MÉTODOS DE REPAROS DE FISSURAS EM PAVIMENTOS RÍGIDOS EM SÍTIOS AEROPORTUÁRIOS Pedro Ivo Saraiva Vitória Projeto de Graduação apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Escola Politécnica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Engenheiro. Orientadora: Sandra Oda Rio de Janeiro Setembro de 2016
147
Embed
MÉTODOS DE REPAROS DE FISSURAS EM PAVIMENTOS RÍGIDOS …
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
MÉTODOS DE REPAROS DE FISSURAS EM PAVIMENTOS RÍGIDOS EM SÍTIOS
AEROPORTUÁRIOS
Pedro Ivo Saraiva Vitória
Projeto de Graduação apresentado ao
Curso de Engenharia Civil da Escola
Politécnica, Universidade Federal do Rio
de Janeiro, como parte dos requisitos
necessários à obtenção do título de
Engenheiro.
Orientadora: Sandra Oda
Rio de Janeiro
Setembro de 2016
ii
MÉTODOS DE REPAROS DE FISSURAS EM PAVIMENTOS RÍGIDOS EM SÍTIOS
AEROPORTUÁRIOS
Pedro Ivo Saraiva Vitória
PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE ENGENHARIA
CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO
PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO
CIVIL.
Examinada por:
________________________________
Prof. Sandra Oda – DET/UFRJ
___________________________________
Prof. Giovani Manso Ávila – DET/UFRJ
___________________________________
Eng. Leonardo Santana Cavalcanti - PCRJ
RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL
SETEMBRO de 2016
iii
Vitória, Pedro Ivo Saraiva Vitória
Métodos de reparos de fissuras em pavimentos rígidos em
sítios aeroportuários. – Rio de Janeiro: UFRJ/ Escola Politécnica,
2016.
X, 145 p.: il.; 29,7 cm.
Orientadora: Sandra Oda
Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/ Curso de
Engenharia Civil, 2016.
Referências Bibliográficas: p. 112
1. Métodos de Reparos. 2. Pavimento Rígido. 3. Sítios
Aeroportuários. 4. Fissuras I. Oda, Sandra. II. Universidade Federal
do Rio de Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Civil. III.
Métodos de reparos de fissuras em pavimentos rígidos em sítios
aeroportuários.
iv
"Não tema o futuro nem idolatre o passado. O insucesso é apenas uma oportunidade de
começar de novo com mais inteligência. O passado só nos serve para mostrar nossas
falhas e fornecer indicações para o progresso no futuro".
Henry Ford
v
Agradecimentos
Em primeiro lugar gostaria de agradecer a toda a minha família, em especial ao meu pai Luiz Cassiano, minha mãe Márcia de Fátima e ao meu irmão Mauro Carvalho, pelo apoio, amor, carinho, fé e ensinamentos durante toda a minha vida e principalmente durante a faculdade, além de terem me proporcionado a chance de estudar e conviver nos melhores lugares possíveis para minha formação como pessoa.
À minha namorada, Laís Araujo, por esses 10 anos de companheirismo, entrega e amor, que nos fizeram passar pelo ensino médio, vestibular e graduação juntos sempre apoiando um ao outro e estando presente sempre que o outro precisava. Obrigado por ter me transformado no homem que sou hoje.
À minha sogra, Lúcia Deborah, minha cunhada, Luísa, e meu cunhado Leonardo, por terem me recebido tão bem desde o início do namoro e já há algum tempo posso dizer que são minha família e meu porto seguro, sempre que preciso tenho uma segunda mãe, uma irmã que nunca tive e um segundo irmão.
Aos meus amigos mais antigos, Adolfo, Ilitch, Matheus, Rudy, Taranto, Thiago e Zé Mário por esses anos, com nossas brigas, brincadeiras e amizade acima de tudo fizeram de todos os homens que somos hoje.
