os quais serão analisados no presente estudo, apenas
se realizaram 3 campanhas anuais promovidas pela DIA. De entre os factores que se
João Pedro Sousa Duarte 51 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
encontram na origem desta discrepância entre o número de campanhas previsto e o número
realizado está o facto de a pista ter que ser encerrada durante um período de algumas horas (4
a 5 horas) para que o veículo de medição possa efectuar os ensaios em segurança, quer para si
quer para o próprio tráfego aéreo, pelo que apenas se podem efectuar as campanhas durante a
noite e sob horários rigorosos. Outro factor prende-se com a existência de apenas um veículo
de medição em posse da DIA (ASFT) e que é usado em todos os aeroportos sob a sua alçada
pelo que se torna difícil a compatibilização de todas as campanhas para os vários aeroportos.
Os dados em análise serão os relativos às campanhas de Outubro de 2008 e Março,
Junho e Outubro de 2009, sendo que nas duas primeiras apenas se obteve o registo a uma
velocidade de medição, 65km/h e 95 km/h, respectivamente para Outubro de 2008 e Março de
2009, enquanto nas restantes campanhas se teve acesso às medições efectuadas com ambas as
velocidades. Inclui-se ainda alguns dados da campanha de Junho de 2008, retirados
directamente de um dos relatórios da ANA de modo aumentar a variedade de dados
analisados, convém no entanto referir que estes mesmos dados são respeitantes a uma análise
menos minuciosa feita apenas para as 3 diferentes zonas e respectivos alinhamentos.
A recolha de dados foi efectuada segundo 12 alinhamentos para a velocidade de
65km/h, e segundo 8 alinhamentos para a velocidade de 95km/h. Nas figuras 3.4 e 3.5 é
possível ver os diferentes alinhamentos em que foram realizados os levantamentos dos dados,
bem como o sentido em que se realizaram, atendendo à orientação da pista 03-21.
Velocidade de 65km/h
Pista Sentido Distância ao Eixo
Alinhamentos
Sentido Pista
12,0 m
12
9,0 m
11
6,0 m
10
Esquerda
4,5 m
9
3,0 m
8
1,5 m
7
03
21
EIXO
-------------------------- ------------- ------------- EIXO
1,5 m
1
3,0 m
2
4,5 m
3
Direita
6,0 m
4
9,0 m
5
12,0 m
6
Figura 3.4 ‐ Alinhamentos e sentidos para as medições a 65km/h (ANA, 2008).
52
Luís Picado Santos
Capítulo 3 – Descrição do Método
Velocidade de 95km/h
Pista Sentido Distância ao Eixo
Alinhamentos
Sentido Pista
6,0 m
10
4,5 m
9
Esquerda
3,0 m
8
1,5 m
7
EIXO
-------------------------- ------------- ------------- EIXO
1,5 m
1
3,0 m
2
Direita
4.5 m
3
6.0 m
4
Figura 3.5 - Alinhamentos e sentidos para as medições a 95km/h (ANA, 2009a).
As campanhas foram assim levadas a cabo pela DIA, durante o período em que não se
encontra em circulação o tráfego aéreo, utilizando o veículo ASFT e de acordo com os
alinhamentos e as velocidades já referidas.
João Pedro Sousa Duarte 53 Capítulo 4 – Análise e discussão dos resultados.
Capítulo 4 – Análise e discussão dos resultados.
Levantados os dados relativos ao coeficiente de atrito por parte da Direcção de Infraestruturas Aeroportuárias da ANA nas várias campanhas já mencionadas, surge pois a
necessidade de analisar e interpretar tais dados.
Um dos principais objectivos de um sistema de gestão de pavimentos prende-se com a
necessidade de fazer uma melhor distribuição dos recursos disponíveis com vista a
rentabilizar ao máximo as equipas e os meios disponíveis sem prejuízo da qualidade do
serviço prestado pelo pavimento, ao mais baixo custo e da forma mais sustentável possível,
prolongando assim o tempo de vida útil do pavimento. Deste modo, analisar-se-á neste
capítulo os valores directamente levantados pelos equipamentos de medição e tentar-se-á
perceber se existem ou não problemas na pista em causa, especialmente os causados pelo
desgaste do material de pavimentação, por acumulação de borracha ou pela presença de
pinturas (sinalização) na pista.
De seguida far-se-á uma análise temporal entre as várias campanhas de levantamento
do coeficiente de atrito de modo a prever o comportamento do pavimento ao longo do tempo
com as variações entre campanhas consecutivas, atendendo ao desgaste natural do pavimento
e às acções de remoção de borracha e, ver-se-á qual a relação entre os dados do atrito e o
tráfego que circula sobre a pista.
Importa ainda referir que a medição em contínuo do coeficiente de atrito através da
passagem pelos diferentes alinhamentos é representativa do estado da pista a uma
determinada distância, funcionando assim como uma amostragem e sendo de difícil
reprodução de campanha para campanha.
João Pedro Sousa Duarte 55 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
4.1 – Análise das campanhas periódicas
A garantia de boas condições de atrito nos pavimentos de uma infraestrutura
aeroportuária é de extrema importância, especialmente no que diz respeito às pistas. Deste
modo, e como referido anteriormente, analisar-se-á os dados levantados pelo equipamento
ASFT de acordo com as recomendações da ICAO. No entanto, importa frisar que
contrariamente ao preconizado no documento (ICAO, 2009), as medições não foram
efectuadas em ambos os sentidos para um mesmo alinhamento longitudinal, o que pode
influenciar os resultados obtidos face aos percepcionados pelos utilizadores.
As campanhas de medição, realizadas 3 vezes por ano pelos motivos expostos na
secção 3.2, pretendem acima de tudo atestar a qualidade do pavimento com especial ênfase
para os fenómenos de acumulação de borracha e envelhecimento do pavimento. Refira-se que
o equipamento de medição ASFT, embora não sendo o mais utilizado para o levantamento do
atrito no ALS foi o escolhido para a análise no âmbito deste estudo pelo facto de ser o
utilizado pela DIA o que vai de encontra à implementação de um novo sistema de gestão de
pavimentos aeroportuários. A não inclusão de dados provenientes de outros equipamentos
como o Griptester reside no facto de os dados obtidos por diferentes tipos de equipamentos
serem dificilmente relacionáveis entre si pois dependem de factores como a porção de
pavimento testado, a velocidade de teste ou a textura (Aps, 2006).
4.1.1 – Dados de atrito
De acordo com os níveis de intervenção da ICAO para o equipamento em questão e
com vista a facilitar a interpretação dos dados, atribuiu-se cores aos diferentes intervalos de
coeficiente de atrito. Tentando alcançar uma representação o mais intuitiva possível, definiuse que ao vermelho correspondem os valores abaixo do limite mínimo exigido, a amarelo os
que requerem planeamento ao nível das acções de manutenção, a verde as zonas em bom
estado e por último a azul, todos os valores acima do valor característico para uma superfície
nova ou repavimentada. O código de cores presente na figura 4.1 segue o utilizado pela DIA e
os limites deste diferem para um mesmo equipamento consoante a velocidade a que o
levantamento dos dados se faça, como já referido.
56
Luís Picado Santos
Capítulo 4 – Análise e discussão dos resultados.
Figura 4.1 – Escala de cores de acordo com classificação ICAO para o equipamento ASFT.
Das campanhas efectuadas é possível obter os resultados presentes nas figuras 4.2 e
4.3 onde se observa para uma mesma campanha a média do valor do coeficiente de atrito por
alinhamento e por terço de pista (zonas A, B e C), às duas velocidades preconizadas, valor
que o próprio veículo fornece nos resultados do teste (Anexo A). Observa-se ainda a média do
mesmo coeficiente por alinhamento e por cada secção, bem como a média total para a pista.
Quanto aos resultados das restantes campanhas verificam-se comportamentos semelhantes e
são apresentados em anexo (Anexo B).
Pista
03
Média Zonas
Zona A
0,83
0,77
0,87
0,71
0,65
0,52
EIXO
0,60
0,69
0,74
0,81
0,80
0,81
0,73
Zona B
0,82
0,84
0,77
0,75
0,75
0,71
------------0,77
0,74
0,75
0,75
0,82
0,82
0,77
Zona C
Média Alinhamentos Alinhamentos
0,81
0,82
12
0,81
0,81
11
0,81
0,81
10
0,79
0,75
9
0,74
0,71
8
0,76
0,66
7
------------EIXO
0,86
0,74
1
0,77
0,73
2
0,77
0,75
3
0,82
0,79
4
0,79
0,80
5
0,82
0,81
6
0,79
0,77
Média Total =
Pista
21
Figura 4.2 – Coeficiente de atrito médio por terço da pista a 65km/h para a campanha de Junho de 2009.
João Pedro Sousa Duarte 57 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
Pista
03
Média Zonas
Zona A
0,82
0,69
0,60
0,45
EIXO
0,51
0,63
0,73
0,80
0,65
Zona B
0,73
0,71
0,72
0,65
------------0,69
0,68
0,75
0,77
0,71
Zona C Média Alinhamentos Alinhamentos
0,79
0,78
10
0,77
0,72
9
0,69
0,67
8
0,72
0,61
7
------------EIXO
0,82
0,67
1
0,71
0,67
2
0,75
0,74
3
0,80
0,79
4
0,76
0,71
Média Total =
Pista
21
Figura 4.3 – Coeficiente de atrito médio por terço da pista a 95km/h para a campanha de Junho de 2009.
Da análise das várias campanhas em estudo, observa-se tal como esperado, a
diminuição do coeficiente de atrito ao longo do tempo devido à normal degradação do
pavimento e ao tráfego que sobre ele actua. Constata-se ainda que os valores mais baixos e a
degradação mais acelerada se dão na zona central da pista e nos topos, com especial ênfase
para o topo 03. Tais resultados devem-se ao facto de a zona central ser a mais fustigada pelos
trens das aeronaves e pelo topo em questão ser o que mais aterragens recebe, cerca de 4400
mensais face às 1200 do topo 21, ou seja, cerca de 3,7 vezes superior, sendo esta a operação
mais danificadora das características superficiais do pavimento da pista e a mais exigente em
termos de segurança para uma aeronave.
