Avaliação Funcional de
Pavimentos
TRP-1001 Infra-Estrutura de
Transportes
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Avaliação Funcional - Objetivos
l
Inventariar o pavimento
l
l
l
l
Inferir sobre a adequação do pavimento
l
l
l
l
l
Defeitos
Causas (mecanismos de Ruptura)
Processos Corretivos
Conforto
Segurança
Estabelecer locais/serviços prioritários (plano
plurianual de investimentos sob restrição
orçamentária)
Auxiliar no Dimensionamento Estrutural de Reforços
de Pavimentos e medidas corretivas anteriores aos
trabalhos de restauração estrutural
Fundamental na Gerência de Pavimentos
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2
Evolução dos Parâmetros
Funcionais
l
Ex.: Serventia
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
Fonte: Balbo, 2007
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3
Levantamentos – Parâmetros
Funcionais
l Avaliação
das Condições de Superfície
do Pavimento
Índice Geral de Grupo (IGG) – Avaliação
Objetiva
l Levantamento Visual Contínuo (LVC) –
Avaliação Objetiva Expedita
l Valor de Serventia Atual (VSA) – Avaliação
Subjetiva – análogo à Serventia
l
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4
Levantamentos – Parâmetros
Funcionais
l
Avaliação da Irregularidade Longitudinal do
Pavimento – Conforto
l
l
Quociente de Irregularidade (QI) – correlação com
o IRI (International Roughness Index ou Índice
Internacional de Irregularidade)
Avaliação da Aderência Pneu-Pavimento
(Atrito)
l
l
l
Mancha de Areia
Pêndulo Britânico
Medição Direta
l
l
Skid-Meter
Mu-Meter
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5
Índice Geral de Grupo (IGG)
l
l
l
DNIT 006/2003 – PRO (Avaliação Objetiva da
Superfície de Pavimentos Flexíveis e SemiRígidos – Procedimentos)
Validade: Pavimentos com Revestimentos
Asfálticos
Objetivo
l
Determinar o nível de deterioração do pavimento
através da identificação e mensuração dos defeitos
superficiais do pavimento e dos afundamentos nas
trilhas de roda
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6
Índice Geral de Grupo (IGG)
Fonte: Notas de Aula Prof. Pugliero (UPF)
l
l
l
l
l
Identificação de
todos os defeitos
dentro da área
15% do
pavimento é
inventariado
(pista simples)
Mede-se os ATR
(Treliça com base
de 1,2m)
Segmentos
Homogêneos
l iguais
características
Adequado à
Fase Projeto
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7
Fonte: DNIT 006/2003
Índice Geral de Grupo (IGG)
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8
Índice Geral de Grupo (IGG)
Fonte: DNIT 006/2003
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9
Fonte: DNIT 006/2003
Índice Geral de Grupo (IGG)
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10
Fonte: DNIT 006/2003
Índice Geral de Grupo (IGG)
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11
Fonte: DNIT 006/2003
Índice Geral de Grupo (IGG)
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12
Levantamento Visual Contínuo (LVC)
l
l
l
l
l
Levantamento Contínuo (veíc. ± 40 Km/h)
Documenta-se os defeitos na fx de rolamento
e acostamento (caso necessário)
Segmentos subdivididos de Km em Km
Adequado para Ante-projetos e Gerência de
Pavimentos
Freqüências/extensão de ocorrência dos
defeitos:
l
l
l
Alta: >80%
Média: entre 50 e 80%
Baixa: <30%
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13
Levantamento Visual Contínuo (LVC)
l
Severidade
l
l
l
l
l
l
l
1: Leve
2: Média
3: Elevada
Atribui-se uma nota para o Valor de Serventia Atual do
pavimento (0-5)
Faz-se registro fotográfico
Preenche-se Planilhas semelhantes àquelas do IGG
Registra-se fotograficamente o segmento mais
próximo da característica média do trecho (1Km)
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14
Valor de Serventia Atual (VSA)
l
l
l
DNIT 009/2003 – PRO (Avaliação Subjetiva da
Superfície de Pavimentos Flexíveis e Semi-Rígidos –
Procedimentos)
Validade: Pavimentos com Revestimentos Asfálticos
(também empregado para Pavimentos de CCP)
Objetivo
l
l
Avaliar um trecho rodoviário segundo sua capacidade de
oferecer, na opinião subjetiva de usuários,
rios rolamento
suave e confortável
Avaliadores:
l
l
l
l
5 membros
2 veículos de passeio: médio-padrão (idênticos)
Motorista do veículo não avalia o pavimento
Necessidade de seleção e qualificação estatística dos
mesmos
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15
Valor de Serventia Atual (VSA)
l
l
Velocidade: ˜ vel. máx. operacional
Premissas para avaliação
l
l
l
l
Hipótese: necessidade de viajar durante 8h em uma rodovia
com aquelas características
Sem trocas de percepções entre os avaliadores
Não executar avaliações em condições climáticas
desfavoráveis (chuva, neblina, ...)
