1 CURSO DE ENGENHARIA CIVIL João Paulo Zuchetti AVALIAÇÃO DE ALTERNATIVAS PARA PAVIMENTAÇÃO DE RODOVIAS - UMA ABORDAGEM TÉCNICA, ECONÔMICA E AMBIENTAL Santa Cruz do Sul, novembro de 2011 2 João Paulo Zuchetti AVALIAÇÃO DE ALTERNATIVAS PARA PAVIMENTAÇÃO DE RODOVIAS - UMA ABORDAGEM TÉCNICA, ECONÔMICA E AMBIENTAL Trabalho de conclusão apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade de Santa Cruz do Sul para obtenção do título de bacharel em Engenharia Civil. Orientadora: Anelise Schmitz Santa Cruz do Sul, novembro de 2011 3 Dedico este trabalho a meus pais, Leonardo e Vera, que sempre me incentivaram para enfrentar os momentos difíceis durante o período de Graduação. 4 AGRADECIMENTOS A Deus, a quem sempre recorremos nos momentos mais difíceis. Agradeço aos meus pais, aos meus irmãos e a minha namorada Flávia por todo amor, carinho e compreensão. À professora orientadora Anelise Schmitz, pela dedicação na correção, sugestões de melhorias do trabalho, pelo tempo despendido para sanar as dúvidas que surgiram durante o período de elaboração deste trabalho e pelos conselhos dados. Aos meus amigos, colegas e professores que contribuíram de forma direta ou indiretamente para a realização deste trabalho. Às empresas, às concessionárias, aos órgãos de fiscalização e aos professores universitários pela colaboração no preenchimento dos questionários de avaliação. 5 RESUMO Atualmente, a necessidade de melhoria na qualidade das rodovias brasileiras e na ampliação da infra-estrutura de transportes requer investimentos no desenvolvimento de novos produtos para pavimentação e de modernas técnicas rodoviárias. Este trabalho visa, ainda que parcialmente, atentar aos itens de maior relevância para a pavimentação de rodovias, segundo a visão de todos os agentes atuantes no processo, desde professores universitários, empresas de pavimentação, concessionárias de rodovias e até mesmo os órgãos gestores e fiscalizadores. Para a obtenção desses dados elaborou-se um trabalho de pesquisa, sendo desenvolvido através de um questionário, estabelecendo-se assim a relevância de cada fator avaliado. 6 LISTA DE FIGURAS Figura 01 – Fatores significantes/condicionantes na definição do pavimento...........41 Figura 02 – Fator preponderante com relação à escolha pavimento/ revestimento...............................................................................................................42 Figura 03 – Tipo mais indicado dos novos conceitos de pavimentos para nossas rodovias .....................................................................................................................44 Figura 04 – Média obtida do uso da matriz pétrea asfáltica.......................................45 Figura 05 – Média obtida do uso da camada porosa de atrito...................................45 Figura 06 – Média obtida do uso do asfalto modificado com polímeros....................45 Figura 07 – Média obtida do uso do asfalto modificado com borracha de pneu........46 Figura 08 – Média obtida do uso de materiais fresados de misturas asfálticas antigas........................................................................................................................46 Figura 09 – Tipo de pavimento já utilizado nas rodovias pelas empresas, órgão e/ou concessionárias..........................................................................................................47 Figura 10 – Estimativa de quilometragem já utilizada em nossas rodovias...............48 Figura 11 – Fatores aos quais se devem o pouco uso dos novos conceitos de pavimentos.................................................................................................................49 Figura 12 – Média atribuída em relação a não obrigatoriedade por órgãos gestores......................................................................................................................50 Figura 13 – Média atribuída em relação ao custo inicial/restrição orçamentária...............................................................................................................50 Figura 14 – Média atribuída em relação a aspectos construtivos..............................51 Figura 15 – Média atribuída em relação à falta/insuficiência de normas técnicas e/ou especificações............................................................................................................51 Figura 16 – Média atribuída em relação à falta de fornecimento/ conhecimento.............................................................................................................51 Figura 17 – Condicionantes ambientais influentes na definição da escolha do pavimento...................................................................................................................53 Figura 18 – Possíveis melhorias nas atividades de manutenção e reabilitação de pavimentos com o uso de um sistema de gerência de pavimentos (SGP)................54 7 Figura 19 – Opções a que se devem o precário estado de nossas rodovias...........56 Figura 20 – Opções para se obter um “pavimento perfeito”.......................................58 Figura 21 – Fatores observados para termos uma maior conservação das nossas rodovias......................................................................................................................59 Figura 22 – Média atribuída a um sistema de gerência de pavimentos.....................60 Figura 23 – Média atribuída a um correto dimensionamento das equipes de campo para levantamento de informações............................................................................61 Figura 24 – Média atribuída a uma logística operacional para manutenção..............61 Figura 25 – Média atribuída a um maior controle de cargas transportadas (balanças de pesagem)...............................................................................................................61 Figura 26 – Média atribuída a maiores investimentos................................................62 Figura 27 – Fatores responsáveis por atividades de manutenção e reabilitação dos pavimentos.................................................................................................................63 Figura 28 – Tipos de defeitos que geram maior preocupação e/ou aceleram atividades de manutenção e reabilitação do pavimento............................................64 8 LISTA DE ABREVIATURAS ANIP Associação Nacional da Indústria de Pneumáticos ANP Agência Nacional de Petróleo AR Agente Rejuvenescedor ARE Agente Rejuvenescedor Emulsionado BIRD Banco Internacional para Reconstrução e Desenvolvimento ºC Graus Celsius CAP Cimento Asfáltico de Petróleo CA Concreto Asfáltico CAUQ Concreto Asfáltico Usinado a Quente CBUQ Concreto Betuminoso Usinado a Quente cm Centímetro CNT Confederação Nacional do Transporte CPA Camada Porosa de Atrito DAER/RS Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem do Rio Grande do Sul DER/PR Departamento de Estradas de Rodagem do Paraná DNER-ES Departamento Nacional de Estradas de Rodagem – Especificação de Serviço DNIT Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes EAP Emulsões Asfálticas de Petróleo EUA Estados Unidos da América EVA Etíleno Acetato de Vinila Kg Kilograma Km quilômetro LA Lama Asfáltica m metro MRA Microrrevestimento Asfáltico min Minutos mm Milímetros 9 n° Número NBR Norma Brasileira SBR Borracha de butadieno estireno SBS Estireno-butadieno-estireno SGP Sistema de Gerência de Pavimentos SMA Stone Matrix Asphalt TS Tratamento Superficial TSS Tratamento Superficial Simples TSD Tratamento Superficial Duplo TST Tratamento Superficial Triplo VDM Volume diário médio 10 SUMÁRIO 1 ÁREA E LIMITAÇÃO DO TEMA ......................................................................... 12 1.1 Justificativa ......................................................................................................... 12 1.2 Objetivos do trabalho .......................................................................................... 15 1.2.1 Objetivo principal ............................................................................................ 15 1.2.2 Objetivos específicos ...................................................................................... 15 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................... 17 2.1 Estrutura do pavimento ....................................................................................... 17 2.1.1 Camadas constituintes do pavimento ............................................................. 18 2.1.2 Tipos (Classificação) de pavimentos .............................................................. 20 2.2 Condições das rodovias brasileiras .................................................................... 21 3 TIPOS DE REVESTIMENTOS ASFÁLTICOS .................................................... 24 3.1 Misturas Usinadas .............................................................................................. 25 3.2 Misturas in situ em usinas móveis ...................................................................... 25 3.3 Misturas asfálticas recicladas ............................................................................. 26 3.4 Tratamentos superficiais ..................................................................................... 27 4 ASFALTOS MODIFICADOS ............................................................................... 28 4.1 Asfalto modificado por borracha de pneu............................................................ 29 4.2 Camada Porosa de Atrito (CPA) ......................................................................... 31 4.3 Matriz Pétrea Asfáltica (SMA) ............................................................................. 32 4.4 Escórias granuladas de altos-fornos de usinas siderúrgicas .............................. 34 4.5 Agregados fresados de misturas asfálticas antigas ............................................ 35 5 SISTEMA DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS .................................................... 36 11 6 METODOLOGIA ................................................................................................. 39 7 ANÁLISE DE DADOS ......................................................................................... 41 8 CONCLUSÃO ..................................................................................................... 66 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 68 12 1 ÁREA E LIMITAÇÃO DO TEMA Atualmente, as grandes demandas para o desenvolvimento da infra-estrutura rodoviária do País necessitam de recursos financeiros e de alternativas de projetos voltadas à disponibilidade de produtos para o consumo em obras de engenharia rodoviária. A preocupação com a preservação do meio ambiente apresenta a utilização de materiais renováveis, a tecnologia de equipamentos e os métodos de execução avançados tecnologicamente, os quais vêm sendo amplamente utilizados nas pesquisas para implementação de projetos que garantam o custo e o nível de serviço. Desta forma, o presente trabalho foi desenvolvido na área de gerência viária, na sub-área de pavimentação asfáltica. A pesquisa buscou avaliar as diretrizes adotadas para a definição de tipos de pavimentos que são utilizados no mercado atual, abordando os pontos técnicos, econômicos e ambientais. 1.1 Justificativa No Brasil, o modal rodoviário é de fundamental importância para o desenvolvimento socioeconômico, pois permite de forma eficiente o deslocamento de veículos para o transporte de passageiros e cargas. A necessidade de melhoria na qualidade das rodovias brasileiras e na ampliação da infra-estrutura de transportes requer investimentos no desenvolvimento de novos produtos para pavimentação e de modernas técnicas rodoviárias. 