Genericamente quer os valores médios totais da pista, quer os valores médios dos
alinhamentos e das zonas, são elevados (ver tabela 3.2) classificando-se como pavimento em
bom estado ou até mesmo acima do valor característico para um pavimento novo ou
repavimentado para ambas as velocidades de medição. O lado esquerdo da pista apresenta
consistentemente valores inferiores aos do lado direito, apesar da pequena diferença, e é neste
mesmo lado que se encontra a única zona que apresentou resultados menos satisfatórios para
algumas campanhas, chegando mesmo a estar dentro do limite onde é recomendado o
planeamento de acções de intervenção para os valores levantados nas campanhas de Junho de
2009 a ambas as velocidades e para a campanha de Outubro de 2008 à velocidade de 65km/h.
Importa referir que os valores médios do coeficiente de atrito para a totalidade da pista
e até mesmo para os diferentes terços da mesma poderão levar a diferentes conclusões para
velocidades de medição distintas, o que tem a ver com o facto de no caso da velocidade de
teste de 65km/h estarem incluídos mais dois alinhamentos em cada lado da pista e, sendo
estes mais exteriores face à linha central, vão reproduzir resultados melhores, isto é, mais
elevados, o que vai influenciar os valores médios já referidos. No entanto, efectuando uma
análise semelhante para as duas velocidades de teste, ou seja, incluindo os mesmos
58
Luís Picado Santos
Capítulo 4 – Análise e discussão dos resultados.
alinhamentos, não são verificáveis grandes diferenças face às conclusões já retiradas apesar da
diminuição espectável dos valores médios para as campanhas realizadas à velocidade de
65km/h.
Analisando agora a dispersão dos dados relativos ao atrito recorrendo ao desviopadrão da amostra, e utilizando os mesmos segmentos de pista já analisados, verifica-se que a
maior variabilidade dos dados, neste caso em relação ao valor médio do coeficiente de atrito
por terço da pista, se dá nas áreas mais próximas dos topos da pista, ou seja, terços A e C,
contudo o terço A tende a ter maior variabilidade do que o terço C. Esta tendência é
verificável para ambas as velocidades de medição. Comparando os resultados registados para
as duas velocidades de teste não se verifica grande distinção entre os valores de desviopadrão, excepção feita ao primeiro terço da pista em que os valores desta medida tendem a ser
mais elevados na velocidade de teste de 95km/h.
No estudo da dispersão dos dados do atrito tendo em conta os diferentes alinhamentos
longitudinais, constata-se que os alinhamentos mais próximos do centro da pista têm
tendência a ter uma menor variabilidade nos dados, tendência mais patente nos alinhamentos
2, 3, 8 e 9, o que pode evidenciar uma maior homogeneidade das condições de aderência nesta
zona devido ao uso mais intensivo por parte dos trens das aeronaves e devido a serem alvo de
intervenções mais regulares, nomeadamente as acções de remoção de borracha. Quanto às
diferenças entre resultados relativos aos dois lados distintos da pista, na análise do desviopadrão não se verifica que um lado apresente resultados consistentemente diferentes do outro,
como é o caso do próprio coeficiente de atrito. À semelhança do verificado nos diferentes
terços da pista, também nos alinhamentos longitudinais não é possível observar grande
distinção entre as diferentes velocidades de teste no que respeita aos valores de desvio-padrão.
Nas tabelas 4.1 e 4.2 é possível observar o desvio-padrão na campanha de Junho de
2009 a ambas as velocidades, onde alguns dos comportamentos descritos estão patentes.
Incluiu-se também o desvio-padrão da totalidade de cada alinhamento como valor de
referência.
Tabela 4.1 – Desvio-padrão do coeficiente de atrito na campanha de Junho de 2009 a 65km/h.
Zona
Alinhamento
6
5
4
3
2
1
7
8
9
10
11
12
A
0,115 0,122 0,045 0,107 0,103 0,103
0,108 0,101 0,104 0,053 0,129 0,092
B
0,057 0,073 0,045 0,056 0,035 0,045
0,041 0,039 0,046 0,044 0,042 0,068
C
0,121 0,121 0,087 0,032 0,085 0,039
0,063 0,094 0,034 0,090 0,098 0,122
Total 0,102 0,108 0,069 0,073 0,086 0,126
0,128 0,093 0,075 0,076 0,100 0,097
João Pedro Sousa Duarte 59 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
Tabela 4.2 – Desvio-padrão do coeficiente de atrito na campanha e Junho de 2009 a 95km/h.
Zona
Alinhamento
4
3
2
1
7
8
9
10
A
0,099 0,120 0,158 0,115
0,132 0,132 0,122 0,156
B
0,070 0,064 0,073 0,067
0,067 0,067 0,064 0,070
C
0,108 0,064 0,096 0,054
0,112 0,112 0,062 0,113
Total 0,101 0,087 0,131 0,120
0,119 0,119 0,087 0,140
A boa qualidade da pista em geral no que respeita ao coeficiente de atrito não traduz o
que realmente se passa na mesma, sendo frequente a existência de problemas relacionados
com a deposição de borracha na pista, daí que uma análise mais detalhada faça sentido de
modo a apurar o real estado do pavimento. De acordo com a ICAO (ICAO, 2002), é possível
aferir o estado de uma superfície e, se necessário programar acções de intervenção, para
secções de pelo menos 100m de comprimento. Uma vez que o equipamento de medição é
capaz de registar valores médios de atrito para secções de 10 metros de comprimento, fez-se
então uma análise mais minuciosa para os diferentes alinhamentos da pista 03-21.
À semelhança do que foi feito na análise das diferentes zonas de cada alinhamento,
apresenta-se de seguida, nas figuras 4.4 e 4.5, os valores médios de atrito por cada 100 metros
de um alinhamento para a campanha de Junho de 2009 já apresentada. Os restantes resultados
são apresentados em anexo (Anexo C).
Figura 4.4 – Coeficiente de atrito médio por cada 100m a 65km/h para a campanha de Junho de 2009.
60
Luís Picado Santos
Capítulo 4 – Análise e discussão dos resultados.
Figura 4.5 – Coeficiente de atrito médio por cada 100m a 95km/h para a campanha de Junho de 2009.
Comparando os resultados médios do coeficiente de atrito por terço de pista e por cada
100 metros verifica-se que apesar de na generalidade dos segmentos analisados estes terem
uma classificação semelhante entre si, na zona A vão existir mais zonas a requerer
planeamento ao nível das acções de intervenção e até mesmo porções de pavimento com
valores inferiores ao mínimo exigido.
Alguns resultados podem no entanto não corresponder à realidade, nomeadamente os
obtidos para as primeiras secções junto aos topos das pistas, visto que nessas zonas o próprio
veículo de medição não se encontra à velocidade de teste pretendida, quer seja por este estar
em aceleração ou desaceleração. Devido a este facto, e à semelhança do que a própria DIA
faz, as secções junto aos topos serão desprezadas no âmbito desta análise pois a sua avaliação
em nada interfere com a operacionalidade das aeronaves dado estas não utilizarem as zonas
mais extremas da pista, salvo em caso de emergência. Refira-se que apesar do exposto os
mesmos resultados foram tidos em conta na análise dos terços da pista pela sua influência nos
resultados finais ser diminuta.
Nas zonas B e C e nos alinhamentos mais afastados do eixo da pista, nomeadamente
nos alinhamentos 4, 5, 6, 10, 11 e 12, constata-se que à semelhança da análise anterior todas
as secções se classificam ou como estando em bom estado ou como tendo resultados acima do
valor característico.
Na zona A e em especial nos 3 alinhamentos mais perto do eixo da pista de ambos os
lados, verifica-se a existência de vários segmentos abaixo do nível em que o pavimento é
considerado em bom estado. Se na análise aos terços da pista apenas em 3 campanhas foram
verificados tais resultados e apenas para o alinhamento número 7 da zona A, já quando se
observa os resultados para as secções de 100 metros verifica-se que em todas as campanhas se
registaram tais valores sendo agora os alinhamentos afectados os já referidos.
João Pedro Sousa Duarte 61 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
Nas secções onde anteriormente se encontravam os resultados menos satisfatórios,
verifica-se agora a existência de segmentos com resultados abaixo do valor característico o
que pode indiciar problemas, necessitando intervenções imediatas por parte das autoridades
competentes. Devido à localização destes troços no topo 03 da pista é de prever que tais
resultados sejam devidos à acumulação de borracha no pavimento, ou à degradação excessiva
da camada de desgaste devido ao uso preferencial desta zona, constituindo um problema nesta
área.
Interessa referir a diferença de resultados entre os diferentes topos da pista e até
mesmo do cruzamento desta com a pista 17-35, onde passa um volume de tráfego superior ao
da restante pista. Contrariamente ao que se passa no topo 03, não se verifica para a restante
superfície da pista resultados tão gravosos no que diz respeito ao coeficiente de atrito o que
vai de encontra ao facto de essa ser a área que mais aterragens de aeronaves recebe e que, tal
como já referido, esta ser a operação que à partida mais problemas trará ao pavimento em
termos da sua qualidade superficial e maior exigência ao nível da segurança.
4.1.2 – Marcações horizontais na pista
Da observação dos outputs (Anexo A) e dos resultados registados pelo veículo de
teste, é possível ainda observar-se valores anormais em alguns pontos da pista,
nomeadamente, devido a picos abaixo do limiar de planeamento de medidas de intervenção
nos gráficos e valores de atrito extremamente baixos, o que evidencia outro factor que até
agora não foi tido em conta que são as pinturas na pista, evidenciando o facto de a tinta
utilizada nas mesmas não oferecer condições de aderência desejáveis.
Este fenómeno tem especial importância nos alinhamentos mais afastados do eixo da
pista, visto ser nestes que se encontram as marcações. No entanto, estes mesmos alinhamentos
são os que registam melhores resultados em geral no que diz respeito ao coeficiente de atrito e
por outro lado, estes alinhamentos são também os que sofrem menor acção do tráfego, logo,
menor desgaste, contudo não devem ser negligenciados no decorrer das acções de inspecção e
manutenção dos pavimentos.
Na figura 4.6, onde estão representados os outputs dos alinhamentos a 6 metros da
linha central de ambos os lados da linha central da pista para a campanha de Outubro de 2009
à velocidade de 65km/h, é possível observar vários picos de valores de coeficiente de atrito
extremamente baixos que se verificam em ambos os lados da pista para uma mesma zona.