Desprezar:
l
l
l
l
l
Indicativos visuais de defeitos do pavimento
Eventuais falhas geométricas no traçado da via
Futuras evoluções dos mecanismos de degradação do
pavimento
Resistência à derrapagem
Recalques de aterros, cruzamentos ferroviários, acessos à
pontes e viadutos, recalques de bueiros
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16
Valor de Serventia Atual (VSA)
l
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
Fonte: DNIT 009/2003
l
Formulário de
Avaliação
VSA do trecho
é igual à
média dos 5
avaliadores
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17
Valor de Serventia Atual (VSA)
l Peculiaridades
Relativas aos
Avaliadores
Técnicos são mais severos que Leigos ao
avaliarem os pavimentos
l Mulheres são mais rigorosas que Homens
l Estrangeiros (1° Mundo) mais intolerantes
que Brasileiros (Pesquisa do GEIPOT-MT)
l Nos EUA, avaliação idêntica entre veículos
CORSA e VECTRA
l
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18
Características Médias dos
Segmentos
l
Condição Boa (Poucos Defeitos ; VSA Alto)
Fonte: Notas de Aula Prof. Pugliero (UPF)
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
Fonte: Notas de Aula Prof. Pugliero (UPF)
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19
Características Médias dos
Segmentos
l
Condição Regular (Alguns Defeitos ; VSA Médio)
Fonte: Notas de Aula Prof. Pugliero (UPF)
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
Fonte: Notas de Aula Prof. Pugliero (UPF)
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20
Características Médias dos
Segmentos
l
Condição Ruim (Muitos Defeitos ; VSA Baixo)
Fonte: Notas de Aula Prof. Pugliero (UPF)
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
Fonte: Notas de Aula Prof. Pugliero (UPF)
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21
Inventário Automatizado dos
Defeitos de Superfície do Pavimento
l
l
Registro contínuo dos defeitos do pavimento
Filmagem do pavimento
Fonte: Cibermétrica
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22
Inventário Automatizado dos
Defeitos de Superfície do Pavimento
l
l
Baixo Custo
Alta Velocidade
Fonte: Cibermétrica
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23
Inventário Automatizado dos
Defeitos de Superfície do Pavimento
Fonte: Cibermétrica
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24
Irregularidade Longitudinal do
Pavimento - Conforto
l
Conceito
l De acordo com DNER PRO 164/94: “é o desvio da superfície
da rodovia, em relação a um plano de referência, que afeta a
dinâmica dos veículos, a qualidade do rolamento e as cargas
dinâmicas sobre a via.”
l Prof. F. Domingues: “é o conjunto dos desvios de sua
superfície, ao longo das trilhas de roda, em relação à
superfície ideal projetada, com características tais que afeta o
movimento dos veículos, a qualidade do rolamento, as cargas
dinâmicas que atuam sobre a via e a drenagem da
superfície.”
l
Irregularidades de Interesse
l
Comprim. Onda: 0,5 e 50m
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25
Irregularidade Longitudinal do
Pavimento - Conforto
l
Finalidade
l
l
l
l
Alimentar bancos de dados que ajudam gestores a
decidir sobre a intervenção nos pavimentos - Onde,
Quanto e Como. (tanto no âmbito público, quanto
no privado).