13 Conforme dados do DNIT (2010), o sistema rodoviário brasileiro apresenta, 12,4% (correspondente a 212.690,50Km) das rodovias pavimentadas, 7,7% (correspondente a 131.416,60Km) planejadas e 79,9% (correspondente a 1.368.184,40Km) não pavimentadas. Desta forma, é necessária a ampliação e melhoria da malha viária. De acordo com a pesquisa CNT (Confederação Nacional do Transporte) (2010), 44,5% das rodovias avaliadas são classificadas como ótimas, 9,6% como boas, 32,8% são regulares, 10,7% ruins e 2,4% péssimas. Em 2009, a Pesquisa CNT de Rodovias analisou 89.552 km. O percentual de rodovias ótimas foi de 38,5% e de boas de 7,3%. As regulares somaram 40,1%. E os índices de ruins ou péssimas foram de 10,2% e 3,9%, respectivamente. De um ano para outro pode-se perceber que, houve uma melhora nas condições dos pavimentos, apesar de ainda existir uma grande extensão de rodovias com deficiências. Estas deficiências nas condições dos pavimentos interferem significativamente no desenvolvimento do país, pois quanto pior a qualidade das rodovias, menor será a velocidade de tráfego e conseqüentemente, maior a demora nos tempos de transporte de cargas e de passageiros. Da mesma forma, afetam o custo operacional dos veículos, combustível e meio ambiente (pois frenagens e acelerações constantes devido ao estado não ideal de conservação das rodovias aumentam o consumo dos mesmos). E o principal, no que se refere à segurança viária, onde a falha no sistema acarreta os acidentes de trânsito, os quais trazem perdas e geram impactos econômicos, psicológicos e sociais. Quanto à implantação de rodovias os danos gerados no meio ambiente referem-se ao uso de materiais não renováveis, como exemplos, o Cimento Asfáltico de Petróleo, além de impactos gerados ao meio físico, biótico e antrópico. 14 Algumas alternativas modernas para a construção, recuperação e recapeamento de rodovias ressaltam a utilização de misturas como Camada Porosa de Atrito (CPA) e Matriz Pétrea Asfáltica (SMA), pois melhoram a drenagem e a segurança do usuário. Outras opções ambientalmente corretas e economicamente viáveis dizem respeito ao crescimento do emprego de materiais alternativos, incluindo a incorporação, em diferentes escalas de agregados que muitas vezes tem sido subutilizados ou mesmo descartados de maneira não sustentável ambientalmente, como borracha triturada de pneus inservíveis; escórias granuladas resultantes de processos siderúrgicos e materiais resultantes de fresagem de pavimentos antigos. Essas tecnologias visam melhorar várias propriedades do asfalto convencional como: diminuição dos custos de conservação, pois suportam um nível maior de deformação, diminuindo a reflexão de trincas de fadiga; redução da espessura da pista, reduzindo a utilização de recursos naturais, no caso dos agregados; redução da espessura da lâmina d‟água na superfície de rolamento; boa estabilidade a elevadas temperaturas; boa flexibilidade a baixas temperaturas; elevada resistência ao desgaste; boa resistência à derrapagem devido à macrotextura da superfície de rolamento; redução do spray ou cortina de água durante a chuva e redução do nível de ruído ao rolamento. No Brasil, conforme cita Balbo (2007), o concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ), também designado normalmente como concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ), pode ser considerado a mais tradicional e comum mistura asfáltica a quente, sendo pelos diversos materiais utilizados em sua fabricação, bem como pelos processos de controle exigidos para sua execução, em usina e em pista. Observa-se no país certa resistência ao uso dessas novas tecnologias, devido ao aumento dos custos iniciais, a insuficiência de normas técnicas e/ou especificações, bem como por se tratar de tecnologias novas, havendo certo receio quanto aos resultados de desempenho a serem atingidos. 15 Dessa forma, o presente trabalho visou avaliar as alternativas de pavimentação rodoviária através de uma abordagem técnica, econômica e ambiental, buscando aplicar questionários para verificar quais seriam as soluções mais adotadas pelas instituições de pesquisa e órgãos públicos e privados envolvidos na área, tanto do ponto de vista de melhor solução, verificando os tipos de misturas mais indicados, os normalmente adotados e sua escolha em relação ao custo versus benefício. 1.2 Objetivos do trabalho Os objetivos do trabalho estão classificados em principal e específico e são apresentados a seguir. 1.2.1 Objetivo principal O objetivo geral da presente pesquisa visa obter o perfil da utilização de diferentes tipos de pavimentos, analisando as opções de instituições de ensino, órgãos públicos e privados, tais como concessionárias, departamentos responsáveis pela fiscalização e empreiteiras. 1.2.2 Objetivos específicos Os objetivos específicos da pesquisa são: - Pesquisar e descrever as novas tecnologias de asfaltos modificados e a análise quanto ao seu uso; 16 - Avaliar o perfil de escolha dos pavimentos, por tipo de gestão (pública ou privada); - Avaliar o benefício das diferentes aplicações de tipos de pavimentos; - Verificar aplicações de fatores ambientais que influenciam o processo de seleção de pavimentos; - Pesquisar e avaliar a forma como um sistema de gerência de pavimentos pode auxiliar em atividades de gestão de rodovias. 17 2 2.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Estrutura do pavimento O DNIT (2006) afirma que pavimento de uma rodovia é a superestrutura constituída por um sistema de camadas de espessuras finitas, assentes sobre um semi-espaço considerado teoricamente como infinito – a infra-estrutura ou terreno de fundação, a qual é designada de subleito, que por sua vez deve ser estudado e considerado até a profundidade onde atuam as cargas impostas pelo tráfego. Em termos práticos, tal profundidade deve situar-se numa faixa de 0,60m a 1,50m. Diz ainda, que por injunções de ordem técnico-econômicas é uma estrutura de camadas em que materiais de diferentes resistências e deformabilidades são colocados em contato, resultando em um elevado grau de complexidade. Já para Bernucci, et al. (2006), pavimento é uma estrutura de múltiplas camadas de espessuras finitas, construída sobre a superfície final de terraplenagem, destinada técnica e economicamente a resistir aos esforços oriundos do tráfego de veículos e do clima, e a propiciar aos usuários melhoria nas condições de rolamento, com conforto, economia e segurança. De acordo com a NBR 7207/82, o pavimento é uma estrutura construída após a terraplenagem, destinada economicamente e simultaneamente em seu conjunto a: - Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos pelo tráfego; - Melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança; - Resistir aos esforços horizontais que nele atuam tornando mais durável a superfície de rolamento. 18 2.1.1 Camadas constituintes do pavimento O pavimento é uma estrutura não perene, composta por camadas sobrepostas de diferentes materiais compactados a partir do subleito do corpo estradal, adequada para atender estrutural e operacionalmente ao tráfego, de maneira durável e ao mínimo custo possível, considerando diferentes horizontes para serviços de manutenção preventiva, corretiva e de reabilitação, obrigatórios. (BALBO, 2007) São assim definidas as camadas constituintes do pavimento: - Subleito: é o terreno de fundação do pavimento, onde serão apoiadas as demais camadas, que inclusive deverá suportar os esforços impostos por ele e seus carregamentos; - Leito: é a superfície obtida na conclusão da terraplenagem e conformada ao greide e a seção transversal; - Regularização: É a operação destinada a conformar o leito, transversal e longitudinalmente. Esta poderá ou não existir, pois depende das condições do leito; - Reforço do subleito: é uma camada de espessura constante, posta por circunstâncias técnico-econômicas, com características geotécnica inferiores ao material usado na camada que lhe for superior, porém melhores que o material do subleito (DNIT, 2006); - Sub-base: De acordo com o DNIT (2006), é a camada complementar á base, quando por circunstâncias econômicas não for aconselhável construir a base diretamente sobre regularização; 19 Deve possuir estabilidade e capacidade de suporte, ótima capacidade para drenar água acumulada e reduzida suscetibilidade às variações volumétricas. - Base: é a camada destinada a resistir aos esforços verticais oriundos do tráfego e distribuí-los e sobre a qual se construirá o revestimento. Desta forma, o pavimento pode ser considerado composto de base e revestimento, sendo que a base poderá ou não ser complementada pela sub-base e pelo reforço do subleito (SENÇO, 2007). - Revestimento: também chamado de capa de rolamento ou, simplesmente, capa. É a camada superior, um tanto quanto possível impermeável, que recebe diretamente a ação intensa do tráfego e que deve apresentar na sua superfície um bom acabamento que permita o conforto e a segurança do usuário da estrada, além de resistir aos esforços que nele atuam, ou seja, aumentando a durabilidade da estrutura (SENÇO, 2007). Cabe ainda citar que no dimensionamento dos pavimentos, sendo fixadas as camadas que devem ser construídas, e que se os subleitos tem boa qualidade, exigem pavimentos menos espessos e, em conseqüência, poderão ainda dispensar a construção de camadas como reforço ou sub-base (SENÇO, 2007). Figura 1 - Seção transversal típica de um pavimento flexível Fonte: Senço, W. Manual de técnicas de pavimentação. São Paulo: Editora Pini, 1997. 20 2.1.2 Tipos (Classificação) de pavimentos Segundo o DNIT (2006), os pavimentos podem ser classificados em 3 tipos: flexíveis, semi-rígidos e rígidos: - Flexível: aquele em que todas as camadas sofrem deformação elástica significativa sob o carregamento e, portanto, a carga se distribui em parcelas aproximadamente equivalentes entre as camadas. Exemplo típico: pavimento constituído por uma base de brita (brita graduada, macadame) ou por uma base de solo pedregulhoso, revestida por uma camada asfáltica. - Semi-Rígido: caracteriza-se por uma base cimentada por algum aglutinante com propriedades cimentícias como, por exemplo, por uma camada de solo cimento revestida por uma camada asfáltica. - Rígido: aquele em que o revestimento tem uma elevada rigidez em relação às camadas inferiores e, portanto, absorve praticamente todas as tensões provenientes do carregamento aplicado. Exemplo típico: pavimento constituído por lajes de concreto de cimento Portland. Já para Bernucci, et al. (2006), o pavimento rodoviário classifica-se tradicionalmente em dois tipos básicos: rígidos e flexíveis. Mais recentemente há uma tendência de usar-se a nomenclatura pavimentos de concreto de cimento Portland (ou simplesmente concreto-cimento) e pavimentos asfálticos, respectivamente, para indicar o tipo de revestimento do pavimento. Os pavimentos de concreto-cimento são aqueles em que o revestimento é uma placa de concreto de cimento Portland, sendo a espessura fixada em função da resistência à flexão dessas placas e das resistências das camadas subjacentes (as placas podem ser armadas ou não com barras de aço). 21 Já os pavimentos asfálticos são aqueles em que o revestimento é composto por uma mistura constituída basicamente de agregados e ligantes asfálticos. É formado por quatro camadas principais: revestimento asfáltico, base, sub-base e reforço do subleito. Dependendo do tráfego e dos materiais disponíveis, pode-se ter ausência de algumas camadas. 2.2 Condições das rodovias brasileiras O Brasil destaca-se como uma das economias mais dinâmicas no cenário mundial. Todavia, a inexistência de uma infraestrutura de transporte conveniente é um fator que limita um crescimento sustentável. A ampliação, recuperação e a manutenção de toda a malha rodoviária brasileira são indispensáveis para solidificar o desenvolvimento social e econômico do País. De acordo com a pesquisa CNT (Confederação Nacional do Transporte) de rodovias 2010 as avaliações das condições das rodovias por tipo de gestão são conforme quadro abaixo. Gestão Concedida Qualidade do Pavimento Gestão Pública Km % km % Ótimo 11.185 76,9 29.286 38,3 Bom 1.568 10,7 7.170 9,4 Regular 1.504 10,3 28.306 37,1 Ruim 286 2,0 9.420 12,3 Péssimo 9 0,1 2.211 2,9 Total 14.552 100,0 76.393 100,0 Quadro 1 – Condições da malha rodoviária por gestões em 2010. Fonte: Pesquisa CNT rodovias, 2010. 