Devido à simetria e ao facto de estas observações serem pontuais e se verificarem nos
alinhamentos mais exteriores da pista, conclui-se que tal fenómeno se deve à sinalização
62
Luís Picado Santos
Capítulo 4 – Análise e discussão dos resultados.
horizontal existente na pista. Na mesma figura é ainda possível ver a classificação dos
diferentes troços de 10 metros de comprimento para a zona A classificados segundo o código
de cores já referido bem como a aplicação do mesmo código de cores com os respectivos
limites aos outputs extraídos directamente do veículo.
Figura 4.6 – Outputs do alinhamento 4 e 10 (6,0m à direita e esquerda, respectivamente) no ensaio a 65km/h de
Outubro de 2009 (Adaptado de (ANA, 2009b)).
Apesar de no exemplo acima ser possível identificar de ambos os lados da pista um
fenómeno semelhante, neste caso correspondente às marcações da pista, nem sempre é
possível identificar, através dos dados levantados tais conclusões porque nem sempre os
dados para uma mesma campanha apresentam tal simetria em relação ao eixo da pista. Isto
deve-se ao facto de não ser possível, ou ser de extrema dificuldade, reproduzir alinhamentos
simétricos através da passagem do veículo de teste.
João Pedro Sousa Duarte 63 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
4.1.3 – Remoção de Borracha
A acumulação de borracha é um dos principais problemas na operação de uma pista
aeronáutica pelo que a sua monitorização e consequentes intervenções de mitigação do
fenómeno devem ser alvo de especial atenção. Este fenómeno, embora não seja o único, é um
dos principais que se encontra na base das recomendações da FAA, as quais são seguidas pela
ANA, para a definição da periodicidade das campanhas de avaliação do coeficiente de atrito
tendo por base o tráfego que uma determinada pista recebe.
A direcção de infra-estruturas aeronáuticas da ANA, tem efectuado acções mais ou
menos regulares de remoção de borracha de acordo com as avaliações ao coeficiente de atrito
e com a disponibilidade dos próprios equipamentos de limpeza. Deste modo, e atendendo ao
período temporal em estudo, foram efectuadas 3 acções de remoção, uma primeira
imediatamente anterior à campanha de Junho de 2008, a segunda aquando da campanha de
Outubro do mesmo ano e uma terceira em Setembro de 2009. De entre estas campanhas
importa referir que a segunda citada partiu de uma experiência da ANA com o intuito de
avaliar a eficácia de uma nova técnica de remoção de borracha, pelo que a sua abrangência foi
limitada, cingindo-se apenas a uma zona que apresentava piores resultados de coeficiente de
atrito, na parte central da zona A.
64
Luís Picado Santos
Capítulo 4 – Análise e discussão dos resultados.
4.2 – Evolução temporal
Prever o comportamento de uma dada estrutura, atendendo à sua evolução temporal e
ao seu estado actual, é a base para uma gestão sustentável ao nível económico e ambiental,
pois permite que seja feita uma melhor distribuição dos recursos existentes dentro da entidade
responsável com vista a assegurar a qualidade e operacionalidade da mesma.
É com base nisto que se analisa de seguida a evolução do coeficiente de atrito da pista
em estudo do ALS. Devido à circulação das aeronaves, com as suas descolagens e aterragens
especialmente, à acção dos agentes atmosféricos e a outros fenómenos como a presença de
agentes poluentes, vão sendo ditadas as condições da pista, no que diz respeito à aderência
providenciada.
Como já referido, um pavimento sofre degradação natural por estar exposto ao meio
ambiente, e pelo tráfego que nele circula, o que se prolonga durante o seu ciclo de vida. Há
ainda diminuição do atrito na pista devido a variações sazonais e à acumulação de detritos
como a borracha que se deposita na sua superfície.
4.2.1 – Comportamento nos alinhamentos
Observando os diferentes alinhamentos, um a um para cada velocidade, é possível
detectar certos padrões no que diz respeito ao comportamento do coeficiente de atrito para
estes, com claras tendências no que diz respeito a certos troços do pavimento.
Agrupando as várias medições para um mesmo alinhamento a determinada velocidade,
podem-se constatar comportamentos semelhantes na evolução do atrito. Na figura 4.7 é
possível observar para o alinhamento 1 a variação do coeficiente de atrito ao longo de toda a
extensão da pista 03-21 levantado à velocidade de 95km/h. Os dados apresentados são os
retirados directamente dos outputs do veículo de teste com a base de 10 metros de medição,
tendo sido ignorados os dados mais próximos dos topos da pista pelas razões já referidas.
Apresentam-se ainda os 3 limites definidos pela ICAO para uma boa gestão de um pavimento
aeronáutico (linhas horizontais).
Como se observa, consoante o ponto da pista, os dados tendem a seguir o mesmo
comportamento, isto é, na primeira parte da pista verifica-se que após uma ligeira descida
inicial o atrito tende a subir para voltar a descer novamente por volta dos 200 metros até a
cerca dos 700 metros, pondo em evidência a zona de toque da pista 03 para todas as medições
aqui representadas. O mesmo tipo de comportamento verifica-se para a continuação do
alinhamento, com os dados a variarem geralmente sempre no mesmo sentido.
João Pedro Sousa Duarte 65 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
1.00
Coeficiente de Atrito
0.90
0.80
0.70
Mar-09
0.60
Jun-09
0.50
Out-09
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
Distância (m)
Figura 4.7 – Levantamento do coeficiente de atrito para o alinhamento 1 à velocidade de 95km/h com base de
10m.
Quanto aos restantes alinhamentos para as duas velocidades de teste, é possível
verificar um comportamento semelhante ao do alinhamento já apresentado para as zonas mais
próximas da linha central (até 3 alinhamentos para além desta), com variações semelhantes de
campanha para campanha, consoante o ponto da pista. No que diz respeito às zonas mais
exteriores, a partir do 4º alinhamento para cada lado da pista, apesar de a tendência em geral
ser semelhante à exposta mas menos vincada, aparecem agora picos de valores de coeficiente
de atrito extremamente baixos em ambos os topos da pista que nem sempre são repercutidos
em todas as campanhas nem para a mesma distância ao topo 03 (figura 4.8). Este facto podese ficar a dever às marcações horizontais na pista ou a quaisquer outros defeitos pontuais de
perda de atrito.
A diferença de comportamento entre as zonas interior e a exterior da pista pode estar
relacionada com a diferente utilização a que cada zona está sujeita, sendo que devido a uma
maior utilização por parte dos trens de aterragem das aeronaves da zona mais central da pista
os valores do coeficiente de atrito tendem a ser mais homogéneos e consistentes de campanha
para campanha apesar de por vezes serem também eles mais reduzidos, o que já não acontece
com tanta frequência à medida que se vai afastando do eixo da pista.
66
Luís Picado Santos
Capítulo 4 – Análise e discussão dos resultados.
1.1
Coeficiente de Atrito
0.9
0.7
Out-08
0.5
Jun-09
Out-09
0.3
0.1
-0.1
Distância (m)
Figura 4.8 – Levantamento do coeficiente de atrito para o alinhamento 5 à velocidade de 65km/h com base de
10m. Comparando o comportamento entre os dados recolhidos à velocidade de 65km/h e a
95km/h é possível em certos casos chegar a conclusões semelhantes às já retiradas, ou seja,
mesmo entre velocidades de medição distintas o coeficiente de atrito continua a seguir o
mesmo tipo de tendência para um mesmo alinhamento, apesar das esperadas diferenças nas
gamas de valores registados. Este comportamento é tanto mais evidente quanto mais próximo
da linha central se está, tornando a pôr em causa a questão da maior ou menor homogeneidade
dos dados consoante se está mais perto ou afastado da dita zona central.
O comportamento dos restantes alinhamento para ambas as velocidades é apresentado
no Anexo D.
4.2.2 – Variações entre campanhas
Analisando campanhas consecutivas, e atendendo às acções de remoção de borracha já
mencionadas, é possível observar dois comportamentos distintos dos dados levantados. Se por
um lado, nas campanhas realizadas à velocidade de 65km/h os valores do coeficiente de atrito
seguem, em geral, uma tendência esperada, já para os valores das campanhas realizadas a
95km/h, não é possível observar o mesmo comportamento.
Quando os valores de atrito foram levantados à velocidade mais reduzida pode-se
observar resultados que à partida já se esperariam, ou seja, entre campanhas consecutivas em
que a pista não tenha sido intervencionada é possível constatar que este coeficiente diminuiu
para a generalidade da pista, enquanto nos casos em que tais intervenções tenham ocorrido,
João Pedro Sousa Duarte 67 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
nomeadamente as acções de remoção de borracha, verifica-se por sua vez o aumento do atrito.
Entre as 3 primeiras campanhas verifica-se que o coeficiente de atrito vai diminuindo ou
ficando igual com o passar do tempo, dependendo da zona da pista, até que na última
campanha o mesmo coeficiente aumenta para a generalidade da pista, atestando a acção de
remoção de borracha que foi levada a cabo. Estes comportamentos foram generalizados para a
totalidade dos alinhamentos e para as várias zonas, salvo raras excepções (apenas 4
alinhamentos dos 48 analisados). Importa referir que apesar das tendências observadas, tais
conclusões não poderão ser generalizadas facilmente pois a quantidade de campanhas em
análise é reduzida.
No que respeita aos levantamentos à velocidade mais elevada os resultados são já mais
ambíguos, pois acabam por não seguir a mesma tendência descrita para a velocidade de
65km/h. Das 3 campanhas em questão nenhuma segue o comportamento esperado para a
totalidade da sua área. Nas figuras 4.9 e 4.10 é possível observar a diferença entre duas
campanhas consecutivas para secções de 100 metros de comprimento, em que os valores a
verde representam zonas do pavimento em que o atrito ou aumentou ou se manteve igual,
enquanto a vermelho as zonas em que o atrito diminui. As restantes variações entre
campanhas consecutivas encontram-se no Anexo E.
Apesar de os resultados não serem perfeitos, pois devido à acção de remoção de
borracha a pista deveria ter melhorado em toda a sua extensão, observam-se comportamentos
algo diferentes entre as campanhas de velocidades diferentes. Se para a velocidade de 65km/h
as zonas que viram o coeficiente de atrito melhorado predominam, mesmo tendo em conta a
existência de mais 2 alinhamentos em cada lado, já para a velocidade de 95km/h denota-se a
existência de amplas áreas em que o atrito piorou, especialmente a partir do meio da pista
(sentido 03-21).
Figura 4.9 – Variação do coeficiente de atrito entre Junho de 2009 e Outubro de 2009 a 65km/h.