Fiscalizar cumprimento de contratos de execução
ou de concessão, por exemplo (fatores de
pagamento)
Ajudar na determinação do tipo de intervenção de
manutenção
Afetam
l
l
l
Custos Operacionais (Manutenção e consumo de
Combustíveis)
Emissão de Gases Poluentes
Sensação de Conforto do Motorista
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26
Irregularidade Longitudinal do
Pavimento - Conforto
l
Processos de Obtenção
l
Medidores de irregularidade do tipo-resposta
l
l
l
l
A partir da década de 1920
Medem os movimentos da suspensão do veículo
Resultados dependem da velocidade do veículo
Não permite a localização das causas de irregularidade
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27
Irregularidade Longitudinal do
Pavimento - Conforto
l
Processos de Obtenção
l
Medidores de perfil:
l
Nível-e-mira / Dipstick (estáticos)
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28
Irregularidade Longitudinal do
Pavimento - Conforto
l Processos
l
de Obtenção
Medidores de perfil:
l
Medição com perfilômetros inerciais
l
l
Desenvolvido pela GM na década de 1960
Emprego de Aceleração e um medidor de distância
sem contato
Fonte: Cibermé
Cibermétrica
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29
Irregularidade Longitudinal do
Pavimento - Conforto
l Processos
l
de Obtenção
Medidores de perfil:
l
Medição com perfilômetros inerciais
l
Benefícios
Podem ser usados na velocidade da via
Maior rapidez nos levantamentos
Menor interferência com o tráfego
A partir destes perfis é possível o cálculo de
Índices de Irregularidade
Com 3 ou mais sensores, pode-se aferir os ATR
Permite a exata identificação dos pontos de
maior irregularidade
Evitar velocidades muito baixas
l
l
l
l
l
l
l
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30
Irregularidade Longitudinal do
Pavimento - Conforto
l
Processos de Obtenção
l
Medidores de perfil:
l
Perfilômetro Cibermétrica
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31
Irregularidade Longitudinal do
Pavimento - Conforto
l
Índices
l
l
Quociente de Irregularidade QI [cont/Km]
International Roughness Index ou Índice
Internacional de Irregularidade) IRI [m/Km]
QI = 13 x IRI
Conceito
QI (cont/Km)
IRI (m/Km)
Ótimo
13 – 25
1 – 1,9
Bom
25 – 35
1,9 – 2,7
Regular
35 – 45
2,7 – 3,5
Ruim
45 – 60
3,5 – 4,6
Péssimo
> 60
> 4,6
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32
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l Acidentes
– Diversas Causas
Fonte: Aps (2006)
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33
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l
l
l
Atrito Pneu-Pavimento ó Aderência
Aderência ó Resistência à Derrapagem
Estes fatores (pista molhada)
l
l
l
Reduzem as distâncias de frenagem
Garantem a dirigibilidade
Interferem na aderência
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
Agregado
Textura da superfície de rolamento
Presença de água, neve ou gelo na pista
Geometria da via
Tipo de pneu
Velocidade do veículo
Tipo de revestimento e método construtivo
Temperatura do pavimento
Sistema de freios e de suspensão dos veículos
Carga de roda
Presença de óleo, borracha, ... sobre a pista
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34
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l
Hidroplanagem ou Aquaplanagem
l
l
l
l
Zona 1: pneu empurra água formando uma onda (ausência de contato pneupavimento)
Zona 2: contato parcial entre pneu-pavimento
Zona 3: teoricamente, sem a presença de água (contato total entre pneupavimento)
% Áreas é função
l
l
l
Velocidade do veículo
Pressão de inflação do pneu
Textura da superfície do pavimento
Fonte: Aps (2006)
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35
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l Arrasto
l
Hidrodinâmico
Causa da Hidroplanagem
Fonte: Sansone (2006)
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36
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l
Textura da Superfície de Rolamento
l
l
Variável muito importante
Texturas de interesse em pavimentação
l
Microtextura
l
l
Função da aspereza do agregado (rugosa ou lisa)
Macrotextura
l
Função da graduação da mistura asfáltica (aberta ou
fechada)
Fonte: Sansone (2006)
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37
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l Textura
l
da Superfície de Rolamento
Texturas de interesse em pavimentação
Fonte: Aps (2006)
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38
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l
Textura da Superfície de Rolamento
l
Texturas de interesse em pavimentação
Fonte: Aps (2006)
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39
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l
Procedimentos de Mensuração da Aderência
l
Mancha de Areia (Macrotextura)
l
Preenchimento dos vazios da macrotextura com 25.000mm³ ± 150mm³
de areia (0,15 mm < d < 0,3mm)
Apud:
Apud: Aps (2006)
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40
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l
Procedimentos de Mensuração da Aderência
l
Mancha de Areia (Macrotextura)
Fonte: Aps (2006)
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41
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l
Procedimentos de Mensuração da Aderência
l
Mancha de Areia (Macrotextura)
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
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42
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l
Procedimentos de Mensuração da Aderência
l
Mancha de Areia (Macrotextura)
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
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43