A todos os meus amigos da faculdade do Ex-Amigo, Leo, Eduardo, Fraiha, Matheus Baptista, Roland, Romualdo, Bronze, Guilherme, Henrique, Giuliano, Garcia, Camilo, Caio, Rotava e Nathan. À Paula Amaral e Diogo Queiroz que participaram ativamente nessa reta final de faculdade e ajudaram o tempo passar mais rápido. Em especial a minha comissão de formatura, Pondé, Nunes, Thais, Lídia e Dani por terem conseguido fazer a melhor festa de formatura que a Engenharia Civil da UFRJ poderia ter. Com vocês faria mais 10.
Aos meus amigos botafoguenses, Maria Fernanda (essa já desde a infância), Bivar, Luiz Alexandre, Eduardo, Miranda, Erick, Yurhi e Fred pelos momentos de lazer, indo aos jogos, saindo para bater papo ou naquela praia suave. Normal.
A os meus companheiros de estágio do Consórcio Construtor Galeão, José Carlos, Mayco de Souza, Pedro Monteiro, Daniel Haas, Matheus Lima, Raphael Madrid, Matheus Candal, Danielle Castro, Juliana Ferreira, Jhéssica Neves e Fellipe Gonçalves pelos ensinamentos que tivemos juntos e por terem feito o período de estágio melhor.
Aos meus líderes, Alexandre Pessanha, Gustavo Peres e Thiago Faria, por todos os ensinamentos e confiança depositada em mim durante meu período de estágio. Muito obrigado pelo que fizeram para a minha formação profissional. E também por todos que fizeram parte da melhor Equipe de Qualidade que pode existir!
Ainda do CCG, queria agradecer a Amanda Cardoso, pelos momentos de diversão e apoio na obra e Fábio Fili pelos ensinamentos, principalmente na área de pavimentação, que me ajudaram a fazer esse trabalho. Também a Helder Lino, Joaldo Lemos e Geraldo Caracini.
Ao mentor Carlos Roberto Giublin, que, com seu conhecimento e seus ensinamentos, me motivou a escrever sobre este assunto e que principalmente me ensinou a errar erros novos para seguir em frente, sempre melhorando como profissional.
E principalmente à minha orientadora, Sandra Oda, não só pelas matérias que tive oportunidade de fazer com ela, mas pela paciência, pelos ensinamentos, pela amizade e pela ajuda imensa que me deu durante o processo de formação deste trabalho. Sem você este trabalho não seria possível. Não poderia ter escolhido melhor a minha orientadora. Obrigado pela orientação e ensinamentos!
vi
Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte dos
requisitos necessários para a obtenção do grau e Engenheiro Civil
Métodos de reparos de fissuras em pavimentos rígidos em sítios aeroportuários
Pedro Ivo Saraiva Vitória
Setembro/2016
Orientadora: Sandra Oda
Curso: Engenharia Civil
O presente trabalho tem como objetivo apresentar as técnicas modernas de reparos de
fissuras em pavimentos de concreto de cimento Portland. Vale salientar que o primeiro
passo para um reparo eficiente é o diagnóstico preciso de cada manifestação patológica.
Devido à sua importância fundamental, são apresentados os conceitos básicos e os tipos
de pavimento de concreto de cimento Portland, assim como os conceitos, objetivos e
componentes de um sistema de gerência de pavimentos aeroportuários (SGPA), uma vez
que os serviços de reparos de fissuras fazem parte de uma das etapas importantes de um
SGPA, que é avaliação e manutenção de pavimentos. São descritas as principais
manifestações patológicas, com enfoque principal nas fissuras, suas possíveis causas e
métodos de reparos adequados. Para a elaboração deste trabalho, adotou-se como
metodologia a pesquisa bibliográfica e o acompanhamento da aplicação dos métodos de
reparo de fissuras em campo, tomando como base uma obra e suas particularidades. O
estudo de caso, realizado na obra de ampliação do Aeroporto Internacional Antônio
Carlos Jobim (Aeroporto do Galeão), possibilitou a identificação das diferentes
manifestações patológicas (tipos de fissuras) em campo, assim como a definição do
método de reparo mais adequado para cada tipo de fissura, visando influenciar o mínimo
possível na operação de um aeroporto.