68
Luís Picado Santos
Capítulo 4 – Análise e discussão dos resultados.
Figura 4.10 – Variação do coeficiente de atrito entre Junho de 2009 e Outubro de 2009 a 95km/h.
Entre as duas primeiras campanhas à velocidade mais elevada, Março e Junho de
2009, seria de prever uma diminuição generalizada do atrito na pista, no entanto, analisando
os vários alinhamentos constata-se que se do lado direito da pista o atrito ou diminui ou se
manteve igual, já para o lado esquerdo este aumentou em todos os alinhamentos, apesar de
passar a existir uma secção dentro do patamar amarelo. Quanto aos diferentes terços, verificase que apenas o primeiro terço onde passou a existir a referida secção no patamar do
planeamento de acções de intervenção, viu o atrito reduzido, enquanto nos restantes este
coeficiente aumentou. Na generalidade da pista, o coeficiente de atrito subiu de uma
campanha para a outra, apresentando-se sempre com uma boa qualidade à excepção da secção
correspondente ao alinhamento 7, zona A.
De Junho para Outubro de 2009, intervalo em que foi realizada uma campanha de
remoção de borracha, os resultados são ainda mais díspares do que os anteriores. Analisando
os alinhamentos, observa-se um comportamento misto de subida e descida do coeficiente de
atrito para ambos os lados da pista, se nos alinhamentos 1, 4, 9 e 10, há uma descida, nos
alinhamentos 2,3,7 e 8, o atrito sobe. Apesar de na generalidade da pista o coeficiente de
atrito aumentar, mantendo-se o mesmo valor para a totalidade da pista, apenas um dos 3
terços segue esta tendência, terço A.
A discrepância entre os dados observados e o que seria espectável para as campanhas
de avaliação do coeficiente de atrito pode ser devida a vários factores. Se por um lado, nos
documentos da ICAO (ICAO, 2002) se refere que um aumento da velocidade de teste pode
evidenciar problemas relacionados com uma macrotextura deficiente, daí a recomendação
para que sejam realizadas medições a pelo menos duas velocidades distintas, por outro lado
existem sempre factores relacionados com a época do ano em que uma dada campanha foi
realizada. Relativamente à época do ano, os valores podem depender da ocorrência ou não de
queda de pluviosidade num período de tempo curto anteriormente à realização das
campanhas, o que vai influenciar uma maior ou menor presença de pó (partículas finas) na
superfície da pista, como já explicado anteriormente. A temperatura atmosférica, que por sua
vez tem efeito na superfície do pavimento, representa outro factor influenciador do coeficiente
João Pedro Sousa Duarte 69 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
de atrito registado pois com um aumento da temperatura a adesividade pneu-pavimento vai
ser maior e com isso também o CAL vai aumentar tendo em conta o método para a sua
obtenção. Pelo facto de não se ter tido acesso a dados meteorológicos que permitissem
discorrer sobre estes factos, não se pode portanto concluir se estes são ou não factores que
terão influenciado os resultados analisados.
Quanto à acção de remoção de borracha, não foi dito se esta implicou a pista toda ou
apenas o primeiro terço da pista e zona central. Do relatório de Outubro de 2009 da ANA vem
referido que houve remoção de borracha pelo menos em parte da pista, no entanto, por
existirem melhorias em pontos distintos, é de prever que a campanha tenha contemplado toda
a área da pista.
4.2.3 – Atrito vs Tráfego
A degradação da qualidade da pista está dependente do tráfego que sobre ela circula,
pelo que uma análise da relação entre tráfego e a diminuição do coeficiente de atrito faz todo
o sentido. Deste modo, escolheu-se várias secções de 100 metros de extensão em diversos
pontos da pista, representativos das mais variadas condições de uso e qualidade do pavimento.
Devido ao facto de a quantidade de dados disponibilizados ser reduzida, por factores
alheios à elaboração deste estudo, ir-se-á apenas analisar as variações registadas entre os
meses de Outubro de 2008 e Junho de 2009 para a velocidade de medição de 65km/h. Estas
duas campanhas foram escolhidas pelo facto de serem das poucas consecutivas, que entre si
não existiu qualquer acção de intervenção para melhoria das condições de atrito na pista em
questão. Procurou-se ainda pontos do pavimento que registaram uma diminuição do
coeficiente de atrito visto se estar a analisar este tipo de variação.
Escolhendo à partida uma secção que consistentemente apresentou maus resultados
procurou-se comparar diversos pontos da pista de modo a se perceber se a degradação
verificada na secção de partida era correspondente à das restantes secções ou se existiriam aí
alguns problemas. Assim, foi escolhido o troço compreendido entre os 400 e 500 metros no
alinhamento 7 por nunca ter apresentado valores superiores ao limite de planeamento de
acções de intervenção (para todas as campanhas a ambas as velocidades), tendo-se atribuído a
este troço a designação de T1. Os restantes troços incluem o imediatamente oposto ao
primeiro escolhido (T2), ou seja, na mesma extensão mas do lado direito da pista no
alinhamento 1, enquanto no topo 21 escolheu-se um troço do alinhamento 7 equivalente à
zona de toque, compreendido entre os 2600 e 2700 metros (T3).
70
Luís Picado Santos
Capítulo 4 – Análise e discussão dos resultados.
Foi ainda escolhido um ponto no cruzamento das duas pistas do aeroporto
correspondente a ambas as linhas centrais, visto ser esta zona a que à partida receberá mais
tráfego, apesar de não ter operações de aterragem e descolagem, pois não só é usada por
ambas as pistas como por vezes serve de caminho de circulação associado à pista 03-21. Este
troço encontra-se sobre o alinhamento 7, entre os 1700 e 1800 metros (T4). Por último,
decidiu-se escolher uma secção correspondente a uma zona menos central da pista, logo com
menos tráfego, pelo que se optou por uma sobre o alinhamento 5 entre os 1100 e 1200 metros
(T5). Todos os troços em análise encontram-se representados na figura 4.11, sendo possível
identificar quais são e qual a sua localização face à área total da pista 03-21.
Figura 4.11 – Localização esquemática dos troços escolhidos para a análise atrito vs tráfego.
Pelo facto de não existir um limite superior para o coeficiente de atrito não é possível
analisar variações percentuais deste coeficiente face ao tráfego, o que torna também
complicada a tarefa de comparar as variações entre valores registados a velocidades de
medição distintas, algo que poderá eventualmente ser alcançado através de uma análise mais
experimental em estudos futuros.
Para os troços já referidos, apresenta-se na tabela 4.3 o coeficiente de atrito levantado
nas duas campanhas em questão bem como a variação que se deu entre estas. Encontram-se
ainda os dados de tráfego que foram disponibilizados, estando presentes todos os
movimentos, desde chegadas, partidas aos valores totais, registados entre o dia seguinte à
realização da primeira campanha até ao próprio dia da segunda campanha, visto as campanhas
de levantamento do atrito serem efectuadas durante a noite do dia em questão. Para os troços
T4 e T5 apenas foram colocados os dados totais dos movimentos das pistas em questão, visto
se encontrarem em zonas suficientemente afastadas dos topos da pista pelo que à partida não
terão interferência das aterragens e descolagens. Note-se ainda a pequena diferença entre o
tráfego destes mesmos troços devido ao tráfego diminuto da pista 17-35. Nas 3 últimas
colunas da tabela 4.3 encontra-se a quantidade de movimentos necessária para que o
João Pedro Sousa Duarte 71 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
coeficiente de atrito desça 0,01 valores. É interessante analisar estes valores pois através deles
consegue-se perceber se a qualidade de uma zona da pista está ou não mais dependente da
quantidade de tráfego que recebe.
Tabela 4.3 – Relação entre o coeficiente de atrito e o tráfego para diferentes troços da pista.
Troços
T1
CA em CA em Variação
Partidas Chegadas Total PT/0,01 CH/0,01 TT/0,01
10/2008 06/2009 do CA
0,46
0,39
-0,07
30,552
30.726 61.278 4.365
4.389
8.754
T2
0,58
0,54
-0,04
30,552
30.726
61.278
7.638
7.682
15.320
T3
0,75
0,70
-0,05
9,254
9.300
18.554
1.851
1.860
3.711
T4
0,78
0,69
-0,09
0
0
80.070
0
0
8.897
T5
0,83
0,78
-0,05
0
0
79.832
0
0
15.966
Analisando isoladamente os diferentes troços, constata-se que apesar de o troço T1 ser
o que consistentemente apresenta piores resultados, não é este no entanto o mais sensível à
passagem do tráfego, estando o rótulo destinado ao troço T3 localizado no topo 21 da pista. O
troço T1 necessita de 2,35 vezes mais tráfego para sofrer uma degradação equivalente à do
troço T3 (troços localizados em topos opostos da pista), no entanto, como a zona de T1 recebe
um tráfego superior em cerca de 3 vezes ao de T3, a degradação aí vai se dar num menor
espaço de tempo.
Comparando agora o troço T2 com o T1, observa-se que apesar de se encontrarem
muito próximos e de serem alvo da mesma acção do tráfego, o troço T2 resiste melhor à
degradação provocada pela passagem das aeronaves. Neste ponto é pois possível constatar
que o troço T1 é passível de sofrer uma degradação mais acelerada do que troços equivalentes
em outros pontos da pista, o que pode por si só evidenciar problemas neste ponto.
Observando agora o que se passa nos pontos intermédios da pista, e começando pelo
troço T4, verifica-se que este sofre uma degradação semelhante à do troço T1. Sendo este o
troço em análise que suporta maior acção do tráfego e o que sofre maior degradação do
coeficiente de atrito, não é no entanto o mais afectado por operações de aterragem, as que
mais danificam o pavimento, pelo que é de estranhar os resultados para aqui obtidos pois
conseguem ser piores que os da zona T2. Por último, tem-se o troço T5, o único localizado
numa zona mais exterior da pista. Neste troço, apesar da grande quantidade de tráfego que por
ele circula, verifica-se o melhor comportamento de todos os troços em análise com uma
diminuição absoluta do coeficiente de atrito entre as menores verificadas e, especialmente
com a menor sensibilidade à passagem do tráfego de entre todos os troços analisados, o que se
deve provavelmente à localização periférica de T5 que à partida sofrerá a maior degradação
72
Luís Picado Santos
Capítulo 4 – Análise e discussão dos resultados.
devido a causas naturais, isto é, devido às acções climatéricas e ao natural envelhecimento do
pavimento, pois as aeronaves privilegiam a passagem pela zona junto à linha central da pista.