22 Nota-se que as rodovias que são geridas por concessionárias possuem uma qualidade superior em relação às rodovias públicas, isso se deve ao valor investido na sua manutenção. Porém não é uma regra geral, em alguns casos, os investimentos de forma a melhorar as condições de tráfego e a falta de fiscalização por parte do setor público também é falha, onde a manutenção das rodovias é mal executada ou não obedece a um padrão de qualidade. Conforme dados de levantamentos recorrentes da Confederação Nacional do Transporte – CNT têm considerado a maioria dos pavimentos do país de baixo conforto ao rolamento, incluindo vários trechos sob concessão da malha federal. Nas últimas décadas, observa-se que os investimentos em infra-estrutura rodoviária encontram-se muito aquém das reais necessidades do país, havendo uma crescente insatisfação do setor produtivo com esse nível de investimento. Observa-se que os bens produzidos no país podem ser mais competitivos na fase de produção, mas perdem competitividade, notadamente, no quesito infraestrutura de transportes, devido a uma matriz modal deficiente, onde as estradas (principal meio de escoamento da produção nacional) encontram-se em estado tal que não são capazes de atender as necessidades de transporte de carga nacionais. Essa realidade nos torna pouco competitivos no mercado exterior e cria uma situação econômica nacional insustentável (BERNUCCI, et al 2006). Segundo dados da pesquisa CNT de Rodovias 2010, aproximadamente 60% do transporte de cargas realizados no Brasil são rodoviários. Assim, rodovias em condições, se traduzem em melhores situações operacionais aos transportadores e vantagens em termos de desempenho e de custo. A competitividade da economia brasileira é prejudicada em parte pela falta de investimento em infra-estrutura, uma vez que acarreta em um número crescente de acidentes, desperdício de carga e gasto elevado com manutenção e combustíveis (BERNUCCI, et al 2006). 23 Conforme se noticia são substanciais os gastos com a manutenção e reconstrução de nossos pavimentos. Esses gastos são inaceitáveis uma vez que podemos dispor de equipamentos de laboratório e de campo que permitam um melhor conhecimento dos materiais e de métodos de projeto teórico-empíricos. A existência de uma infra-estrutura laboratorial e a formação de recursos humanos de alto nível na área torna possível a investigação de materiais alternativos e novas tecnologias para as camadas do pavimento, bem como se fossem adotadas estratégias em um eficiente sistema de gerência de pavimentos (BERNUCCI, et al 2006). 24 3 TIPOS DE REVESTIMENTOS ASFÁLTICOS As camadas dos pavimentos devem ser tanto quanto possível impermeáveis e resistentes aos esforços de contato pneu-pavimento, que variam conforme a velocidade e a carga dos veículos. Conforme afirma Bernucci, et al. (2006), no Brasil, na grande maioria dos pavimentos utiliza-se como revestimento uma mistura de agregados minerais, de vários tamanhos, podendo também variar quanto à fonte, com ligantes asfálticos que, de forma adequadamente proporcionada e processada, garanta ao serviço executado os requisitos de impermeabilidade, flexibilidade, estabilidade, durabilidade, resistência à derrapagem, resistência à fadiga e ao trincamento térmico, de acordo com o clima e o tráfego previstos para o local da obra. O material de revestimento pode ser fabricado em usina específica (misturas usinadas), fixa ou móvel, ou preparado na própria pista (tratamentos superficiais). Podem também ser identificados quanto ao tipo de ligante utilizado: a quente, com o uso de CAP (Cimento Asfáltico de Petróleo), ou a frio com o uso de EAP (Emulsões Asfálticas de Petróleo). As misturas usinadas podem ser separadas quanto à distribuição granulométrica em: densas, abertas, contínuas e descontínuas. (BERNUCCI, et al 2006) Já em alguns casos em que se necessita da recomposição da capacidade da estrutura ou de sua funcionalidade, além dos tipos descritos, é possível ainda utilizar outros tipos de misturas asfálticas processadas em usinas móveis especiais que promovem a mistura agregados-ligante imediatamente antes da colocação no pavimento, podendo ser separadas em misturas novas relativamente fluidas (lama asfáltica e microrrevestimento) e misturas recicladas com uso de fresadorasrecicladoras (BERNUCCI, et al 2006). 25 3.1 Misturas Usinadas Nas misturas usinadas realiza-se a união de agregados e ligante. São executadas em usina estacionária e posteriormente transportada por caminhão para o local da pavimentação, sendo lançada por equipamento denominado vibroacabadora. Posteriormente é compactada, através de rolos compactadores, gerando uma estrutura estável e resistente. As misturas usinadas podem ser a quente ou a frio conforme já citadas no item 3. 3.2 Misturas in situ em usinas móveis As lamas asfálticas, conforme define Balbo (2007) são misturas bastante fluidas de agregados miúdos, material de enchimento (fíler), e ligante asfáltico (emulsões diluídas em água). Senço (2007) afirma que as lamas asfálticas são pré-misturadas e espalhadas no local da obra, tendo seu uso principal na melhoria da superfície de rolamento, em locais onde apresentam-se desgastes superficiais, adiando assim, a necessidade de recapeamentos futuros, que representariam gastos maiores. A lama asfáltica é processada em usinas especiais móveis que têm um silo de agregado e um de emulsão, um depósito de água e um de fíler, que se misturam em proporções preestabelecidas imediatamente antes de serem espalhadas, em espessuras delgadas de 3 a 5mm, com compactação de rolos pneumáticos, em trechos sem tráfego; e para estradas já em tráfego, a mesma restringir-se-á a própria passagem dos veículos, após três horas da aplicação . 26 O microrrevestimento asfáltico usa o mesmo princípio e concepção das lamas asfalticas, porém utiliza emulsões modificadas com polímero para aumentar a sua vida útil (BALBO, 2007). O microrrevestimento é uma mistura a frio processada em usina móvel especial, de agregados minerais, fíler, água e emulsão com polímero, e eventualmente adição de fibras. Há vantagens em se aplicar o microrrevestimento com emulsão asfáltica de ruptura controlada modificada por polímero. Uma de suas principais vantagens é a possibilidade de após a aplicação a liberação do tráfego quase imediato. É utilizado em recuperação de pavimentos deteriorados, como camada anti-reflexão de trincas e como capa selante. 3.3 Misturas asfálticas recicladas A reciclagem de um pavimento asfáltico consiste na reutilização, após processamento, dos próprios materiais existentes no pavimento deteriorado. Nesta técnica de execução, pode-se restaurar sua capacidade de carga através de colocação de espessuras adicionais de camadas ou através do corte de todo ou parte do revestimento deteriorado por equipamento especial – fresadora – e execução de nova camada de revestimento asfáltico. O material gerado no corte pode ser reaproveitado por reciclagem, diminuindo dessa maneira o consumo de materiais virgens, e a redução de custo devido ao transporte de materiais (BALBO, 2007). Bernucci, et al. (2006), afirma que a reciclagem pode ser efetuada: - a quente, utilizando-se CAP, agente rejuvenescedor (AR) e agregados fresados aquecidos; - a frio, utilizando EAP, agente rejuvenescedor emulsionado (ARE) e agregados fresados à temperatura ambiente. 27 Pode ser realizada em: - usina, a quente ou a frio – o material fresado é levado para a usina; - in situ, a quente ou a frio – o material fresado é misturado com ligante no próprio local do corte, seja a quente (CAP), seja a frio (EAP); - in situ, com espuma de asfalto. 3.4 Tratamentos superficiais Conforme define Balbo (2007), os chamados tratamentos superficiais consistem em revestimentos delgados constituídos por asfalto e agregados, feitos sobre a base ou sobre o revestimento já existente de um pavimento, sem a utilização de processos de usinagem, sendo que os materiais asfálticos aplicáveis na execução são os CAPs, os asfaltos diluídos e as emulsões asfálticas. Assim define Larsen (1985), citado por Bernucci, et al. (2006): Tratamento superficial por penetração: revestimento flexível de pequena espessura, executado por espalhamento sucessivo de ligante betuminoso e agregado, em operação simples ou múltipla. O tratamento simples inicia-se, obrigatoriamente, pela aplicação única do ligante, que será coberto logo em seguida por uma única camada de agregado. O ligante penetra de baixo para cima no agregado (penetração „invertida‟). O tratamento múltiplo iniciase em todos os casos pela aplicação do ligante que penetra de baixo para cima na primeira camada de agregado, enquanto a penetração das seguintes camadas de ligante é tanto „invertida‟ como „direta‟. A espessura acabada é da ordem de 5 a 20mm. As principais funções do tratamento superficial são de proporcionar um revestimento de grande flexibilidade, resultar em um revestimento antiderrapante, e 28 numa camada de rolamento de pequena espessura e impermeabilizando o pavimento. De acordo com o número de camadas sucessivas de ligantes e agregados, podem ser definidos como TSS (tratamento superficial simples), TSD (tratamento superficial duplo) e TST (tratamento superficial triplo). 4 ASFALTOS MODIFICADOS A modificação dos asfaltos convencionais através de aditivos especiais vem sendo realizada na Europa e nos EUA há algum tempo. Já no Brasil, somente a partir da década de 1990 ocorreu o início deste tipo de modificação (Balbo, 2007; Bernucci, et al, 2006). Conforme Bernucci, et al. (2006), os asfaltos modificados, principalmente por polímeros e borracha moída de pneus, têm por objetivo melhorar o desempenho dos ligantes tradicionalmente utilizados com relação a algumas características do ponto de vista do comportamento mecânico das misturas asfálticas. Esta melhora é desejável tendo em vista o aumento das cargas transportadas, em número de veículos e em peso, e pelas variações climáticas (no nosso país, principalmente do ponto de vista de altas temperaturas ambientes). Todos os aspectos acima citados contribuem para que a modificação dos asfaltos seja uma necessidade para determinadas situações de tráfego e clima. Esta melhoria proporcionada pelos polímeros (inclusive a borracha moída de pneus) contribui para um melhor desempenho à fadiga, uma maior resistência à deformação permanente e a trincas térmicas. Os polímeros mais amplamente utilizados na modificação de asfaltos, para fins rodoviários são: o SBS, SBR, EVA e borracha moída de pneus. 29 4.1 Asfalto modificado por borracha de pneu Uma forma alternativa de se incorporar os benefícios de um polímero ao ligante asfáltico, e ao mesmo tempo reduzir problemas ambientais, é utilizar a borracha de pneus inservíveis em misturas asfálticas. Os pneus inservíveis são problemas para a sociedade e sua utilização em pavimentação tem sido uma das técnicas mais utilizadas em todo o mundo porque se emprega grande volume desse resíduo com melhorias para as misturas asfálticas sob vários aspectos. Conforme especifica Bertollo et al (2000), existem dois processos de incorporação dos pneus nas misturas asfálticas: úmido e seco. No processo úmido, são adicionadas partículas finas de borracha ao cimento asfáltico, produzindo um novo tipo de ligante denominado “asfalto borracha”. No processo seco, as partículas maiores de borracha substituem parte dos agregados pétreos. Após a adição do ligante, formam um produto denominado “concreto asfáltico modificado com adição borracha”. Conforme Balbo (2007), a forma mais elaborada de incorporação da borracha é triturá-la finamente (com diâmetro inferior a 2 mm) e previamente incorporá-la ao CAP, o que é realizado a quente (em temperatura próxima a 200ºC). Bernucci, et al. (2006), cita que no processo úmido, a borracha finamente triturada é adicionada ao CAP aquecido, produzindo ligante modificado, que tem sido denominado de asfalto-borracha (asphalt rubber, em inglês), sendo desta maneira transferida mais efetivamente as características de resistência ao envelhecimento e de elasticidade em relação ao ligante asfáltico original, podendo ser utilizado em diversos serviços de pavimentação, como: Concreto Asfáltico (CA), Matriz Pétrea Asfáltica (SMA), Camada Porosa de Atrito (CPA), tratamentos superficiais (TS), selagem de trincas e de juntas. Neste processo, o pó de pneus representa em geral 15 a 20% da massa de ligante ou menos que 1,5% da massa total da mistura. 30 As grandes vantagens a serem obtidas, com a utilização do asfalto-borracha são: - diminuição dos custos de conservação, pois este tipo de ligante envelhece menos durante a usinagem e em serviço e suporta um nível maior de deformação (devido à elevada recuperação elástica), diminuindo a reflexão de trincas de fadiga; - redução da espessura da pista, que também propicia a redução de reforço nos acostamentos, pois existe um limite para o desnível entre pista e acostamento e quanto maior o reforço da pista, maior o reforço, apenas por questões geométricas, do acostamento; - a redução de espessura alcançada permite a redução da utilização de recursos naturais, no caso dos agregados, economia de combustível durante a usinagem e transporte de massa asfáltica, além da diminuição do tempo necessário para fazer a obra prevista. Em 2005 o Departamento de Estradas de Rodagem do Paraná – DER/PR – editou a especificação de serviço DER/PR ES – P 28/05 destinada a regulamentar o emprego de asfalto-borracha em obras de pavimentação com misturas a quente. Os órgãos públicos, diante do avanço das tecnologias das obras rodoviárias de pavimentação, particularmente no que se refere a ligantes modificados, vem estudando a tecnologia do asfalto borracha e hoje já existem especificações de serviço desta técnica nos DERs do Paraná, Santa Catarina e São Paulo e da ANP (Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis). 