Palavras-Chave: Métodos de Reparos, Manifestações Patológicas, Fissuras
vii
Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of the
requirements for the degree of Engineer
Repair methods of cracks on Portland cement concrete pavements airport sites
Pedro Ivo Saraiva Vitória
Setember/2016
Advisor: Sandra Oda
Course: Civil Engineering
This study aims to present the modern techniques of crack repairs on Portland cement
concrete pavements. It is worth noting that the first step to an efficient repair is the
accurate diagnosis of each pathological manifestation. Due to its fundamental
importance, the basic concepts and types of Portland cement concrete pavements are
presented as well as the concepts, objectives and components of an Airport Pavements
Management System (APMS), since the crack repair services are one of the important
steps of the APMS, which is the review and maintenance of pavements. The main
pathological manifestations with main focus on the cracks and their possible causes and
suitable repair methods are also described. This paper was written through bibliographic
research and the monitoring of the application of crack repair methods in the field, based
on a work and its peculiarities to influence as little as possible in the operation of an
airport. The case study carried out the work of expansion of the International Airport
Antonio Carlos Jobim (Galeao Airport), allowing the identification of the different
pathological manifestations (types of cracks) in the field, as well as determining the most
appropriate repair method for each type of fissure.
Figura 12 - O Sistema de Gerência de Pavimentos .......................................................................... 37
Figura 13 - Custo de uma intervenção relacionado com o índice de serventia de um pavimento . 39
Figura 14 - Fluxograma dos componentes de um SGP em nível de rede e nível de projeto ........... 44
Figura 15 - Determinação do número mínimo de amostras (n) (e= ±5) .......................................... 47
Figura 16 - Modelo de ficha de inspeção. ........................................................................................ 48
Figura 17 - Modelo de Ficha de Inspeção de um trecho .................................................................. 49
Figura 18 - Conceito de serventia-desempenho .............................................................................. 50
Figura 19 - Escala de avaliação subjetiva de pavimentos ................................................................ 51
Figura 20 - Sistema de classificação do PCI (adaptada de Shahin, 1982 e ACRP, 2011) .................. 52
Figura 21 - Testemunho de concreto extraído do pavimento rígido (esquerda), Trincheira (meio) e
Poço de Sondagem (direita) ............................................................................................................. 54
Figura 22 - Cones dinâmicos de penetração em uso ....................................................................... 54
Figura 23 - Equipamento para a obtenção do IRI ............................................................................. 56
Figura 24 - Ensaio de Viga Benkelman ............................................................................................. 56
Figura 25 - Equipamento para ensaio FWD (esquerda), detalhe deflectômetros (meio) e
computador com as leituras instantâneas (direita) ......................................................................... 57
Figura 26 - Detalhe equipamento Mu-Meter (esquerda) e ensaio em execução (direita) .............. 57
Figura 27 - Detalhe do equipamento Grip Tester para medição de atrito....................................... 58
Figura 28 - Quadro de F.O. no Galeão que mostra diversos objetos que podem ser um F.O.,
inclusive pedaços de concreto como podem ser vistos na parte inferior esquerda da imagem..... 59
ix
Figura 29 – Desenho esquemático de um alçamento de placas ...................................................... 62
Figura 30 - Alçamento de Placas ...................................................................................................... 63
Figura 31 - Desenho esquemático de uma fissura de canto ............................................................ 63
Figura 32 - Fissura de Canto ............................................................................................................. 64
Figura 33 - Desenho esquemático de uma placa dividida ................................................................ 65
Figura 34 - Placa Dividida ................................................................................................................. 65
Figura 35 - Desenho esquemático de um escalonamento ............................................................... 66
Figura 36 - Escalonamento ou Degrau nas Juntas ............................................................................ 66
Figura 37 - Variáveis da fórmula escalonamento ............................................................................. 67
Figura 38 - Rompimento do selante por tração ou compressão...................................................... 68
Figura 39 - Perda de aderência do selante às placas de concreto ................................................... 68
Figura 40 - Crescimento de vegetação ............................................................................................. 68
Figura 41 - Desnível Pavimento-Acostamento ................................................................................. 70
Figura 42 - Fissura Transversal ......................................................................................................... 71