Desta análise conclui-se que o troço localizado no topo 21 da pista é o mais
susceptível à acção do tráfego no que diz respeito à análise feita para as medições realizadas à
velocidade de 65km/h. Este facto pode indiciar problemas ao nível da microtextura nesta zona
do pavimento dado que não é a que recebe mais tráfego, logo à partida não deveria ser a que
apresentava piores resultados. Para este troço, apesar da relativa diferença entre o número de
movimentos (aterragens e descolagens) face aos troços T1 e T2, obteve-se que para a
diminuição de 0,01 no atrito é necessário a ocorrência de 3711 movimentos, 1851 descolagens
e 1860 aterragens, o que tendo em conta o tráfego mensal se traduz numa redução de 0,007 no
valor do atrito por mês.
Para além dos factos aqui apontados para os dados observados, há ainda que ter em
conta o facto de o ritmo da perda de coeficiente de atrito ser mais acelerado à medida que o
ciclo de vida de um pavimento vai progredindo, especialmente num pavimento aeroportuário
deste tipo onde regularmente se efectuam remoções de borracha, uma acção que por ser muito
abrasiva acaba sempre por remover uma parte mais superficial da camada de desgaste do
pavimento, afectando deste modo o coeficiente de atrito. Tendo em conta este aspecto, a ANA
efectuou uma acção de remoção de borracha em Outubro de 2008 de carácter experimental,
como já referido, em parte da pista com o intuito de testar um novo produto a aplicar pelo
actual equipamento de remoção de borracha. Novos produtos e especialmente novas técnicas
devem ainda ser testadas, ou até mesmo desenvolvidas, de modo a proporcionar a melhor
relação entre uma adequada remoção de borracha com a menor agressividade possível para o
material da camada de desgaste.
As campanhas de remoção de borracha podem estar na origem do problema registado
no troço 21 de ser mais susceptível à acção do tráfego no que respeita à variação do
coeficiente de atrito, visto que muitas destas campanhas são feitas para a totalidade da pista e
atendendo a que este ponto não é o que mais sofre do problema de acumulação de borracha,
quando comparado com o topo 03, o efeito da remoção de borracha pode ser contraproducente
no que às condições de aderência da pista diz respeito. Pelo facto de se fazer um tratamento
extremamente abrasivo para a superfície do pavimento quando tal não é necessário pode estar
a levar a uma degradação mais acelerada do pavimento, especialmente da microtextura do
mesmo.
João Pedro Sousa Duarte 73 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
4.3 – Síntese dos resultados obtidos
Após a análise do pavimento em estudo e tendo em conta as campanhas de
levantamento de atrito disponíveis chega-se à conclusão que na sua generalidade o pavimento
encontra-se em bom estado e sem problemas maiores. No entanto, há zonas que inspiram
cuidado, como é o caso da zona central junto ao topo 03 que tende a ter valores de atrito
bastante reduzidos, facto que se pode ficar a dever à superior utilização desta zona para a
aterragem de aeronaves, operação que danifica bastante a superfície do pavimento devido a
fenómenos de desgaste e acumulação de borracha dos trens. Ainda para a generalidade do
pavimento verificou-se que o CA ia diminuindo à medida que aproxima da linha central da
pista, o que estará relacionado com a maior utilização por parte das aeronaves, apresentando o
lado esquerdo da pista (sentido 03-21) consistentemente piores resultados que o direito. Isto
pode estar ligado a defeitos construtivos da estrutura do pavimento ou até mesmo da
localização geográfica da pista. Observaram-se alguns pontos da pista que por vezes tinham
valores extremamente baixos do CA, o que dada a sua ocorrência esporádica e apenas em
determinados pontos do pavimento, leva a crer que se devam às marcações horizontais.
Apesar de a zona central e do topo 03 serem as que apresentaram os valores mais
baixos do CA, chegou-se à conclusão que são também as mais previsíveis em termos de
evolução das condições de aderência. Tal comportamento dever-se-á ao maior uso das ditas
zonas o que lhes confere maior homogeneidade no que diz respeito ao seu processo evolutivo.
Em termos de variações temporais, observam-se comportamentos distintos consoante a
velocidade de medição. Se para a velocidade de 65km/h, o atrito tende geralmente a evoluir
de acordo com o esperado tendo em conta o seu uso, para a velocidade de 95km/h o CA varia
de forma mais aleatória, não sendo possível definir um padrão para este comportamento o que
poderá estar relacionado com problemas ao nível da macrotextura.
Para combinar o tráfego com a evolução da degradação é necessário ter a consciência
que houve um número reduzido de campanhas, passíveis de ser analisadas, consecutivas sem
que houvesse qualquer intervenção no pavimento e que é para a velocidade de 65km/h que
resultados mais consistentes se obtiveram. Tendo isto presente, verificou-se que o topo 21 é a
zona do pavimento que mais evolução da degradação apresentou ainda que com menores
movimentos de aeronaves do que para outras zonas do pavimento. Tomando com referência o
topo 21 pode dizer-se que se verificou com uma perda de 0,01 por cada 3711 movimentos
(aterragens+descolagens) o que dá uma redução média mensal do coeficiente de atrito de
0,007 ou seja cerca de uma décima de diminuição no coeficiente de atrito por ano de
operação. Este facto, que no caso do topo 21 pode ser evidência de problemas ao nível da
microtextura, também é a medida de evolução da degradação que se pode oferecer perante a
informação que se usou como referência. 74
Luís Picado Santos
Capítulo 5 – Conclusões
Capítulo 5 – Conclusões
5.1 – Conclusões Gerais
O tráfego aéreo é tido hoje em dia como um dos mais seguros e para tal contribui a
evolução das tecnologias ligadas às aeronaves e a todas as operações de voo, incluindo as
realizadas nos aeroportos. No entanto é preciso ter em conta que apesar da pequena ocorrência
de acidentes no mundo aeronáutico, estes quando acontecem tendem a ser catastróficos com
elevadas perdas monetárias e especialmente de vidas humanas, daí que os requisitos ao nível
da segurança sejam extremamente exigentes, não havendo geralmente qualquer margem para
erro.
Se por um lado a tecnologia presente nas aeronaves tem evoluído bastante nos últimos
anos fazendo face ao aumento generalizado do tráfego e tentando acompanhar as mais
apertadas exigências ao nível de segurança e de eficiência energética, por outro lado tem se
visto pouca evolução ao nível das infraestruturas com destaque para os pavimentos
aeroportuários. É este o caso dos aeroportos nacionais onde se inclui o ALS e a sua pista
principal 03-21, que apesar de se constituir como o principal aeroporto do país só nos últimos
anos é que tem visto alguma evolução ao nível da tecnologia ligada aos seus pavimentos.
São já várias as possibilidades ao nível de camadas de desgaste de pavimentos que
possibilitam melhores níveis de conforto e segurança com custos de construção e manutenção
mais controlados, no entanto continua-se a privilegiar os pavimentos tradicionais nas
infraestruturas aeroportuárias, em parte devido às dificuldades intrínsecas à substituição dos
pavimentos já existentes. Devido a isto é necessário que a sua manutenção seja alvo de um
rigoroso plano através de um SGPA, à semelhança do que já acontece no caso dos pavimentos
rodoviários, de modo a assegurar a qualidade dos pavimentos a um baixo custo e pelo
horizonte temporal mais prolongado em vez da corrente gestão rotineira que não tem em
conta a evolução do pavimento mas sim o seu estado actual.
De entre os vários parâmetros ligados a um SGPA encontra-se o coeficiente de atrito
proporcionado pela camada mais superficial do pavimento, intrinsecamente ligado à sua
textura, e que é um dos principais responsáveis pela correcta operacionalidade das aeronaves
em terra, especialmente nas operações de aterragem e descolagem, daí que tenha sido dado
destaque a este factor ao longo desta dissertação como meio de suporte à aplicação de um
novo SGPA por parte da ANA.
João Pedro Sousa Duarte 75 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
Tendo por base recomendações internacionais para boas práticas de gestão de
pavimentos aeroportuários desenvolvidas pela ICAO e FAA e, atendendo a relatórios de
avaliação de atrito já elaborados pela ANA para o período em causa tentou-se perceber e
avaliar o comportamento do CA para a pista em causa.
Numa primeira análise foi dividida a pista em 3 porções de igual distância no sentido
longitudinal da mesma e para as quais se constatou que a pista em geral apresentava boas
condições no que respeita ao coeficiente de atrito para ambas as velocidades de medição
utilizadas, 65km/h e 95km/h, existindo apenas uma zona da pista junto à linha central e do
topo 03 que por vezes apresentou resultados menos satisfatórios, inserindo-se dentro de um
patamar onde é recomendado o planeamento de acções de intervenção no pavimento. Para os
diferentes segmentos de pista delimitados segundo os vários terços e alinhamentos, observouse que os valores de atrito variam geralmente de forma semelhante consoante o ponto em que
se esteja, ou seja, quanto mais perto da linha central e do topo 03, mais baixos vão ser os
valores do CA o que se deve em parte à maior utilização por parte das aeronaves destas partes
do pavimento.
Outro facto que se pôde observar foi a diferença entre os valores do lado esquerdo e
direito da pista, tendo em consideração o sentido 03-21, apresentando o lado esquerdo valores
sempre mais baixos de atrito do que o lado direito, o que é de estranhar visto que ambos os
lados da pista possuem uma utilização semelhante podendo indiciar aqui a existência de
algum problema no pavimento do lado mais danificado da pista. A semelhança de resultados
para ambas as velocidades foi patente nesta primeira análise situando-se os valores registados
geralmente dentro dos mesmos patamares definidos com base nas recomendações da ICAO,
com algum favorecimento para os valores registados à velocidade de 95km/h.
Numa análise mais detalhada efectuada onde se dividiram os alinhamentos em porções
de 100 metros de comprimento, dada a existência de dados para cada 10 metros e por ser
recomendado este valor como o mais baixo que se deve utilizar, tentou-se verificar se com
este refinamento dos dados os resultados seriam semelhantes aos constatados anteriormente.