31 4.2 Camada Porosa de Atrito (CPA) As misturas asfálticas porosas foram concebidas para obter-se uma superfície altamente drenante que pudesse rapidamente drenar as águas pluviais sobre a superfície do revestimento, evitando a formação de poças, inseguras para o movimento dos veículos. As misturas asfálticas abertas do tipo CPA (camada porosa de atrito) mantêm uma grande porcentagem de vazios com ar não preenchidos pelo fato de existirem pequenas quantidades de fíler, de agregado miúdo e de ligante asfáltico. Essas misturas asfálticas possuem normalmente entre 18 e 25% de vazios com ar – conforme especificação do DNER-ES 386/99. Tais misturas, por possuírem um grande volume de vazios, certamente exigem uma camada inferior não drenante, para se evitar a percolação da água para bases e subleitos. Conforme Bernucci, et al. (2006), a camada porosa de atrito é empregada com a finalidade funcional de aumento de aderência pneu-pavimento em dias de chuva, sendo responsável pela coleta da água de chuva para o seu interior e promover um rápido escoamento da mesma devido à sua elevada permeabilidade, até a água alcançar as sarjetas. A característica importante dessa mistura asfáltica é que ela causa: redução da espessura da lâmina d‟água na superfície de rolamento e conseqüentemente das distâncias de frenagem; redução do spray de um veículo para outro, aumentando assim a distância de visibilidade. Todos esses aspectos são responsáveis pela redução do número de acidentes em dias de chuva, bem como a redução de ruído ao rolamento. Balbo (2007), alerta que o processo de degradação de uma mistura asfálticas aberta e muita porosa, reside, na quantidade muito menor de pontos de ligação entre o ligante e os agregados, causando a desagregação da mistura, e 32 conseqüentemente em razão da elevada permeabilidade permite a percolação de água e outros líquidos que degradam as ligações de asfalto. Dessa maneira torna-se conveniente o emprego de CAP modificado com polímero, para assim tornar o ligante mais resistente e menos suscetível a ação da água. Em países da Europa tem-se procedido à limpeza desses revestimentos, após certo período de uso, com equipamentos projetados para essa finalidade a fim de minimizar os problemas de colmatação, resultantes da contaminação dos vazios por impurezas, uma vez que devido a elas há redução da permeabilidade. 4.3 Matriz Pétrea Asfáltica (SMA) Atualmente a questão do escoamento de águas é tratada de outra maneira: buscam-se formulações de CA que, depois de compactadas, apresentem uma macrotextura tal na superfície de modo a formar uma rede de canais que permitam o escoamento das águas sem sobreposição dos agregados. Uma dessas soluções foi elaborada na década de 1960, na Alemanha, denominada de “Stone Matrix Asphalt” ou Matriz Pétrea Asfáltica (SMA), não vindo somente melhorar a questão da drenagem e aderência superficial, como também da resistência ao cisalhamento de misturas asfálticas. (BALBO, 2007) As misturas asfálticas densas convencionais em geral pouco resistem à deformações permanentes e à reflexão de trincas, o que é notadamente retardado na solução de SMA. Bernucci, et al. (2006), relata que o SMA é um revestimento asfáltico, usinado a quente, que tem na sua concepção a maximização do contato entre os agregados graúdos, aumentando de modo significativo a interação grão/grão; sendo que dessa maneira a mistura se caracteriza por conter uma elevada porcentagem de agregados graúdos e, devido a essa particular graduação, forma-se um grande 33 volume de vazios entre os agregados graúdos. Esses, por sua vez, são preenchidos por um mástique asfáltico, que é constituído pela mistura de fração areia, fíler, ligante asfáltico e fibras. Geralmente é aplicado em espessuras variando entre 1,5 a 7 cm, dependendo da faixa granulométrica. O SMA devido à sua graduação e alta concentração de agregados graúdos apresenta macrotextura superficialmente rugosa, formando “canais” entre os agregados graúdos, responsáveis por uma eficiente drenabilidade superficial e ao aumento de aderência pneu-pavimento em dias de chuva. No Brasil, a sua primeira aplicação foi na a pista do autódromo de Interlagos em São Paulo em fevereiro de 2000. Em agosto de 2001 foi construído um trecho experimental de SMA na curva mais fechada e perigosa da Via Anchieta, que interliga São Paulo a Santos, que mostrou grande sucesso e superioridade de comportamento funcional e estrutural em relação a outras soluções asfálticas até então empregadas. Desde então vêm sendo executados obras em rodovias dos estados de São Paulo e Minas Gerais, além de uso urbano em São Paulo, Rio de Janeiro e Salvador. Resumindo-se as aplicações do SMA, são: vias com freqüência elevada de caminhões; áreas de carregamento e descarregamento de cargas; pontes, paradas de ônibus, faixa de ônibus; pistas de aeroporto; estacionamentos e portos. Suas principais características de desempenho do SMA são: boa estabilidade a elevadas temperaturas; boa flexibilidade a baixas temperaturas; elevada resistência ao desgaste; boa resistência à derrapagem devido à macrotextura da superfície de rolamento; redução do spray ou cortina de água durante a chuva; e redução do nível de ruído ao rolamento. 34 4.4 Escórias granuladas de altos-fornos de usinas siderúrgicas Conforme Arquie e Tourenq, 1990, citado por Balbo (2007) as escórias de alto-forno são subprodutos do processo de extração do ferro, sendo constituídas de todos os minerais restantes da matéria-prima original. Durante o processo de fusão, a escória incorpora todas as impurezas indesejáveis e se solidifica no processo de resfriamento. Segundo Arnould e Virlogeux, 1990, citado por Balbo (2007), as propriedades típicas desse tipo de material são as baixas densidades com as quais ocorrem, e sua elevada absorção d‟água. Quando o processo de resfriamento da escória é realizado por jatos d‟água, será designada por escória granulada, apresentando-se como esferas irregulares de diâmetro de até 20mm aproximadamente, sendo que no Brasil cerca de 90% são desse tipo. De acordo com Balbo (2007), as escórias granuladas, em virtude de suas propriedades, vêm sendo usadas como adição à fabricação de cimentos compostos e como adição mineral ao concreto. Sua utilização repercute diretamente na durabilidade das obras em concreto, possuindo menor porosidade, resistência a sulfatos, inibe a reação álcalis-agregados. Seu uso já tradicional em vários paises, como EUA, Reino Unido, Japão, sendo que as especificações seguem normas e padrões de agregados tradicionais. Apresenta ainda boa qualidade como agregado, possuindo alta capacidade portante e boa resistência ao desgaste. 35 4.5 Agregados fresados de misturas asfálticas antigas Segundo Bonfim (2007), em decorrência da crise do petróleo na década de 1970, e frente à escassez de materiais asfálticos, voltaram-se idéias de reprocessar os materiais de pavimentação de pistas deterioradas, por meio de reciclagem, restaurando as condições de trafegabilidade das vias, tanto do ponto de vista técnico quanto financeiro. A grande produção de materiais fresados exige uma solução alternativa para o seu destino final, para as obras que utilizam misturas asfálticas como material de construção, ou de outras maneiras, surgindo dessa forma a reciclagem de pavimentos asfálticos como uma alternativa econômica e ambientalmente sustentável (BALBO, 2007). Bonfim (2007) conceitua a fresagem de pavimentos como: “ [...] corte ou desbaste de uma ou mais camadas do pavimento, com espessura pré-determinada, por meio de processo mecânico realizado a quente ou a frio, empregado como intervenção visando a restauração de pavimentos”. Conforme Balbo (2007), os serviços de fresagem de revestimentos asfálticos deteriorados tornaram-se evidentes, no final da década de 1980, em cidades brasileiras, visto a sua conveniência, não alterando o greide da via, gabaritos de viadutos, interseções em nível etc. Entretanto, pouco se tem feito até os dias de hoje em relação ao reuso adequado do material fresado, por em muitas vezes ter dificuldades nos processos tecnológicos de reaproveitamento em misturas asfálticas. 36 5 SISTEMA DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS Conforme cita Albuquerque et al.[entre 2003 e 2011], em decorrência do crescimento acelerado que o sistema rodoviário brasileiro vivenciou, entre os anos 70 e 80, em virtude da construção de rodovias financiadas por fundos de capitais nacionais, e que em contrapartida, os mesmos investimentos não puderam ser observados em atividades de conservação, manutenção e recuperação, o que resultou num “abandono” da malha rodoviária nacional. Segundo Schliessler et al. (1992), citado por Albuquerque; Nuñez; Macedo, muitas destas rodovias que estão depreciadas têm um grande volume de tráfego de veículos, transformando-as em estradas de grande importância estratégica para a economia e desenvolvimento do país. Contudo, as condições atuais em que se organiza sua conservação tornam praticamente impossíveis um adequado trabalho nesse sentido. Conforme cita Albuquerque et al.[entre 2003 e 2011], uma forma conveniente de evitar-se tal realidade é dispor de um sistema de gerência de pavimentos (SGP), utilizando uma quantidade de dados relevante e confiável e com modelos de previsão de desempenho que possam determinar os momentos adequados para a realização de intervenções. Segundo Hass et al. (1994), citado por Albuquerque; Nuñez; Macedo, um sistema de gerência de pavimentos consiste em um conjunto amplo e coordenado de atividades associadas com planejamento, construção, manutenção, avaliação e pesquisa de pavimentos, em associação a um banco de dados, objetivando assim, otimizar recursos e estabelecer programas de manutenção, proporcionando conforto e segurança ao usuário. O principal objetivo de um sistema de gerência de pavimentos, conforme o DNIT (2011) é alcançar a melhor aplicação possível para os recursos públicos 37 disponíveis e dessa maneira, oferecer um transporte rodoviário seguro, compatível e econômico. Conforme o DNIT (2011), a partir de 1980, ocorreu um grande interesse no desenvolvimento e aplicação de Sistemas de Gerência de Pavimentos – SGP, por diversos órgãos rodoviários, em virtude de vários fatores, dentre os quais destacamse: - evidência da necessidade de manutenção oportuna e adequada, em virtude do envelhecimento dos pavimentos; - exigências de órgãos financiadores, mais especificamente do BIRD, que começaram a incentivar o emprego de técnicas mais racionais, visando melhores resultados utilizando os empréstimos financeiros; - a escassez dos recursos a serem aplicados, em virtude das crescentes necessidades motivadas pela deterioração da rede; - reconhecimento em que as condições do pavimento interferem nos custos operacionais dos veículos, tanto no consumo de pneus e combustíveis, quanto nos custos de manutenção e tempo de viagem; - a utilização no Brasil de avançada tecnologia, envolvendo métodos e equipamentos na avaliação de pavimentos, inclusive com o emprego de processos informatizados. Ainda conforme o DNIT (2011), um sistema de gerência de pavimentos tem como principais componentes, e que devem interagir mutuamente, o planejamento, o projeto, a construção e a manutenção dos pavimentos. E os principais fatores externos que podem ser citados são os recursos orçamentários, os dados necessários ao sistema e as diretrizes políticas e administrativas. 