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l
Procedimentos de Mensuração da Aderência
l
Mancha de Areia (Macrotextura)
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
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44
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l
Procedimentos de Mensuração da Aderência
l
Pêndulo Britânico (Atrito Estático)
l
Princípio
l
Perda de energia cinética pelo atrito de uma base de
borracha com a superfície molhada do pavimento
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45
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l
Procedimentos de Mensuração da Aderência
l
Pêndulo Britânico (Atrito Estático)
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
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46
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l
Procedimentos de Mensuração da Aderência
l
Pêndulo Britânico (Atrito Estático)
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
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47
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l
Procedimentos de Mensuração da Aderência
l
Pêndulo Britânico (Atrito Estático)
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
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48
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l
Procedimentos de Mensuração da Aderência
l
Mu-Meter (Atrito Dinâmico)
l
l
l
l
l
Muito empregado em Aeroportos (Aeronáutica/INFRAERO)
Equipamento rebocado
3 rodas (1 – mede distância e 2 medem o coef. de atrito)
Medidas em pavimento seco e molhado (sistema próprio de
irrigação – 1mm de lâmina d’água)
V = 65 Km/h
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49
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l Procedimentos
de Mensuração da
Aderência
l
Mu-Meter (Atrito Dinâmico)
Fonte: Sansone (2006)
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50
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l Procedimentos
de Mensuração da
Aderência
l
Mu-Meter (Atrito Dinâmico)
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
Fonte: Sansone (2006)
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51
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
l Procedimentos
de Mensuração da
Aderência
l
Mu-Meter (Atrito Dinâmico)
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
Fonte: Sansone (2006)
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52
Atrito Pneu-Pavimento - Segurança
Fonte: Sansone (2006)
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
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53
Atrito Pneu-Pavimento: Índices
l
DNIT 031/2006 – ES: Pavimentos flexíveis Concreto asfáltico - Especificação de serviço
l
Mancha de Areia
l
l
Pêndulo Britânico
l
l
Altura de Areia (HS): 0,6 a 1,2 mm
VDR = 45
Comando da Aeronáutica (IAC-4302:
Requisitos de resistência à Derrapagem para
Pistas de Pouso e Decolagem, 2001)
l
Mu-Meter
l
Coef. Atrito = 0,5 em segmentos de 100m
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54
Aeroportos – Tragédia de TAM-3054
l
l
Movimentação de
Congonhas
Em 2006
l
18,5 mi de
passageiros
Fonte: Sansone (2006)
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
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55
Aeroportos – Tragédia de TAM-3054
l
Pistas de Congonhas
Fonte: Sansone (2006)
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56
Aeroportos – Tragédia de TAM-3054
Estatística de Acidentes Aéreos
Fonte: Sansone (2006)
l
TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes
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57
Aeroportos – Tragédia de TAM-3054
Eventuais problemas na Pista são apenas uma das causas
que corroboram para o acidente
l Área de Toque:
l Desgasta Pavimento
l Reduz atrito pneu-pavimento
l Emborracha superfície (reduzindo capacidade drenante
do “grooving”)
l
Fonte: Sansone (2006)
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58
Aeroportos – Tragédia de TAM-3054
l
Comando da Aeronáutica (IAC-4302: Requisitos de
resistência à Derrapagem para Pistas de Pouso e
Decolagem, 2001)
l
Mu-Meter
l
Periodicidade da Medida para Garantir Aderência
Apud: Sansone (2006)
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59
Aeroportos – Tragédia de TAM-3054
l
Grooving
l
l
l
Função principal – melhorar drenagem superficial
Secundária – aumentar atrito
7,35% Pistas Nacionais possuem Grooving (5/68)
Fonte: Sansone (2006)
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60
Aeroportos – Tragédia de TAM-3054
l
Grooving
Fonte: Sansone (2006)
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61
Aeroportos – Tragédia de TAM-3054
l
Grooving (Problema – emborrachamento)
Fonte: Sansone (2006)
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62
Aeroportos – Tragédia de TAM-3054
l
Grooving (Limpeza)
Fonte: Sansone (2006)
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63
Aeroportos – Tragédia de TAM-3054
l
Grooving (Limpeza)
Fonte: Sansone (2006)
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64
Aeroportos – Tragédia de TAM-3054
l
Grooving (Antes/Após Limpeza)
Fonte: Sansone (2006)
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65
Aeroportos – Tragédia de TAM-3054
l
Segundo INFRAERO
l
l
l
l
l
Geralmente, existe um lapso de tempo entre a
pavimentação e a execução das ranhuras
Imprensa
l
l
Pista não possuía “grooving”
No entanto, apresentava valores mínimos de atrito
Pouco antes do acidente, medições realizadas não
indicavam lâmina d’água na pista
Divulgou problemas no Reverso
Precipitado apontar causas
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