Neste ponto continuou-se a verificar a boa qualidade geral da pista com maior degradação na
parte central e com alguma semelhança de resultados entre ambas as velocidades. No entanto,
no topo 03 os resultados já não se mostraram tão animadores com a presença de várias zonas
no patamar de planeamento de acções de intervenção e até mesmo em alguns casos em que os
níveis de atrito se encontravam abaixo do limite mínimo exigido, especialmente nos
alinhamentos junto da linha central e do lado esquerdo desta. Os resultados mais baixos
verificados, e à semelhança da análise anterior, foram registados para a velocidade de teste
mais baixa, o que pode evidenciar problemas relacionados com a textura do pavimento,
76
Luís Picado Santos
Capítulo 5 – Conclusões
especialmente com a perda de microtextura ou com eventuais deposições de borracha
excessivas.
Após as duas primeiras análises, segundo metodologias usuais para avaliação deste
tipo de pavimentos, e depois de observação de todos os dados recolhidos constatou-se a
presença de valores extremamente baixos de atrito em algumas zonas mais exteriores da pista
que se devem possivelmente à sinalização horizontal da pista dada a simetria em relação ao
eixo na observação deste tipo de valores e pela sua localização em termos de alinhamento
longitudinal.
Relativamente à evolução temporal do coeficiente de atrito verificou-se numa primeira
fase de observação que relativamente aos valores registados ao longo dos diversos
alinhamentos e para as várias campanhas, este coeficiente tende a sofrer uma evolução
semelhante de campanha para campanha, com variações mais ou menos previsíveis consoante
se analisa uma zona mais interior ou mais exterior da pista. Este facto pode-se ficar a dever
em parte à maior homogeneidade conferida à camada de desgaste pela passagem das
aeronaves o que apesar de fazer com que a pista nessas áreas apresente valores de atrito mais
baixos torna a sua evolução mais previsível. Nesta análise constatou-se que o comportamento
descrito é semelhante para ambas as velocidades de medição, com variações semelhantes
evidenciando comportamento idêntico entre a evolução da macro e microtextura do
pavimento.
Ainda em termos de evolução temporal do atrito, analisou-se variações deste
coeficiente entre campanhas consecutivas e tentou-se perceber se os resultados estariam de
acordo com o esperado, ou seja, diminuição do atrito entre campanhas onde não tenha
acontecido qualquer acção de intervenção no pavimento e um aumento de atrito onde tais
acções tenham acontecido.
Se por um lado para a velocidade de 65km/h se obteve resultados mais ou menos
esperados, apenas com esporádicas variações face ao comportamento esperado, já para a
velocidade mais elevada as variações entre campanhas foram mais imprevisíveis. Há ainda a
registar mais uma vez a diferença de comportamento entre o lado esquerdo e direito da pista
com resultados distintos para a velocidade mais elevada.
A última análise efectuada foi baseada em dados de tráfego para o ALS de modo a se
entender a relação que este tem com o coeficiente de atrito proporcionado pelo pavimento.
Apesar de uma quantidade reduzida de dados que dessem para avaliar a degradação do
pavimento à velocidade de 65km/h, pode-se constatar que a acção do tráfego afecta
distintamente diferentes partes do pavimento e que por vezes onde seria espectável uma maior
João Pedro Sousa Duarte 77 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
sensibilidade devido, por exemplo, a um maior número de aterragens de aeronaves, tal não
sucede. A zona com maior sensibilidade à acção do tráfego, ao contrário do que seria
espectável, foi o topo 21 com uma redução média mensal do valor de atrito de 0,007 pontos,
ou seja cerca de 0,1 por ano de operação. Este facto é a medida de evolução da degradação
que se pode oferecer neste estudo perante a informação que se usou como referência.
Em síntese, conclui-se portanto que o pavimento da pista estudada, apesar de
apresentar uma boa qualidade geral, tem em algumas zonas deficiências ao nível da macro e
microtextura devido às análises efectuadas a velocidades distintas e com resultados distintos,
é susceptível a fenómenos de deposição de borracha no topo 03, apresenta alguns problemas
provenientes de marcações horizontais que não proporcionam uma adequada aderência e
algumas áreas tendem a degradar-se mais rapidamente embora não recebam tanto tráfego
quando comparadas com o topo 03, por exemplo. Contudo, estas análises demonstram que
existem vários factores capazes de induzir a variabilidade nos levantamentos do coeficiente de
atrito, como o tráfego, local avaliado, características de superfície na construção e evolução
durante a operação, condições ambientais no levantamento, tipo de equipamento e velocidade
de aquisição quando em contínuo, entre outros. Estes aspectos, para além da exiguidade dos
dados, impedem objectivamente que se tenha conseguido estabelecer tendências de evolução
que seguramente possam indicar qual a actuação apropriada.
5.2 – Propostas para Desenvolvimentos Futuros
O estudo do coeficiente de atrito em pistas aeronáuticas é de extrema importância
tendo em conta a contribuição deste coeficiente para uma segura operacionalidade das
aeronaves em terra, devendo fazer parte obrigatória de um SGPA. Atendendo a isto e, com
base no trabalho efectuado e nas dificuldades sentidas na sua realização, sugere-se que seja
dada maior atenção a este factor com vista a se fazer uma previsão fidedigna das condições de
superfície de um pavimento.
A constituição de uma base de dados extensa e onde sejam incluídos todos os factores
relativos aos pavimentos, como é o caso de campanhas de levantamento das condições de
superfície, da constituição da estrutura do pavimento e de todas as intervenções que nele
tenham sido efectuadas, bem como do tráfego e das condições meteorológicas do local,
constitui a base para uma gestão mais sustentável da infraestrutura. Deve ainda ser tido em
conta o factor custo visto ser a base de qualquer operação de gestão, e que é tanto mais
importante quanto maior for a infraestrutura em causa.
78
Luís Picado Santos
Capítulo 5 – Conclusões
Em termos de monitorização de toda a rede de pavimentos aeroportuários por parte da
ANA, e dada a falta de recursos para a sua elaboração, nomeadamente ao nível de
equipamento e de pessoal técnico, deve ser feita atempadamente uma afectação das equipas
de monitorização de modo a que possam efectuar todas as campanhas necessárias e de forma
correcta para cada aeroporto, evitando assim o que acontece no ALS onde por ano se faz
menos uma campanha de levantamento de atrito do que o previsto e onde algumas
recomendações são deixadas de lado dada a falta de tempo em cada campanha.
Dado o horizonte temporal deste trabalho e tendo em conta a quantidade de dados
passível de análise apenas foi possível estudar uma quantidade reduzida de campanhas e
somente uma pista de um único aeroporto. Para trabalhos futuros sugere-se que sejam
estudados os restantes aeroportos nacionais e se possível também alguns internacionais, de
modo a comparar o comportamento dos vários pavimentos e outro factor que deveria ser
incluído num estudo do coeficiente de atrito seria o estudo da textura, visto estarem
intimamente relacionados.
Relativamente a intervenções no pavimento, deverá ser equacionada uma intervenção
ao nível das marcações horizontais de modo a melhorar a sua aderência. Quanto à eventual
presença de depósitos excessivos de borracha, é essencial que inspecções visuais no local
sejam efectuadas de modo a aferir a gravidade deste fenómeno, dado que por vezes na
avaliação do coeficiente de atrito não é detectável. Devem ainda ser testados novos métodos
de remoção de borracha mais eficazes e menos abrasivos para o pavimento de modo a que o
efeito da intervenção não seja contraproducente, como foi o caso da experiencia levada a cabo
pela DIA em Outubro de 2008.
Relembra-se que a segurança e o bom funcionamento de uma infraestrutura
aeroportuária depende grandemente da boa qualidade dos seus pavimento, com ênfase na suas
pistas, e que estes factores não devem em tempo algum ser negligenciados pois as eventuais
perdas, económicas e especialmente de vidas humanas, não são aceitáveis numa sociedade
moderna como a nossa.