Figura 43 - Fissura Longitudinal ........................................................................................................ 71
Figura 44 - Grandes Reparos ............................................................................................................ 73
Figura 45 - Pequenos Reparos .......................................................................................................... 74
Figura 46 - Desgaste Superficial ....................................................................................................... 74
Figura 47 – Bombeamento ............................................................................................................... 75
Figura 48 - Quebra Localizada .......................................................................................................... 76
Figura 49 - Passagem de Nível .......................................................................................................... 77
Figura 50 - Fissuras Superficiais (Rendilhado) .................................................................................. 78
Figura 51 - Fissuras de Retração Plástica ......................................................................................... 79
Figura 52 - Diagrama para obtenção de estimativa da taxa de evaporação .................................... 80
Figura 53 - Desenho esquemático de um esborcinamento ou quebra canto .................................. 81
Figura 54 - Quebra Canto ................................................................................................................. 81
Figura 55 - Desenho esquemático de um esborcinamento de juntas ............................................. 82
Figura 56 - Esborcinamento de Juntas ............................................................................................. 82
Figura 57 - Desenho esquemático de uma placa bailarina .............................................................. 83
Figura 58 – Assentamento................................................................................................................ 84
Figura 59 – Brucaco .......................................................................................................................... 85
Figura 60 - Localização do Aeroporto Internacional Tom Jobim ...................................................... 86
Figura 61 - Ampliação do Aeroporto do Galeão ............................................................................... 87
Figura 62 - Reparos no Aeroporto do Galeão em andamento ......................................................... 88
Figura 63 - Marcação da placa a ser tratada com tinta .................................................................... 90
x
Figura 64 - Corte interno na placa que está sendo demolida para preservar as adjacentes ........... 90
Figura 65 - Alinhamento das Barras de Transferência ..................................................................... 91
Figura 66 - Furação para colocação de uma nova Barra de Transferência ...................................... 92
Figura 67 - Armação das placas a serem reconstruídas ................................................................... 93
Figura 68 - Lançamento do concreto na placa a ser reparada ......................................................... 93
Figura 69 - Corte para delimitar área de quebra da parte a ser reparada da placa ........................ 94
Figura 70 - Quebra da área externa com martelete ........................................................................ 95
Figura 71 - Serra Circular .................................................................................................................. 96
Figura 72 - Armação na parte da placa que será reconstruída ........................................................ 97
Figura 73 - Exemplo de fissura ......................................................................................................... 98
Figura 74 - Exemplo de corte para o reparo .................................................................................... 99
Figura 75 - Retirada do concreto com a utilização do martelete ................................................... 100
Figura 76 - Corte da junta paralela em toda sua espessura inclusive as barras de transferência . 100
Figura 77 - Aplicação do graute epóxi ............................................................................................ 101
Figura 78 - Ranhura para abertura do vão ..................................................................................... 102
Figura 79 - Desenho esquemático da posição da barra de transferência ...................................... 103
Figura 80 – Retrofit......................................................................................................................... 104
Figura 81 – Espaços preparados para o grampeamento com barras paralelas ............................. 105
Figura 82 - Detalhe da ranhura preparada para o encaixe do grampo e no fundo uma ranhura
sendo aberta com o martelete ....................................................................................................... 105
Figura 83 - Detalhe do grampo já colocado ................................................................................... 106
Figura 84 - Exemplo de grampeamento executado e selado com microcimento ......................... 107
Figura 85 - Aplicação de microcimento por gravidade .................................................................. 108