38 Os pavimentos rodoviários representam um patrimônio valioso, e que a conservação e restauração oportunas são essenciais para a sua preservação. Qualquer suspensão ou diminuição na intensidade ou na frequência dos serviços na manutenção desse patrimônio implica em aumentos substanciais nos custos de operação dos veículos e na necessidade de investimentos cada vez maiores para sua recuperação. (DNIT 2011) Conforme Balbo, citado por Hansen, na sua palestra Gestão da manutenção de pavimentos e seus benefícios para a cidade de São Paulo apresenta um estudo que avalia o benefício quando da adoção de um Sistema de Gerência de Pavimentos. Balbo relata que a quando há necessidade de intervenção de recapeamento no pavimento asfáltico em que o mesmo não esteja fissurado, há um custo de US$ 2,85 por metro quadrado, ao passo que, se a mesma intervenção for em um pavimento fissurado passa a custar US$8,20 por metro quadrado (Balbo apud American Public Works Association, 1983). Ainda referente ao mesmo estudo, o sistema de gerência de pavimentos apresenta no que se refere ao impacto econômico aos usuários, em que o custo anual de manutenção de um veículo chega a US$ 50,00 quando a trafegar em uma via que apresenta boas condições, podendo chegar a US$ 300,00 para veículos que transitam em vias com péssimas condições. A gerência de pavimentos segundo o DNIT (2011) pode ser considerada, tradicionalmente, em dois níveis de abordagem diferentes. O nível de rede, que se caracteriza por estudar uma grande área ou malha viária, predominando a quantidade sobre o detalhe, buscando-se assim o conhecimento da malha como um todo, possibilitando adequadamente a priorização dos recursos disponíveis; e o nível de projeto, que envolve atividades do próprio projeto e da execução melhorias em um determinado trecho da malha, coletando-se dados de forma mais aprofundada, analisando a estrutura das camadas do pavimento, e sempre que possível, determinando as causas do aparecimento de defeitos, bem como as conseqüências que induzirão nas camadas adjacentes. 39 6 METODOLOGIA A presente pesquisa possui caráter qualitativo e quantitativo. Os estudos qualitativos buscam entender características através de descrições, comparações e interpretação. Os estudos quantitativos, por sua vez, visam mensurar e buscam resultados concretos e menos passíveis a erros de interpretação, geram números, índices, que podem ser comparados, permitindo traçar um histórico das informações. Em conformidade com as finalidades e os objetivos estabelecidos no presente trabalho, optou-se pela elaboração de uma pesquisa de opinião, a qual foi desenvolvida junto às empresas pavimentadoras, concessionárias de rodovias, órgãos responsáveis pela administração e fiscalização de estradas, bem como a engenheiros, técnicos e professores universitários com vasto conhecimento na área de estradas e pavimentação. Para o desenvolvimento da pesquisa, previamente foi realizado o contato telefônico com os possíveis entrevistados, informando aos mesmos sobre a importância do tema, bem como de que maneira seria aplicado o processo. Posteriormente foi encaminhado o questionário por e-mail, junto com uma justificativa para esclarecer ao entrevistado os objetivos que se pretendiam alcançar. A metodologia dessa forma foi desenvolvida por meio de um questionário que continha o passo a passo para direcionar o entrevistado junto à pesquisa realizada. Esta linha metodológica apresenta como vantagem o emprego imediato na avaliação de alternativas mais relevantes e nas formas de concepção e emprego de pavimentos/revestimentos mais adequados, além da obtenção de informações adicionais a fim de auxiliar a gestão da infra-estrutura viária. O instrumento de coleta dos dados foi um questionário autoaplicável, conforme pode ser verificado no anexo 01. O tempo médio para o preenchimento levaria em torno de 20 minutos. Os mesmos foram enviados no mês de Novembro 40 de 2011 à sete concessionárias, seis empresas de pavimentação, três professores universitários, seis funcionários do DAER e um do DNIT. Destes obteve-se retorno de cinco concessionárias, três empresas de pavimentação, dois professores universitários e um funcionário do DAER e um do DNIT, totalizando doze conjuntos de respostas dos vinte e três possíveis, obtendo índice de retorno de 52%. Através da leitura de bibliografias concernentes ao tema da pesquisa em questão, elaborou-se um questionário predominantemente fechado. As respostas às questões feitas, foram estabelecidas numa hierarquia de importância, sendo 13 perguntas respondidas numa escala que variou de 1 (item menos significativo) a 10 (mais significativo) na visão do entrevistado. Foi também proposta uma questão aberta (descritiva), onde o entrevistado pode descrever o que poderia ser melhorado e planejado no sistema de manutenção rodoviária. Para a obtenção dos resultados, os dados foram lançados numa planilha eletrônica (Excell), possibilitando após o lançamento individual das mesmas, evidenciar os fatores preponderantes em cada questão sugerida, sendo apresentados sob forma de gráficos de colunas, para facilitar dessa forma a visualização e interpretação dos resultados obtidos. Após o lançamento na planilha, somou-se a pontuação de cada item avaliado, e conseqüentemente obteve-se a média de cada fator pesquisado. De uma forma geral, as respostas às perguntas foram tabuladas de forma a representar a opinião de todo o grupo de entrevistados. Porém, quando conveniente e indispensável, a análise também foi feita de forma a representar a visão dos grupos em particular. 41 7 ANÁLISE DE DADOS Procedeu-se no início da pesquisa a obtenção de parâmetros relativos aos fatores mais significativos na fase de anteprojeto na definição do pavimento/revestimento, com a preocupação de se estabelecer dentre os diversos procedimentos influentes nesta fase do empreendimento rodoviário, os itens de maior relevância, sendo levados em conta fatores físicos, ambientais, técnicos, urbanísticos e econômicos. Para tanto, a pergunta foi elaborada e obtidos seus resultados da seguinte maneira: 1) Na fase de anteprojeto, qual fator é significante/condicionante na definição do pavimento (revestimento)? 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 9,50 8,17 6,67 6,33 5,58 3,75 Aspectos físicos Fatores ambientais Fatores técnicos Fatores urbanísticos Fatores econômicos Outro Figura 01 – Fatores significantes/condicionantes na definição do pavimento. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Pode ser observado na figura 01, a pontuação média obtida para a pergunta anteriormente realizada, onde os fatores técnicos (nota média 9,50) são considerados como de maior importância quando da definição do pavimento/revestimento a se utilizar. Logo em seguida, e não menos importante, os fatores econômicos, alcançando média 8,17. Destaca-se também que os fatores ambientais obtiveram uma média significativa (6,33). Já os aspectos físicos 42 resultaram numa média de 5,58 e os fatores urbanísticos 3,75. Como sugestões dos que responderam a opção outro fator, foi informado os aspectos funcionais (nota 5) e fatores climáticos (nota 8). A partir desse conjunto de respostas conclui-se que os fatores técnicos e econômicos assumem o papel balizador na definição do pavimento a se empregar, conforme preconiza o DNER (1999), afirmando que os estudos de viabilidade técnica e econômica deverão demonstrar se a alternativa escolhida, sob o enfoque de traçado e características técnicas e operacionais, oferece maior benefício que outras, em termos de custos. Posteriormente, avaliou-se itens relativos à escolha do pavimento (revestimento), sendo analisadas em relação ao VDM, tempo de cura, fatores econômicos, cargas solicitantes no trecho, aspectos construtivos, bem como o posicionamento de fatores ambientais, como, por exemplo, a utilização de materiais recicláveis e a um eventual potencial de reciclagem futura do revestimento. O questionamento foi feito da seguinte maneira e obtido os seguintes resultados: 2) Com relação à escolha do pavimento (revestimento) utilizado, qual o fator preponderante? Fatores econômicos (comparação de custos) VDM 10,00 9,00 8,00 8,92 9,33 8,92 Tempo de cura 7,00 6,00 Recursos locais 6,17 5,00 4,00 Carga solicitante no trecho 7,00 5,33 Aspectos construtivos 4,33 Clima 3,00 2,00 Utilização de materiais recicláveis Potencial de reciclagem futura 3,00 2,50 1,00 0,00 Outro 0,00 Figura 02 – Fator preponderante com relação à escolha pavimento/revestimento. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. 43 Verificou-se a partir dos itens de escolha, que o VDM (volume diário médio), foi o item mais bem colocado (nota média de 9,33), porém a carga solicitante no trecho, bem como os fatores econômicos (comparação de custos) obtiveram a média de 8,92, praticamente igualando-se ao VDM. Cabe observar nesta etapa a nota média obtida no item utilização de materiais recicláveis (3,00) e potencial de reciclagem futura (2,50), sendo as duas alternativas com a média mais baixa, revelando a pouca relevância desses quesitos pelos entrevistados. Constata-se em relação à escolha do revestimento, que são norteadas pelo estudo de tráfego (VDM), adequando-se ao atendimento dos volumes diários médios previstos para as rodovias, às cargas solicitantes no trecho, determinadas pelas características dos veículos que nela transitarão, e aos fatores econômicos, respeitando e integrando dessa forma tanto os requisitos técnicos e operacionais exigidos para a rodovia quanto aos custos envolvidos. Na terceira pergunta formulada, seu propósito se dá, pois não apenas no Brasil, mas como na maioria dos países em desenvolvimento, as técnicas rodoviárias tem se desenvolvido de maneira a privilegiar o conforto e a segurança dos usuários, bem como ao uso de materiais muitas vezes abandonados no meioambiente e a reciclagem de pavimentos envelhecidos, resultando em melhorias nas rodovias, aumentando sua durabilidade e as condições de atrito pneu-pavimento, bem como a redução do spray, que é a água lançada pelo veículo que esta à frente do outro. Ocorre também a aplicação mais metódica e essencial de práticas como o controle de deflecções, e ao estabelecimento de sistemas de drenagem subsuperficial do pavimento. Para alcançar estes requisitos de melhoria vislumbra-se o uso da matriz pétrea asfáltica (SMA), a camada porosa de atrito (CPA), o asfalto modificado com polímeros ou borracha e a reciclagem de materiais fresados de misturas asfálticas antigas. Foi dessa forma realizada a pergunta e os resultados que se encontram a seguir: 44 3) Dentro dos novos conceitos de pavimentos, em sua opinião qual tipo seria o mais indicado em nossas rodovias? 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 8,91 8,09 6,55 7,67 7,18 5,27 Matriz Pétrea Camada Porosa Asfalto Asfalto Asfáltica (SMA) de Atrito (CPA) modificado com modificado com polímeros borracha de pneu Materiais fresados de misturas asfálticas antigas Outro Figura 03 – Tipo mais indicado dos novos conceitos de pavimentos para nossas rodovias. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Constatou-se nesta questão que não há um item que destaca-se dos demais, havendo uma grande similaridade dentre os pavimentos indicados às nossas rodovias. Nas médias observadas, o asfalto modificado com polímeros com média de 8,91 está um pouco à frente dos demais; logo em seguida com média de 8,09 o pavimento de matriz pétrea asfáltica (SMA), e com 7,18 o asfalto modificado com borracha de pneu. A camada porosa de atrito (CPA) aparece com nota média de 6,55 e os materiais fresados de misturas asfálticas antigas obteve média de 5,27. Dentre os que sugeriram outros tipos de conceito de pavimento, observou-se a escolha por misturas mornas (8,0) bem como o micro revestimento asfáltico com nota média de (7,5) sendo evidenciados por dois respondentes. Nesta questão foi conveniente criar gráficos visualizando a média obtida por cada alternativa segundo cada grupo de entrevistados, possibilitando dessa maneira uma análise individual do perfil de escolha das diversas modalidades. 45 Professores Empresas Concessionárias DAER/DNIT 7,50 8,25 7,67 9,00 SMA Figura 04 – Média obtida do uso da matriz pétrea asfáltica. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Professores Empresas Concessionárias DAER/DNIT 10,00 6,75 5,67 4,00 CPA Figura 05 – Média obtida do uso da camada porosa de atrito. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Professores Concessionárias 10,00 8,33 Empresas DAER/DNIT 9,25 8,00 Asfalto modificado com polímeros Figura 06 – Média obtida do uso do asfalto modificado com polímeros. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. 46 Professores Empresas Concessionárias DAER/DNIT 8,00 6,00 7,00 7,50 Asfalto com borracha de pneu Figura 07 – Média obtida do uso do asfalto com borracha de pneu. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Professores Empresas Concessionárias DAER/DNIT 5,50 6,50 5,00 4,75 Materiais fresados Figura 08 – Média obtida do uso de materiais fresados de misturas asfálticas antigas. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Analisando estes resultados e traçando-se um perfil de utilização, o uso da matriz pétrea asfáltica (SMA) com média 9,0 é mais indicada pelo DAER/DNIT, bem como ao uso camada porosa de atrito (10,0). Já o asfalto modificado por polímeros teve seu uso mais indicados por professores universitários com média 10,0; seguido pelas concessionárias que estabeleceram nota média de 9,25; sendo concessionárias entre todas as outras opções. o mais recomendado pelas 47 As empresas avaliam o asfalto com borracha de pneu como o mais indicado com média 8,0, porém de forma geral recomendam o uso do asfalto modificado com polímeros (8,33). Já o uso de materiais fresados de misturas asfálticas antigas alcançou uma média apenas significativa (6,5) pelo DAER/DNIT, deixando evidente ser a menos recomendada. A partir destes elementos, procurou-se identificar nesta próxima questão, se as empresas, concessionárias e os órgãos públicos já utilizaram algum dos tipos de pavimentos citados. 4) Sua empresa/órgão/concessionária já utilizou algum deles? Se sim, qual/quais? 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 5 2 1 Matriz Pétrea Camada Porosa Asfalto Asfalto Asfáltica (SMA) de Atrito (CPA) modificado com modificado com polímeros borracha de pneu 0 Materiais fresados de misturas asfálticas antigas Outro Figura 09 – Tipo de pavimento já utilizado nas rodovias pelas empresas, órgão e/ou concessionária. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Nesta questão não se estabeleceu uma pontuação média, mas sim apenas se utilizou ou não. Nota-se que todos os tipos de pavimentos são mencionados. Os dois que apresentaram uma citação expressiva foram o asfalto modificado com polímeros, com nove citações, e o asfalto modificado com borracha de pneu sendo 48 lembrado por oito entrevistados. O uso de materiais fresados de misturas asfálticas antigas foi citado por cinco pessoas, e matriz pétrea asfáltica (SMA) e camada porosa de atrito (CPA), duas e uma vez respectivamente. Nota-se haver, se não uma tendência, mas ao menos um indicativo, do uso significativo de asfaltos modificados com polímeros e do asfalto modificado com borracha de pneu. A quinta questão foi uma forma de se conhecer, mesmo que estimativamente, o uso destes tipos de pavimentos. A questão e as respostas estão a seguir: 5) Se a resposta anterior foi positiva, quantos quilômetros foram executados aproximadamente? 6 5 5 4 3 2 2 1 1 1 0 0 até 10km de 10 a 20km de 20 a 50km de 50 a 100km + de 100km Figura 10 – Estimativa de quilometragem já utilizada em nossas rodovias. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Foi apurado que cinco entrevistados citaram que foram feitos + de 100km. De 20 a 50km foi citado por duas pessoas, e de 10 a 20km, bem como de 50 a 100km foi citado por um entrevistado. 49 Quando formulada esta questão, pela falta de informações referentes aos números aproximados de quilometragem executadas, estabeleceram-se estes intervalos de valores, sendo que de forma geral pode-se sugerir pela maioria das respostas ter sido + de 100km, que esta alternativa nos reporta a uma significativa extensão de rodovias já apresentando estes pavimentos, pelo conhecimento e principalmente pela grande extensão da malha viária do Estado isto não traduz a realidade. Desta forma, concluiu-se que o emprego desses tipos de pavimentos é pouco significativo, sendo feita a seguinte pergunta e obtidas às seguintes respostas: 6) Na sua opinião, a que se deve o pouco emprego desses pavimentos? 10,00 9,00 Não obrigatoriedade pelo órgão gestor (DAER/DNIT/PREF) 8,00 8,27 Custo inicial/restrição orçamentária 7,00 6,00 6,18 3,00 Aspectos construtivos 5,55 5,00 4,00 6,45 4,73 5,00 Falta/insuficiência de normas técnicas e/ou especificações Falta de fornecimento/conhecimento 2,00 Outro 1,00 0,00 Figura 11 – Fatores aos quais se devem o pouco uso dos novos conceitos de pavimentos. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Nesta questão buscou-se identificar quais fatores são mais determinantes pelo pouco emprego dessas modalidades de pavimento, sendo que se verificou que o fator mais significativo é o custo inicial/restrição orçamentária com média de 8,27. 50 Apontou-se ainda que dificuldades relacionadas à falta de fornecimento/ conhecimento também apresentam uma média elevada (6,45), seguido da falta/insuficiência de normas técnicas e/ou especificações com média (6,18). O pouco uso em função de aspectos construtivos obteve nota média de 5,55 e a não obrigatoriedade pelos órgãos gestores ficou com média 4,73. Um dos questionados citou que deveria haver uma maior divulgação por parte de fornecedores (5,0). Nesta questão julgou-se importante observar a média obtida por cada alternativa segundo cada grupo de entrevistados, possibilitando dessa maneira uma análise individual da visão ao tema. Professores Empresas Concessionárias DAER/DNIT 6,50 5,00 4,00 4,25 Não obrigatoriedade pelo órgão gestor (DAER/DNIT/PREFEITURA) Figura 12 – Média atribuída em relação a não obrigatoriedade por órgãos gestores. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Professores Concessionárias Empresas DAER/DNIT 9,50 9,00 7,67 6,00 Custo inicial/restrição orçamentária Figura 13 – Média atribuída em relação ao custo inicial/restrição orçamentária. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. 51 Professores Empresas Concessionárias DAER/DNIT 7,00 6,00 5,50 4,00 Aspectos construtivos Figura 14 – Média atribuída em relação a aspectos construtivos. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Professores Empresas Concessionárias DAER/DNIT 9,00 6,50 7,00 4,00 Falta/insuficiência de normas técnicas e/ou especificações Figura 15 – Média atribuída em relação à falta/insuficiência de normas técnicas e/ou especificações. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Professores Empresas Concessionárias DAER/DNIT 8,00 8,67 8,00 3,25 Falta de fornecimento/conhecimento Figura 16 – Média atribuída em relação à falta de fornecimento/conhecimento Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. 52 A partir da análise e interpretação dos resultados; em relação ao pouco uso desses pavimentos em virtude da não obrigatoriedade por órgãos gestores, nota-se que são exatamente os próprios órgãos públicos (DAER/DNIT) que atribuem a maior média (6,50). Já as concessionárias atribuíram a maior nota média (9,50), em relação ao custo inicial/restrição orçamentária. Em relação aos aspectos construtivos, são as empresas que atribuem a maior nota média (7,00). O posicionamento dos órgãos gestores em relação à falta/insuficiência de normas técnicas e/ou especificações com a média 9,00 é um tanto quanto peculiar, sendo os mesmos os responsáveis pelas normatizações destes parâmetros. A alta média atribuída em relação à falta de fornecimento/conhecimento apresenta as empresas atribuindo a este item uma nota média alta (8,67), acompanhada de perto pelos professores e os órgãos gestores (8,00). Cabe concluir, que os órgãos gestores deveriam organizar um conjunto de normas e/ou especificações que permitiam estes usos em casos onde não há restrições, trazendo ao conhecimento das partes envolvidas nos processos. Desta forma, haveria um aumento significativo destas aplicações, pois os aspectos construtivos não parecem ser um impeditivo destes usos, restando apenas encontrarem-se alternativas para viabilizar ao investimento inicial, que a priori parece ser mais elevado, mas considerando-se as melhorias funcionais transmitidas ao pavimento com o uso destas técnicas e materiais poderia obter-se um ganho substancial em longo prazo. Buscando o enfoque para questões ambientais, elaborou-se a sétima questão com a finalidade de se obter parâmetros relacionados às condicionantes ambientais influentes quando na definição da escolha do pavimento, trazendo os seguintes resultados: 53 7) Quais as principais condicionantes ambientais que influenciam na definição da escolha do pavimento? 10 Declividade da via 9 8 8 7 Necessidade de desmate 6,5 6 5 5,8 5,3 3,6 6,64 Controle de erosão Controle da poluição sonora 4,8 4 3 Permeabilidade do solo/pavimento 3,8 Controle e execução da drenagem 2 Sondagens 1 Outra 0 Figura 17 – Condicionantes ambientais influentes na definição da escolha do pavimento. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Nesta questão o item com a maior média foi os aspectos relacionados à sondagem (6,64), seguida do controle e execução da drenagem com média de 6,5. Logo após com nota média de 5,8 o item permeabilidade do solo/pavimento, seguido de declividade da via (5,3). Temos ainda o item controle de erosão, com nota média de 4,8, controle da poluição sonora 3,8 e necessidade de desmate com média de 3,6. Dentro da possibilidade de indicação de outro fator influente, teve-se a indicação por um entrevistado, o qual sugeriu a disponibilidade de agregado (jazida) com nota 7,0 e o clima (pluviometria e/ou temperatura) com nota 9,0. Resta concluir que o item sondagens assume o papel de maior relevância, pois conforme determina o DNER (1999), o plano de sondagens de reconhecimento abrangerá área que permita entre as alternativas, a escolha da melhor linha 54 considerando o aspecto geológico. Elas buscarão determinar as espessuras e a natureza do material, a profundidade, a posição especial, a natureza e as características do substrato rochoso, além de posição e orientação do fluxo das águas subterrâneas; buscará determinar a espessura, bem como, coletar amostras que permitam avaliar as características físicas e mecânicas dos solos ocorrentes, além da posição do lençol freático. Na oitava questão aplicada, buscou-se relacionar no que um sistema de gerência de pavimentos auxiliaria nas possíveis melhorias nas atividades de manutenção e reabilitação das rodovias, sendo assim elaborada e apresentando os seguintes resultados: 8) Na sua opinião no que um Sistema de Gerência de Pavimentos auxiliaria para determinar as possíveis melhorias nas atividades de manutenção e reabilitação das rodovias? 10,00 9,00 9,25 9,00 8,00 7,00 6,00 8,42 7,08 5,00 6,67 5,42 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Nas condições Estabelecer o do pavimento histórico do pavimento Apresentar Fornecer o Intervenções evoluções do histórico de nas camadas tráfego composição da dos pavimentos estrutura Outro Figura 18 – Possíveis melhorias nas atividades de manutenção e reabilitação de pavimentos com o uso de um sistema de gerência de pavimentos (SGP). Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. 55 Verificou-se que todas as alternativas apresentaram uma boa média, sendo que a opção de que a possibilidade de acompanhar as condições do pavimento com nota média de 9,25 foi a mais bem cotada. Após o item intervenções nas camadas dos pavimentos (8,42), seguido da opção estabelecer o histórico do pavimento com nota média de 7,08. Nos outros dois itens que também foram avaliados tem-se que, fornecer o histórico de composição da estrutura com nota média de 6,67 e apresentar evoluções do tráfego com 5,42. Dentro da possibilidade em citar algum outro elemento, um pesquisado citou que relatórios e histórico de investimentos e necessidades futuras com nota 9,0 e outro respondente lembrou que gerar um feedback para calibrar os modelos de previsão de desempenho da rodovia gerenciada, com nota de importância 8,0. Um terceiro respondente citou a necessidade de se estabelecer uma previsão de investimentos para manutenção da vida útil do pavimento com nota 10 na escala de importância. São inúmeros os benefícios que podem ser atingidos com a implementação de um sistema de gerência de pavimentos. Poderá oferecer registros do histórico dos pavimentos em um sistema informatizado, sendo dessa forma facilitada e agilizada a maneira de supervisionar a rede pavimentada, inclusive podendo ser utilizado para analisar tendências de deterioração de vários trechos pavimentados dentro do sistema. Em contrapartida, apesar de existirem sistemas de gerência de pavimentos, estes procedimentos técnicos não são usados na maioria das rodovias, ocorrendo certa adaptação de procedimentos de avaliação, ocorrendo dessa forma a deterioração precoce dos pavimentos e a má conservação das mesmas, sendo imperioso questionar aos entrevistados, a que se deve o precário estado das rodovias. A pergunta foi assim formulada e obtiveram-se os seguintes resultados: 56 9) Na sua opinião, a que se deve o precário estado de nossas rodovias? 