João Pedro Sousa Duarte 79 Bibliografia
Bibliografia
ANA, A. d. (2008). Relatório Final ‐ Aerporto de Lisboa Pista 03‐21 (Ensaios de Medição de Coeficiente de Atrito), Junho 2008. Lisboa: ANA ‐ Aeroportos de Portugal, S.A. ANA, A. d. (2009a). Relatório Final ‐ Aerporto de Lisboa Pista 03‐21 (Ensaios de Medição de Coeficiente de Atrito), Junho 2009. Lisboa: ANA, Aeroportos de Portugal, S.A. ANA, A. d. (2009b). Relatório Final ‐ Aerporto de Lisboa Pista 03‐21 (Ensaios de Medição de Coeficiente de Atrito), Outubro 2009. Lisboa: ANA, Aeroportos de Portugal, S.A. Aps, M. (2006). Classificação da aderência pneu‐pavimento pelo índice combinado IFI ‐ International Friction Index para revestimentos asfálticos. São Paulo: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. ASFT. (2011). ASFT ‐ Airport Surface Friction Tester. Obtido em 23 de Janeiro de 2011, de http://www.asft.se/aviation/index.shtml Baptista, D., & Matos, A. (2008). Caracterização da Aderência dos Pavimentos da Rede Brisa. Avaliação das Características de Superfície dos Pavimentos (pp. 47‐57). Guimarães: Universidade do Minho. Benedetto, A. (2001). A decision support system for the safety of airport runways:the case of heavy rainstorms. Roma: Universidade de Roma. Branco, F., Pereira, P., Santos, & P., L. (2008). Pavimentos Rodoviários. Coimbra: Edições Almedina. Drüschner, L., & Schäfer, V. (2005). Asphalt Guide ‐ Stone Mastic Asphalt. Bonn, Alemanha: German Asphalt Association. EP, E. d. (2009). Caderno de Encargos Tipo Obra, 15.03 ‐ Pavimentação, Métodos Construtivos. Estradas de Portugal, SA. FAA. (1997). Advisory Circular 150/5320‐12C. Washington DC: U.S. Department of Transportation. Fernandes, C. (2010). Sistemas de Gestão de Pavimentos Aeroportuários Caracterização e Aplicabilidade. Lisboa: Tese de Mestrado, Instituto Superior Técnico ‐ Universidade Técnica de Lisboa. Freitas, A. F., Pereira, P. A., Santos, L. P., & Santos, A. P. (2006). A influência da água no ruído produzido pelo tráfego rodoviário. Guimarães: Revista Engenharia Civil da Universidade do Minho. João Pedro Sousa Duarte 81 Avaliação do coeficiente de atrito em aeroportos portugueses: o caso do aeroporto de Lisboa
Freitas, E., Pereira, P., Antunes, M. L., & Domingos, P. (2008). Analysis of Test Methods for Texture Depth Evaluation Applied in Portugal. Avaliação das Características de Superfície dos Pavimentos (pp. 83‐94). Guimarães: Universidade do Minho. Gothié, M. (2008). Ongoing Standardisation Works on Texture, Use in European Countries, French Experience, Ongoing Research on that Topic. Avaliação das Caracteríticas de Superfície dos Pavimentos (pp. 69‐82). Guimarães: Universidade do Minho. Horne, W. B. (1977). Status of Runway Slipperiness Research. Hampton, EUA: NASA Langley Research Center. ICAO. (2002). Airport Services Manual, Part 2 ‐ Pavement Surface Conditions. Montreal, Canadá: International Civil Aviation Organization. ICAO. (2009). Annex 14, Volume 1 ‐ Aerodrome Design and Operations. Montreal, Canadá: International Civil Aviation Organization. JAE. (1995). Manual de concepção de pavimentos para a rede rodoviária nacional. Junta Autónoma de Estradas. Kraemer, C., Pardillo, J. M., Rocci, S., Romana, M. G., Blanco, V. S., & del Val, M. A. (2004). Ingeniería de Carreteras (Vol. II). Madrid: Mc‐Graw Hill. LNEC. (2008). DA 15‐2008 MBR‐BMB. Lisboa: Laboratório Nacional de Engenharia Civil. LNEC. (2006). DA3‐2006 MBA‐BMB. Lisboa: Laboratório Nacional de Engenharia Civil. LNEC. (1962). Vocabulário de Estradas e Aeródromos, Especificação E 1‐1962. Lisboa: Laboratório Nacional de Engenharia Civil. Munro Instruments. (2010). Obtido em 12 de Dezembro de 2010, de http://www.munroinstruments.co.uk/Pendulum/contents/en‐us/d19_Skid_resistance_tester.html Neves, J. (2009a). Aula T6 ‐ Pavimentos, Folhas da Disciplina (Versão Provisória). Lisboa: Construção e Manutenção de Infra‐estruturas de Transportes, Instituto Superior Técnico. Neves, J. (2009c). Guia de Laboratório. Lisboa: Construção e Manutenção de Infra‐estruturas de Transportes, Instituto Superior Técnico. Neves, J. (2009b). Módulo B: Pavimentos. Lisboa: Construção e Manutenção de Infra‐estruturas de Transportes, Instituto Superior Técnico. Neves, J. (2009d). Módulo B: Pavimentos, Características superficiais dos pavimentos de infra‐
estruturas rodoviárias. Lisboa: Construção e Manutenção de Infra‐estruturas de Transportes, Instituto Superior Técnico. 82
Luís Picado Santos
Bibliografia
Pavestech, P. L. (Julho de 2007). Obtido em 6 de Outubro de 2010, de http://www.pavestech.com/images/PTID026‐Airport‐Runways.pdf Pereira, J. P. (2008). 10 Vias pavimentos. Lisboa: Vias de Comunicação, Instituto Superior Técnico. Pereira, P., & Miranda, V. (1994). Gestão da Conservação dos Pavimentos Rodoviários. Braga: Universidade do Minho. PIARC. (2003). Road Safety Manual. Route2Market. Roa, J. A. (2008). Evaluation of International Friction Index and High‐Friction Surfaces. Blacksburg: Virginia Polytechnic Institute and State University. Walsh, I. (2008). Slip/Skid Resistance Testing ‐ a European Perspective. Avaliação das Características de Superfície dos Pavimentos (pp. 29‐36). Guimarães: Universidade do Minho. João Pedro Sousa Duarte 83 Anexos
João Pedro Sousa Duarte 85 Lista de Figuras-Anexo
Figura - Anexo A.1 – Alinhamento 1 para a velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA, 2008). ................ 91 Figura - Anexo A.2 – Alinhamento 2 para a velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA, 2008). ................ 91 Figura - Anexo A.3 – Alinhamento 3 para a velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA, 2008). ................ 92 Figura - Anexo A.4 – Alinhamento 4 para a velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA, 2008). ................ 92 Figura - Anexo A.5 – Alinhamento 5 para a velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA, 2008). ................ 93 Figura - Anexo A.6 – Alinhamento 6 para a velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA, 2008). ................ 93 Figura - Anexo A.7 – Alinhamento 7 para a velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA, 2008). ................ 94 Figura - Anexo A.8 – Alinhamento 8 para a velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA, 2008). ................ 94 Figura - Anexo A.9 – Alinhamento 9 para a velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA, 2008). ................ 95 Figura - Anexo A.10 – Alinhamento 10 para a velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA, 2008). ............ 95 Figura - Anexo A.11 – Alinhamento 11 para a velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA, 2008). ............ 96 Figura - Anexo A.12 – Alinhamento 12 para a velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA, 2008). ............ 96 Figura - Anexo A.13 – Alinhamento 1 para a velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA, 2009b). ......... 97 Figura - Anexo A.14 – Alinhamento 2 para a velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA, 2009b). ......... 97 Figura - Anexo A.15 – Alinhamento 3 para a velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA, 2009b). ......... 98 Figura - Anexo A.16 – Alinhamento 4 para a velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA, 2009b). ......... 98 Figura - Anexo A.17 – Alinhamento 7 para a velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA, 2009b). ......... 99 Figura - Anexo A.18 – Alinhamento 8 para a velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA, 2009b). ......... 99 Figura - Anexo A.19 – Alinhamento 9 para a velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA, 2009b). ....... 100 Figura - Anexo A.20 – Alinhamento 10 para a velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA, 2009b). ..... 100 Figura - Anexo B.1 – Campanha de Junho de 2008 a 65km/h. ........................................................................... 103 Figura - Anexo B.2 – Campanha de Outubro de 2008 a 65km/h. ....................................................................... 103 Figura - Anexo B.3 – Campanha de Outubro de 2009 a 65km/h. ....................................................................... 104 Figura - Anexo B.4 – Campanha de Março de 2009 a 95km/h. .......................................................................... 104 Figura - Anexo B.5 – Campanha de Outubro de 2009 95km/h. .......................................................................... 105 Figura - Anexo C.1 – Campanha de Outubro de 2008 a 65km/h. ....................................................................... 109 Figura - Anexo C.2 – Campanha de Outubro de 2009 a 65km/h. ....................................................................... 109 Figura - Anexo C.3 – Campanha de Março de 2009 a 65km/h. .......................................................................... 110 Figura - Anexo C.4 – Campanha de Outubro de 2009 a 95km/h. ....................................................................... 110 Figura - Anexo D.1 – Alinhamento 1 a 65km/h. ................................................................................................. 113 Figura - Anexo D.2 – Alinhamento 2 a 65km/h. ................................................................................................. 113 João Pedro Sousa Duarte 87 Figura - Anexo D.3 – Alinhamento 3 a 65km/h. ................................................................................................. 114 Figura - Anexo D.4 – Alinhamento 4 a 65km/h. ................................................................................................. 114 Figura - Anexo D.5 – Alinhamento 6 a 65km/h. ................................................................................................. 115 Figura - Anexo D.6 – Alinhamento 7 a 65km/h. ................................................................................................. 115 Figura - Anexo D.7 – Alinhamento 8 a 65km/h. ................................................................................................. 116 Figura - Anexo D.8 – Alinhamento 9 a 65km/h. ................................................................................................. 116 Figura - Anexo D.9 – Alinhamento 10 a 65km/h. ............................................................................................... 117 Figura - Anexo D.10 – Alinhamento 11 a 65km/h. ............................................................................................. 117 Figura - Anexo D.11 – Alinhamento 12 a 65km/h. ............................................................................................. 118 Figura - Anexo D.12 – Alinhamento 2 a 95kmh. ................................................................................................ 118 Figura - Anexo D.13 – Alinhamento 3 a 95km/h. ............................................................................................... 119 Figura - Anexo D.14 – Alinhamento 4 a 95km/h. ............................................................................................... 119 Figura - Anexo D.15 – Alinhamento 7 a 95km/h. ............................................................................................... 120 Figura - Anexo D.16 – Alinhamento 8 a 95km/h. ............................................................................................... 120 Figura - Anexo D.17 – Alinhamento 9 a 95km/h. ............................................................................................... 121 Figura - Anexo D.18 – Alinhamento 10 a 95km/h. ............................................................................................. 121 Figura - Anexo E.1 – Variação entre Outubro de 2008 e Junho de 2009 a 65km/h. ........................................... 125 Figura - Anexo E.2 – Variação entre Março de 2009 e Junho de 2009 a 95km/h. .............................................. 125 88
Luís Picado Santos
A. Output dos ensaios de medição de
Coeficiente de Atrito na Pista 03-21 do Aeroporto de Lisboa.
João Pedro Sousa Duarte 89 Figura - Anexo A.2 – Alinhamento 2 para a
velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA,
2008).
Figura - Anexo A.1 – Alinhamento 1 para a
velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA,
2008).
João Pedro Sousa Duarte 91 Figura - Anexo A.3 – Alinhamento 3 para a
velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA,
2008).
92
Figura - Anexo A.4 – Alinhamento 4 para a
velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA,
2008).
Luís Picado Santos
Figura - Anexo A.6 – Alinhamento 6 para a
velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA,
2008).
Figura - Anexo A.5 – Alinhamento 5 para a
velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA,
2008).
João Pedro Sousa Duarte 93 Figura - Anexo A.8 – Alinhamento 8 para a
velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA,
2008). Figura - Anexo A.7 – Alinhamento 7 para a
velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA,
2008). 94
Luís Picado Santos
Figura - Anexo A.10 – Alinhamento 10 para a
velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA,
2008). Figura - Anexo A.9 – Alinhamento 9 para a
velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA,
2008). João Pedro Sousa Duarte 95 Figura - Anexo A.12 – Alinhamento 12 para a
velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA,
2008).
Figura - Anexo A.11 – Alinhamento 11 para a
velocidade de 65km/h em Junho de 2008 (ANA,
2008). 96
Luís Picado Santos
Figura - Anexo A.13 – Alinhamento 1 para a
velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA,
2009b). Figura - Anexo A.14 – Alinhamento 2 para a
velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA,
2009b). João Pedro Sousa Duarte 97 Figura - Anexo A.15 – Alinhamento 3 para a
velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA,
2009b). Figura - Anexo A.16 – Alinhamento 4 para a
velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA,
2009b). 98
Luís Picado Santos
Figura - Anexo A.17 – Alinhamento 7 para a
velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA,
2009b).