Figura 86 - Selagem de fissuras de retração plástica ..................................................................... 108
xi
Lista de Quadros
Quadro 1: Camadas de um pavimento ............................................................................................ 22
Quadro 2: Classificação dos tipos de pavimentos ............................................................................ 22
Quadro 3: Tipos de Pavimentos de Concreto em Placas ................................................................. 26
Quadro 4: Elementos principais de um PCA .................................................................................... 29
Quadro 5: Principais diferenças entre rodovias e aeródromos ....................................................... 33
Quadro 6: Nível de Decisão na Gerência de Pavimentos ................................................................. 43
Quadro 7: Lista de Manifestações Patológicas de Pavimentos Rígidos - DNIT 061/2004-TER ........ 62
Quadro 8: Métodos de reparos de fissuras em pavimentos rígidos ................................................ 89
xii
Lista de Abreviaturas e Siglas
AASHO – American Association of State Highway and Transportation Officials
AASHTO – American Association of State Highway and Transportation Officials
ABCP – Associação Brasileira de Cimento Portland
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
ACRP – Programa de Pesquisa Cooperativa em Aeroportos
BL – Barra de Ligação
BT – Barra de Transferência de Carga
CAD – Concreto de alta resistência
CBR – California Bearing Rating
CCP – Concreto de cimento Portland
CCR – Concreto compactado com rolo
CCV – Concreto convencional
CPGP – Comissão Permanente de Gerência de Pavimentos
DNER – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem
DNIT – Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes
F.O. – Foreign Object
F.O.D. – Foreign Object Damage
FAA – Federal Aviation Administration
FHWA – Federal Highway Administration
FWD – Falling Weight Deflectometer
HDM – Highway Development and Management
ICP – Índice de condição do pavimento
IPR – Instituto de Pesquisas Rodoviárias
IRI – International Roughness Index
M&R – Manutenção e reabilitação
NBR – Norma Brasileira
NHI – National Highway Institute
PCA – Pavimento de concreto armado
PCAC – Pavimento de concreto com armadura contínua
PCC – Portland Cement Concrete
PCI – Pavement Condition Index
PCPM – Pavimento de concreto pré-moldado
PCPRO – Pavimento de concreto protendido
PCS – Pavimento de concreto simples
SGP – Sistema de Gerência de Pavimentos
SGPA – Sistema de Gerência de Pavimentos Aeroportuários
VB – Viga Benkelman
VDC – Valor deduzível corrigido
WT – Whitetopping
WTUD – Whitetopping ultradelgado
xiii
Sumário
Sumário ............................................................................................................................................ xiii
5. Estudo de Caso ......................................................................................................................... 86
5.1. Breve Histórico ................................................................................................................. 87
5.2. Métodos de Reparos ........................................................................................................ 88
5.2.1. Reparo de Espessura Plena de Placa Inteira ............................................................ 89
5.2.2. Reparo de Espessura Plena de Placa Parcial ............................................................ 94
5.2.3. Reparo de Espessura Parcial .................................................................................... 97
5.2.4. Restauração de Trincas ou Juntas Transversais e Longitudinais de Transferência de Carga (com barras de transferência) - Retrofit ...................................................................... 102
5.2.5. Restauração de Fissuras e Juntas Longitudinais (com barras de ligação) - Grampeamento ...................................................................................................................... 104
5.2.6. Selagem de Fissura de Retração Plástica ............................................................... 107
5.2.7. Colmatação de Fissura de Retração Plástica .......................................................... 109
6. Considerações Finais .............................................................................................................. 110
ANEXO A – GRAUS DE SEVERIDADE E CRITÉRIOS PARA CONTAGEM DOS DEFEITOS .................... 116
ANEXO B – INSTRUÇÕES PARA O CÁLCULO DOS ICP...................................................................... 123
15
1. Introdução
O sistema de transportes no Brasil vem passando por um processo de intensa
reestruturação. A globalização da economia tem levado a uma crescente exigência de
mobilidade por parte das sociedades e a uma procura, cada vez mais significativa, dos
serviços integrados de logística e transporte. Sob este ponto de vista, o transporte aéreo
tem assumido uma importância vital para o desenvolvimento econômico e social do país,
assim como as infraestruturas aeroportuárias que consequentemente desempenham um
papel relevante na vida de milhões de pessoas que procuram o transporte aéreo como
meio de deslocamento (FERNANDES, 2010). Aliado a esse fator, a competição entre as
empresas aéreas, barateando os preços das passagens, o maior dinamismo da economia
brasileira, a ampliação do turismo no Brasil e ainda os eventos que o Brasil teve a
oportunidade de sediar (Copa do Mundo da FIFA 2014 e Jogos Olímpicos Rio 2016)
aumentaram de forma expressiva o fluxo do transporte aéreo nacional.