10,00 Falta de recursos/investimentos 9,00 9,08 8,73 8,00 8,27 8,00 Projetos inadequados (ma escolha materiais/ligante asfáltico e/ou agreg. Granulometria dos agregados inadequada 7,00 7,00 Dosagem de misturas asfálticas incorreta 6,50 6,00 Drenagem sub-superficial ou subterrânea desfavoráveis 5,60 5,00 4,00 3,80 3,80 3,60 3,00 Espessura e rigidez do revestimento não compatível com a solicit. de tráfego Grandes variações térmicas ocasionando a oxidação do ligante asfáltico Excesso de carga 2,00 Falta de manutenção preventiva (conservação) 1,00 Outro 0,00 Figura 19 – Opções a que se deve o precário estado de nossas rodovias. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. A análise das respostas conduz a um conjunto de fatores que na visão dos entrevistados são responsáveis pela má conservação das estradas, sendo que o excesso de carga aparece como o fator mais significativo apresentando a nota média de 9,08. A falta de recursos/investimentos vem em segundo lugar com 8,73 de média, seguida pela falta de manutenção preventiva (conservação) com 8,27. Também com média expressiva (7,0) a espessura e rigidez do revestimento não compatível com a solicitação de tráfego, seguida de drenagem sub-superficial ou subterrânea desfavoráveis que obteve média de 6,50. 57 A opção projetos inadequados (má escolha materiais/ligante asfáltico e/ou agregados obteve nota média de 5,60; já em relação a granulometria dos agregados inadequada e de dosagem de misturas asfálticas incorreta, obteve-se uma média de 3,80 para cada. Em último plano com nota média de 3,60 o item vinculado a grandes variações térmicas ocasionando a oxidação do ligante asfáltico. Obteve-se ainda a citação de outros dois itens responsáveis pelo estado precário das rodovias, sendo citado o aumento de VDM não previsto com nota 6,0 e a falta de fiscalização com nota 10,0. Nesta pesquisa obtivemos parâmetros que nos reportam as conclusões a que chegou Albano (2005), onde também as referências por ele consultadas indicam quase que de forma unânime que os excessos de carga e a falta de manutenção das rodovias estão entre as principais causas da deteriorização precoce dos pavimentos. Soma-se a isso a falta de recursos e/ou investimentos, que conforme estudo realizado, e informado pelo engenheiro NETO (2011), presidente do Fórum das Entidades Gaúchas de Infraestrutura e Logística, a manutenção da malha rodoviária gaúcha necessita de investimentos em torno de R$ 1 bilhão ao ano, mas segundo ele, o Estado gasta, em média cerca de R$ 350 milhões, quantidade essa bem inferior as necessidades verificadas. Diante desse atual quadro da situação das rodovias, surge a necessidade de constante aperfeiçoamento técnico, para que possam ser atendidas todas as fases que compõem o estudo, planejamento, execução e até mesmo a manutenção das estradas. A décima pergunta atenta aos fatores que devem ter maior ênfase para obter um pavimento abrangido como “perfeito”, objetivando manter a sua qualidade e aumentar sua vida útil, sendo a questão elaborada da seguinte maneira e obtido as seguintes conclusões: 58 10) Em sua opinião qual seria a opção que se deveria dar uma maior ênfase para se obter um “Pavimento perfeito”? 10,00 9,00 9,33 9,33 8,00 8,50 8,00 7,00 6,00 6,25 6,58 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Estrutura das camadas Tipo de revestimento Espessura da camada de revestimento Insumos Agregados Outro Figura 20 – Opções para se obter um “pavimento perfeito”. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Nesta questão todas as alternativas apresentaram uma média alta. Nota-se que merece destaque especial a atenção com a estrutura das camadas com nota média de 9,33. Após aparece espessura da camada de revestimento com nota de 8,50, seguida de tipo de revestimento com nota média de 8,00. Temos ainda o item agregados (6,58) e insumos (6,25). Na possibilidade de citar se haveria alguma outra opção, três dos entrevistados se manifestaram. O primeiro lembrou que deveria dar atenção ao método de dimensionamento com nota 10,0 na ordem de importância. O segundo sugeriu que a habilitação profissional merece também nota 10,0; já o último citou a compatibilidade técnica versus a demanda com nota 8,0. Percebe-se diante das informações obtidas, que não há um fator que se destaca dos demais, todos tendo o seu grau de importância, pois o pavimento, por 59 imposições de ordem técnico-econômicas é uma estrutura de camadas em que materiais de diferentes resistências e deformabilidades são colocados em contato, resultando daí em um elevado grau de complexidade no que respeita ao cálculo de tensões e deformações e atuantes nas mesmas resultantes das cargas que são impostas pelo tráfego (DNIT, 2006). Salienta ainda que é relevante enfatizar que todos os componentes são importantes, cabendo destacar à preponderância exercida pelo “componente Pavimento”, no tocante às características de segurança e de conforto da rodovia. A crescente preocupação com a deterioração da malha rodoviária e conseqüentemente o aumento do custo operacional dos veículos, riscos de acidentes e atraso na entrega de mercadorias, entre outros fatores, levam a questionar o que poderia ser feito para de alguma forma obter-se a conservação desse valioso patrimônio, sendo feita a seguinte pergunta: 11) Na sua concepção, o que poderia ser feito para termos uma maior conservação das nossas rodovias? 10,00 10,00 9,00 9,36 8,00 7,64 7,00 7,00 6,64 6,00 Um Sistema de Gerência de Pavimentos Correto dimensionamento das equipes de campo para levantamento inform. Logística Operacional para manutenção 5,00 4,00 3,00 4,55 Maior controle cargas transportadas (balanças de pesagem) Maiores investimentos 2,00 1,00 Outro 0,00 Figura 21 – Fatores observados para termos uma maior conservação das nossas rodovias. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. 60 Nesta questão analisaram-se quais itens deveriam ser observados para a conservação das rodovias, sendo o item maior controle de cargas transportadas (balanças de pesagem) com nota média 9,36 o principal fator. Em seguida, com média de 7,64 temos o item que se refere a maiores investimentos disponibilizados para conservação, seguido de um sistema de gerência de pavimentos (7,00). O item logística operacional para manutenção obteve nota média de 6,64, enquanto a última alternativa que se refere ao correto dimensionamento das equipes de campo para o levantamento de informações das rodovias resultou na média 4,55. Um dos entrevistados citou a possibilidade de haver uma inspeção diária nas rodovias, para que em contrapartida obtivesse uma maior conservação das mesmas, dando valor 10,0 a este item. Diante da importância do tema, segue abaixo a média obtida por cada alternativa, segundo cada grupo de entrevistados, possibilitando dessa maneira fazer uma análise individual do assunto. Professores Empresas Concessionárias DAER/DNIT 8,50 7,33 6,75 5,50 Um Sistema de Gerência de Pavimentos Figura 22 – Média atribuída a um sistema de gerência de pavimentos. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. 61 Professores Empresas Concessionárias DAER/DNIT 6,50 4,00 5,00 3,50 Correto dimensionamento das equipes de campo para levantamento informações Figura 23 – Média atribuída a um correto dimensionamento das equipes de campo para levantamento de informações. Fonte/Autor: João Paulo Zuchetti. Professores Empresas Concessionárias DAER/DNIT 6,50 7,50 5,67 6,50 Logística Operacional para manutenção Figura 24 – Média atribuída a uma logística operacional para manutenção. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Professores Empresas Concessionárias DAER/DNIT 9,50 9,00 9,50 9,50 Maior controle cargas transportadas (balanças de pesagem) Figura 25 – Média atribuída a um maior controle de cargas transportadas (balanças de pesagem). Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. 62 Professores Empresas Concessionárias DAER/DNIT 9,00 9,00 8,33 5,75 Maiores investimentos Figura 26 – Média atribuída a maiores investimentos. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Verificam-se neste conjunto de respostas, tendências esclarecedoras ao tema analisado. Os órgãos gestores (DAER/DNIT) atribuem um valor significativo ao item sistema de gerência de pavimento (8,50). Já em relação a um correto dimensionamento das equipes de campo para levantamento de informações, obtiveram-se valores pouco significativos, sendo o maior 6,50 atribuído por (DAER/DNIT). A logística operacional para manutenção foi mais bem pontuada pelas concessionárias que atribuíram nota média 7,50. Os valores significativos dizem respeito ao controle de cargas transportadas (balanças de pesagem) sendo por todos do grupo avaliado acima de 9,00, o que revela, senão de forma definitiva, mas como a tendência o desprezível de todas as patologias (defeitos) encontradas nas rodovias. A médias obtidas ao item maiores investimentos também apontam a dados confirmadores. Segundo a visão de professores, empresas e órgãos gestores /fiscalizadores, todos praticamente atribuindo valor médio 9,00 ao item, ao passo que as concessionárias valoram este fator com média 5,75. Com a finalidade de se conhecer as metodologias empregadas nas atividades de manutenção e reabilitação do pavimento, foi conveniente questionar como se define o momento para estas atividades, sendo assim perguntado: 63 12) Como é definido o momento de executar atividades de manutenção e reabilitação do pavimento para prolongar a vida em serviço? 10,00 9,00 8,00 7,92 7,00 7,17 6,00 7,08 5,75 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0 0,00 Quando há muita E feito dentro de Através de Através de ensaios reclamação dos uma programação levantamento destrutivos e nãousuários pré-estabelecida visual (excesso de destrutivos defeitos) Outro Figura 27 – Fatores responsáveis por atividades de manutenção e reabilitação dos pavimentos. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Nesta pergunta observou-se um equilíbrio entre três itens, sendo que a média mais alta foi o item que considerou que o momento para atividades de manutenção e reabilitação do pavimento se da através de levantamento visual, obtendo-se a nota média de 7,92, seguido de quando há muita reclamação dos usuários com média de 7,17. A opção “dentro de uma programação pré-estabelecida” resultou em uma média 7,08, e finalmente, o item em que relaciona a ensaios destrutivos e nãodestrutivos com 5,75. Para o conhecimento da série de defeitos que comumente são verificados na maioria das rodovias, foi conveniente relacionar e questionar quais deles geram maior preocupação aos gestores. A questão foi assim formulada e os resultados estão abaixo: 64 13) Qual tipo de defeito gera maior preocupação e/ou acelera o processo de manutenção e reabilitação do pavimento? 10,00 9,00 8,00 10 9,67 8,42 7,92 7,00 6,00 5,92 5,00 5,00 4,00 5,42 5,25 3,00 2,00 1,00 0,00 Afund. de trilhas de roda Panelas Trincas Exsudação Desgaste Remendos Corrugação Outro Figura 28 – Tipos de defeitos que geram maior preocupação e/ou aceleram atividades de manutenção e reabilitação do pavimento. Fonte/autor: João Paulo Zuchetti. Neste questionamento procurou-se identificar quais os tipos de defeitos geram maior preocupação e/ou aceleram as atividades de manutenção e reabilitação do pavimento, sendo que o que mais significante são as panelas com nota média de 9,67. Após temos o afundamento de trilhas de roda (8,42), seguido das trincas (7,92). O item desgaste obteve média 5,92, os remendos (5,42), a corrugação (5,25) e a exsudação (5,00). Outro item que foi lembrado como um problema a ser corrigido é a saturação da drenagem com nota 10,0. Finalizando o questionário de pesquisa elaborou-se uma questão descritiva, onde se solicitou a opinião dos respondentes em relação às medidas que podem ser adotadas para a melhoria e planejamento do sistema de manutenção rodoviária, em razão do vasto conhecimento que apresentam, fruto da experiência vivida no dia-adia. 65 14) Na sua opinião, o que poderia ser melhorado e planejado no sistema de manutenção rodoviária? Cita-se assim de forma breve um resumo das respostas apresentadas. Professor A - “A gestão de recursos e investimentos de longo prazo, pois cada governo inicia muitas obras e não termina a maioria delas... e uma gestão mais técnica baseada em um SGP adequado”. Professor B – “Disponibilidade de investimentos/recursos para intervir no momento correto, evitando assim maiores problemas decorrentes do agravamento das condições do pavimento. É de conhecimento geral, que o custo para recuperar um pavimento após o momento que inicia o surgimento de patologias (defeitos) é muito superior (muitas vezes necessitando até mesmo a reconstrução). Então o melhor sistema de manutenção é intervir no momento correto”. Concessionária A – “As rodovias deveriam receber maiores investimentos em manutenção e conservação, nos sistemas de drenagem, pavimento, obras de arte especiais..., para evitar que as mesmas entrem em colapso antes do final de sua vida útil”. Concessionária B = “Uma boa programação de intervenções baseada em inspeções de campo e ensaios de laboratório é capaz de suprir as necessidades de uma rodovia. O acompanhamento técnico rotineiro é de fundamental importância para determinar a melhor hora de intervir e de que forma será esta intervenção (reparos localizados, execução de nova camada de CBUQ, MRA, etc); este acompanhamento traz melhores resultados que programas de gerência, uma vez que assim observa-se o pavimento como um todo, tanto em VDM quanto em condições da via em pontos específicos, gerando uma melhor e mais segura avaliação, evitando assim intervenções desnecessárias ou subdimensionadas”. 