Figura - Anexo A.18 – Alinhamento 8 para a
velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA,
2009b). João Pedro Sousa Duarte 99 Figura - Anexo A.19 – Alinhamento 9 para a
velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA,
2009b). Figura - Anexo A.20 – Alinhamento 10 para a
velocidade de 95km/h em Outubro de 2009 (ANA,
2009b).
100
Luís Picado Santos
B. Coeficiente de atrito médio por terço da pista.
João Pedro Sousa Duarte 101 Pista
03
Média Zonas
Zona A
Zona B
Zona C
0.88
0.88
0.76
0.77
0.79
0.64
EIXO
0.71
0.83
0.85
0.88
0.97
0.88
0.82
0.89
0.90
0.82
0.80
0.82
0.77
------------0.76
0.82
0.80
0.88
0.86
0.89
0.83
0.87
0.86
0.83
0.89
0.82
0.87
------------0.92
0.84
0.90
0.88
0.88
0.89
0.87
Média
Alinhamentos
0.88
0.88
0.80
0.82
0.81
0.76
--------------0.80
0.83
0.85
0.88
0.90
0.89
Média Total =
Alinhamentos
12
11
10
9
8
7
EIXO
1
2
3
4
5
6
0.84
Pista
21
Figura - Anexo B.1 – Campanha de Junho de 2008 a 65km/h.
Pista
03
Média Zonas
Zona A
Zona B
Zona C
0.89
0.90
0.85
0.73
0.65
0.58
EIXO
0.68
0.72
0.78
0.91
0.84
0.88
0.78
0.88
0.90
0.78
0.78
0.79
0.80
------------0.80
0.76
0.78
0.87
0.87
0.89
0.83
0.86
0.86
0.77
0.82
0.74
0.80
------------0.85
0.76
0.76
0.85
0.86
0.86
0.82
Média
Alinhamentos
0.87
0.89
0.80
0.78
0.73
0.73
0.78
0.75
0.77
0.88
0.86
0.88
Média Total =
Alinhamentos
12
11
10
9
8
7
EIXO
1
2
3
4
5
6
0.81
Pista
21
Figura - Anexo B.2 – Campanha de Outubro de 2008 a 65km/h.
João Pedro Sousa Duarte 103 Pista
03
Média Zonas
Zona A
Zona B
Zona C
0.83
0.81
0.78
0.71
0.74
0.63
EIXO
0.69
0.76
0.83
0.82
0.83
0.80
0.77
0.84
0.83
0.86
0.66
0.80
0.67
------------0.66
0.74
0.79
0.81
0.84
0.82
0.78
0.81
0.85
0.84
0.76
0.79
0.79
------------0.84
0.80
0.82
0.84
0.86
0.82
0.82
Média
Alinhamentos
0.83
0.83
0.83
0.71
0.77
0.69
0.73
0.77
0.81
0.82
0.84
0.81
Média Total =
Alinhamentos
12
11
10
9
8
7
EIXO
1
2
3
4
5
6
0.79
Pista
21
Figura - Anexo B.3 – Campanha de Outubro de 2009 a 65km/h.
Pista
03
Média Zonas
Zona A
Zona B
Zona C
0.87
0.72
0.53
0.56
EIXO
0.60
0.59
0.75
0.89
0.69
0.69
0.70
0.66
0.63
------------0.71
0.68
0.74
0.82
0.70
0.74
0.71
0.60
0.61
------------0.81
0.75
0.73
0.80
0.72
Média
Alinhamentos
0.77
0.71
0.60
0.60
0.71
0.67
0.74
0.84
Média Total =
Alinhamentos
10
9
8
7
EIXO
1
2
3
4
0.70
Pista
21
Figura - Anexo B.4 – Campanha de Março de 2009 a 95km/h.
104
Luís Picado Santos
Pista
03
Média Zonas
Zona A
Zona B
Zona C
0.73
0.71
0.63
0.55
EIXO
0.57
0.69
0.73
0.74
0.67
0.75
0.61
0.71
0.65
------------0.62
0.71
0.77
0.78
0.70
0.76
0.73
0.71
0.73
------------0.77
0.74
0.79
0.80
0.75
Média
Alinhamentos
0.74
0.68
0.68
0.64
0.65
0.71
0.76
0.77
Média Total =
Alinhamentos
10
9
8
7
EIXO
1
2
3
4
0.71
Pista
21
Figura - Anexo B.5 – Campanha de Outubro de 2009 95km/h. João Pedro Sousa Duarte 105 C. Coeficiente de atrito médio por cada 100m de alinhamento.
João Pedro Sousa Duarte 107 Figura - Anexo C.1 – Campanha de Outubro de 2008 a 65km/h.
Figura - Anexo C.2 – Campanha de Outubro de 2009 a 65km/h.
João Pedro Sousa Duarte 109 Figura - Anexo C.3 – Campanha de Março de 2009 a 65km/h.
Figura - Anexo C.4 – Campanha de Outubro de 2009 a 95km/h.
110
Luís Picado Santos
D. Variação do coeficiente de atrito por alinhamento com base de
10m.
João Pedro Sousa Duarte 111 1.2
Coeficiente de Atrito
1
0.8
0.6
Out-08
Jun-09
0.4
Out-09
0.2
0
Distância (m)
Figura - Anexo D.1 – Alinhamento 1 a 65km/h.
1
0.9
Coeficiente de Atrito
0.8
0.7
0.6
Out-08
0.5
Jun-09
0.4
Out-09
0.3
0.2
0.1
0
Distância (m)
Figura - Anexo D.2 – Alinhamento 2 a 65km/h.
João Pedro Sousa Duarte 113 1.2
Coeficiente de Atrito
1
0.8
0.6
Out-08
Jun-09
0.4
Out-09
0.2
0
Distância (m)
Figura - Anexo D.3 – Alinhamento 3 a 65km/h.
1.2
Coeficiente de Atrito
1
0.8
0.6
Out-08
Jun-09
Out-09
0.4
0.2
0
Distância (m)
Figura - Anexo D.4 – Alinhamento 4 a 65km/h.
114
Luís Picado Santos
1.2
Coeficiente de Atrito
1
0.8
Out-08
0.6
Jun-09
Out-09
0.4
0.2
0
Distância (m)
Figura - Anexo D.5 – Alinhamento 6 a 65km/h.
1
0.9
Coeficiente de Atrito
0.8
0.7
0.6
0.5
Out-08
0.4
Jun-09
0.3
Out-09
0.2
0.1
0
Distância (m)
Figura - Anexo D.6 – Alinhamento 7 a 65km/h.
João Pedro Sousa Duarte 115 1
0.9
Coeficiente de Atrito
0.8
0.7
0.6
0.5
Out-08
0.4
Jun-09
Out-09
0.3
0.2
0.1
0
Distância (m)
Figura - Anexo D.7 – Alinhamento 8 a 65km/h.
1
0.9
Coeficiente de Atrito
0.8
0.7
0.6
0.5
Out-08
Jun-09
0.4
Out-09
0.3
0.2
0.1
0
Distância (m)
Figura - Anexo D.8 – Alinhamento 9 a 65km/h.
116
Luís Picado Santos
1.2
Coeficiente de Atrito
1
0.8
0.6
Out-08
Jun-09
0.4
Out-09
0.2
0
Distância (m)
Figura - Anexo D.9 – Alinhamento 10 a 65km/h.
1.2
Coeficiente de Atrito
1
0.8
0.6
Out-08
Jun-09
0.4
Out-09
0.2
0
Distância (m)
Figura - Anexo D.10 – Alinhamento 11 a 65km/h.
João Pedro Sousa Duarte 117 1.2
Coeficiente de Atrito
1
0.8
0.6
Out-08
Jun-09
0.4
Out-09
0.2
0
Distância (m)
Figura - Anexo D.11 – Alinhamento 12 a 65km/h.
1
0.9
Coeficiente de Atrito
0.8
0.7
0.6
0.5
Mar-09
Jun-09
0.4
Out-09
0.3
0.2
0.1
0
Distância (m)
Figura - Anexo D.12 – Alinhamento 2 a 95kmh.
118
Luís Picado Santos
1.00
0.90
Coeficiente de Atrito
0.80
0.70
0.60
0.50
Mar-09
Jun-09
0.40
Out-09
0.30
0.20
0.10
0.00
Distância (m)
Figura - Anexo D.13 – Alinhamento 3 a 95km/h.
1.2
Coeficiente de Atrito
1
0.8
Mar-09
0.6
Jun-09
Out-09
0.4
0.2
0
Distância (m)
Figura - Anexo D.14 – Alinhamento 4 a 95km/h.
João Pedro Sousa Duarte 119 1
0.9
Coeficiente de Atrito
0.8
0.7
0.6
0.5
Mar-09
Jun-09
0.4
Out-09
0.3
0.2
0.1
0
Distância (m)
Figura - Anexo D.15 – Alinhamento 7 a 95km/h.
1
0.9
Coeficiente de Atrito
0.8
0.7
0.6
0.5
Mar-09
Jun-09
0.4
Out-09
0.3
0.2
0.1
0
Distância (m)
Figura - Anexo D.16 – Alinhamento 8 a 95km/h.
120
Luís Picado Santos
1.00
0.90
Coeficiente de Atrito
0.80
0.70
0.60
0.50
Mar-09
0.40
Jun-09
Out-09
0.30
0.20
0.10
0.00
Distância (m)
Figura - Anexo D.17 – Alinhamento 9 a 95km/h.
1.20
Coeficiente de Atrito
1.00
0.80
Mar-09
0.60
Jun-09
Out-09
0.40
0.20
0.00
Distância (m)
Figura - Anexo D.18 – Alinhamento 10 a 95km/h.
João Pedro Sousa Duarte 121 E. Variação do coeficiente de atrito entre campanhas consecutivas por cada 100m de
alinhamento.
João Pedro Sousa Duarte 123 Figura - Anexo E.1 – Variação entre Outubro de 2008 e Junho de 2009 a 65km/h.
Figura - Anexo E.2 – Variação entre Março de 2009 e Junho de 2009 a 95km/h.
João Pedro Sousa Duarte 125