66 8 CONCLUSÃO As análises dos resultados obtidos através da revisão bibliográfica e das diferentes questões avaliadas conduzem a vários comentários. No que diz respeito ao perfil de utilização de diferentes tipos de pavimentos, o uso da matriz pétrea asfáltica (SMA) e da camada porosa de atrito (CPA) é mais indicada pelos órgãos gestores e fiscalizadores (DAER/DNIT). Já o uso de asfalto modificado por polímeros teve seu uso mais indicado pelas concessionárias. O uso do asfalto modificado com borracha de pneus foi mais pontuado pelas empresas de pavimentação. Em relação ao emprego dessas modalidades de pavimento, verificou-se que o seu ainda pouco uso está diretamente relacionado ao custo inicial e/ou a restrições orçamentárias, visto ser mais caro em relação ao asfalto convencional. Porém se para obter-se uma melhora na qualidade dos pavimentos, é com o seu emprego, principalmente de ligantes asfálticos modificados (geralmente polímeros ou borracha de pneus) que serão alcançadas estas metas. Dentre os principais ganhos estão melhoria das propriedades elástica, maior resistência ao envelhecimento, melhoria da adesividade e coesão e conseqüentemente melhor resistência à fadiga. Salientase que este cenário indica estar sendo alterado com a concessão de rodovias, pois todas as respondentes deste trabalho indicam o emprego de asfaltos modificados. A utilização de um sistema de gerência de pavimentos surge como uma ferramenta racional para que sejam mantidas as condições funcionais e estruturais satisfatórias em rodovias, principalmente em razão de restrições orçamentárias. A necessidade de se acompanhar as reais condições do pavimento foi o item mais bem colocado entre todas as possibilidades de seu uso. Essa ferramenta atuando como um banco de dados informatizado e de fácil acesso possibilita inúmeras ações de gestão, podendo-se avaliar as intervenções nas camadas do pavimento como evidenciado pelos pesquisados. Em relação às condicionantes ambientais que podem influenciar na definição da escolha do pavimento, verificou-se que a principal refere-se ao item sondagem, 67 pois através do reconhecimento do aspecto geológico, é que se fará a análise das diferentes camadas, espessuras e natureza dos materiais constituintes do substrato e de suas características mecânicas, além da posição e orientação das águas subterrâneas. Somando-se aos demais itens, todos com seu grau de relevância, cabe citar que mesmo com as diversas normas e especificações de serviço que dispomos para o planejamento, construção e manutenção de nossas rodovias, aliado ao desenvolvimento de técnicas e materiais utilizados, de nada adiantarão se não forem adotados sistemas de controle de cargas transportadas (balanças de pesagem), inibindo os excessos que são praticados diariamente nas estradas, sendo o grande responsável pela deteriorização precoce dos pavimentos, conforme apurado na pesquisa feita. Todas essas medidas visam uma malha rodoviária mais durável e segura, que implica na preservação de vidas, além de uma economia considerável de recursos públicos e que atendam aos ensejos da comunidade. Desta forma a pesquisa cumpriu com seus objetivos onde foram avaliadas as alternativas de pavimentação, obtendo-se o perfil da utilização de diferentes tipos de pavimentos, sua abordagem técnica, econômica e ambiental analisando as opções de instituições de ensino, órgãos públicos e privados. A dificuldade na demora de obter a respostas foi um processo que dificultou o tempo de elaboração da pesquisa. Recomenda-se aos órgãos gestores a criação de um centro de pesquisa que realize o levantamento constante de dados, aplicando métodos como este para análise e conhecimento que permitam obter um perfil de escolha e melhor aprimoramento das técnicas através de sugestões e de especificações. 68 REFERÊNCIAS ALBANO, João Fortini, Efeitos dos excessos de carga sobre a durabilidade de pavimentos. 2005. 232 f. Tese para obtenção do título de doutor em engenharia civil apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2005. ALBUQUERQUE, F.S.; NUÑEZ, W. P.; MACEDO, J. A. G. Desenvolvimento de um sistema de gerência de pavimentos integrado com ferramentas da qualidade para a malha rodoviária da Paraíba. XVIII ANPET – XVIII congresso de pesquisa e ensino em transportes, [2003 a 2011]. BALBO, José Tadeu. Pavimentação asfáltica: materiais, projeto e restauração. São Paulo: Oficina de textos, 2007. BERNUCCI, L. B.; MOTTA, LAURA MARIA GORETTI; CERATTI, JORGE AUGUSTO PEREIRA; SOARES, JORGE BARBOSA. Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros. Rio de Janeiro: Petrobras: Abeda, 2006. BERTOLLO, S. A. M. et al. Pavimentação asfáltica: uma alternativa para a reutilização de pneus usados. São Paulo. 2000. BONFIM, Valmir. Fresagem de pavimentos asfálticos. 3a ed. São Paulo, 2007. DNER – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem. Diretrizes básicas para elaboração de estudos e projetos rodoviários (escopos básicos/instruções de serviço). Rio de Janeiro, 1999. DNIT – Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes. Manual de pavimentação. 3a edição - Rio de Janeiro, 2006. 69 ______. Manual de restauração de pavimentos asfálticos. 2a edição - Rio de Janeiro, 2006. ______. Manual de custos rodoviários. 3a edição - Rio de Janeiro, 2003. ______. Manual de gerência de pavimentos. Rio de Janeiro, 2011 NETO, Cylon Rosa. Manutenção das rodovias gaúchas exige investimentos de R$ 1 bilhão anuais. Entrevistadora: M. I. Hammes, 2011. 1 cassete sonoro (7:29 min). Entrevista concedida a Zero Hora. 2011. HANSEN, Aline. Aplicação de sig em sistema de gerência de pavimentos para a cidade de Maringá. 2008. 112 f. Dissertação (pós-graduação) – Universidade Estadual de Maringá, 2008. SENÇO, Wlastermiller de. Manual de técnicas de pavimentação. São Paulo: Pini. v.1. 2ª ed. ampl. 2007. CNT Rodovias. Pesquisa CNT de rodovias 2010. Disponível em <http://www.sistemacnt.org.br/pesquisacntrodovias/2010>. Acesso em: 15 jun.2011. . 70 ANEXO 01 QUESTIONÁRIO Nome da Empresa: Endereço: Atividade principal: Fundação: km de pavimentação executados: Com exceção das questões 4, 5 e 14, responda as perguntas pela escala de importância, considerando-se uma escala de 1 (menor importância) a 10 (maior importância). 1)Na fase de anteprojeto, qual fator é significante/condicionante na definição do pavimento (revestimento)? ( ) Aspectos físicos ( ) Fatores ambientais ( ) Fatores técnicos ( ) Fatores Urbanísticos ( ) Fatores econômicos ( ) Outro qual? ___________________________ 2) Com relação à escolha do pavimento (revestimento) utilizado, qual o fator preponderante? ( ) Fatores econômicos (comparação de custos) ( ) VDM ( ) Tempo de cura ( ) Carga solicitante no trecho ( ) Recursos locais ( ) Aspectos construtivos 71 ( ) Clima ( ) Utilização de materiais recicláveis ( ) Potencial de reciclagem futura ( ) Outro qual? ___________________________ 3) Dentro dos novos conceitos de pavimentos, em sua opinião qual tipo seria o mais indicado em nossas rodovias? ( ) Matriz Pétrea Asfáltica (SMA) ( ) Camada Porosa de Atrito (CPA) ( ) Asfalto modificado com polímeros ( ) Asfalto modificado com borracha de pneu ( ) Materiais fresados de misturas asfálticas antigas ( ) Outro qual? ___________________________ 4) Sua empresa/órgão/concessionária já utilizou algum deles? Se sim, qual/quais? ( ) Matriz Pétrea Asfáltica (SMA) ( ) Camada Porosa de Atrito (CPA) ( ) Asfalto modificado com polímeros ( ) Asfalto modificado com borracha de pneu ( ) Materiais fresados de misturas asfálticas antigas ( ) Outro qual? ___________________________ 5) Se a resposta anterior foi positiva, quantos quilômetros foram executados aproximadamente? ( ) até 10km ( ) de 10 a 20km ( ) de 20 a 50km ( ) de 50 a 100km ( ) + de 100km 72 6) Na sua opinião, a que se deve o pouco emprego desses pavimentos? ( ) Não obrigatoriedade pelo órgão gestor (DAER/DNIT/PREFEITURA) ( ) Custo inicial/restrição orçamentária ( ) Aspectos construtivos ( ) Falta/insuficiência de normas técnicas e/ou especificações ( ) Falta de fornecimento/conhecimento. ( ) Outro. Qual?___________________________________ 7) Quais as principais condicionantes ambientais que influenciam na definição da escolha do pavimento? ( ) Declividade da via ( ) Permeabilidade do solo/pavimento ( ) Necessidade de desmate ( ) Controle de erosão ( ) Controle da poluição sonora ( ) Controle e execução da drenagem ( ) Sondagens ( ) Outra. Qual?___________________________________ 8) Na sua opinião no que um Sistema de Gerência de Pavimentos auxiliaria para determinar as possíveis melhorias nas atividades de manutenção e reabilitação das rodovias? ( ) Nas condições do pavimento ( ) Estabelecer o histórico do pavimento ( ) Apresentar evoluções do Trafego ( ) Fornecer o Histórico de composição da estrutura ( ) Intervenções nas camadas dos pavimentos ( ) Outro. Qual?___________________________________ 73 9) Na sua opinião, a que se deve o precário estado de nossas rodovias? ( ) Falta de recursos/investimentos ( ) Projetos inadequados (ma escolha materiais / ligante asfáltico e/ou agregados ( ) Granulometria dos agregados inadequada ( ) Dosagem de misturas asfálticas incorreta ( ) Drenagem sub-superficial ou subterrânea desfavoráveis ( ) Espessura e rigidez do revestimento não compatível com a solicitação de tráfego ( ) Grandes variações térmicas ocasionando a oxidação do ligante asfáltico ( ) Excesso de carga ( ) Falta de manutenção preventiva (conservação) ( ) Outro. Qual?___________________________________ 10) Em sua opinião qual seria a opção que se deveria dar uma maior ênfase para se obter um “Pavimento perfeito”? ( ) Estrutura das camadas ( ) Tipo de revestimento ( ) Espessura da camada de revestimento ( ) Insumos ( ) Agregados ( ) Outro. Qual?___________________________________ 11) Na sua concepção, o que poderia ser feito para termos uma maior conservação das nossas rodovias? ( ( ) Um Sistema de Gerência de Pavimentos ) Correto dimensionamento das equipes de campo para levantamento informações ( ) Logística Operacional para manutenção ( ) Maior controle cargas transportadas (balanças de pesagem) ( ) Maiores investimentos 74 ( ) Outro. Qual?___________________________________ 12) Como é definido o momento de executar atividades de manutenção e reabilitação do pavimento para prolongar a vida em serviço? ( ) Quando há muita reclamação dos usuários ( ) E feito dentro de uma programação pré-estabelecida ( ) Através de levantamento visual (excesso de defeitos) ( ) Através de ensaios destrutivos e não-destrutivos ( ) Outro. Qual? ______________________________________ 13) Qual tipo de defeito gera maior preocupação e/ou acelera o processo de manutenção e reabilitação do pavimento? ( ) Afundamento de trilhas de roda ( ) Panelas ( ) Trincas ( ) Exsudação ( ) Desgaste ( ) Remendos ( ) Corrugação ( ) Outro. Qual? _____________________________________ 14) Na sua opinião, o que poderia ser melhorado e planejado no sistema de manutenção rodoviária? ________________________________ , ______/______/ 2011. Responsável pelas respostas: ____________________________________ Cargo/Função: ________________________________________________