O desempenho e a eficiência do transporte aéreo dependem, entre inúmeras
coisas, do correto funcionamento do complexo aeroportuário que, por sua vez, depende
necessariamente da adequada condição de operacionalidade das infraestruturas
relacionadas com a movimentação das aeronaves em solo, particularmente dos
pavimentos das pistas, da área de circulação e das plataformas de estacionamento, mas,
sobretudo, das pistas que podem tornar impraticáveis, ou difíceis, as operações das
aeronaves e dos seus equipamentos de apoio num aeroporto (FERNANDES, 2010).
A infraestrutura na qual os pavimentos aeroportuários fazem parte é chamada de
aeródromo. O aeródromo é o local que tem como objetivo possibilitar que as manobras
de pouso, decolagem, movimento e estacionamento de aeronaves sejam realizadas com
a máxima segurança, sendo constituído por equipamentos e construções necessárias para
cumprir este objetivo. Duas zonas, o lado ar e o lado terra, são as principais partes de um
aeródromo. O lado ar, de acesso restrito ao público, corresponde à área de
movimentação das aeronaves representada principalmente pelas pistas de pouso e
decolagem (runways), as pistas de rolagem ou táxis (taxiways) e os pátios de
estacionamento das aeronaves (aprons). O lado terra é constituído por todos os edifícios
16
e instalações com acesso livre tais como as salas de embarque e desembarque de
passageiros e carga, os estacionamentos veiculares, entre outras (DURAN, 2015).
As áreas pavimentadas dos dois lados, ar e terra, podem ser constituídas por
pavimentos flexíveis ou rígidos, dimensionados para cumprir as funções específicas de
cada área, possuindo características como espessura, qualidade e durabilidade suficiente,
que permitem suportar as cargas aplicadas e resistir à sua ação abrasiva, às condições
meteorológicas e a outros fatores (DURAN, 2015).
Enquanto os pavimentos flexíveis são compostos por um revestimento de
concreto asfáltico apoiado sobre um conjunto de camadas subsequentes que são
construídas com materiais cuidadosamente selecionados como solos ou misturas de solos
e materiais granulares, o principal elemento estrutural de um pavimento rígido é uma
“placa” de Concreto de Cimento Portland (Portland Cement Concrete - PCC), apoiada
sobre uma sub-base (ou um reforço do subleito caso seja necessário), podendo ser do
tipo armado ou protendido, com a finalidade de controlar e minimizar os efeitos danosos
das trincas e promover uma transferência do carregamento entre as placas.
Durabilidade e resistência são os principais trunfos dos pavimentos rígidos.
Enquanto pavimentos flexíveis são projetados para ter uma vida útil de aproximadamente
10 anos, os pavimentos de concreto são concebidos para operar por pelo menos 20 anos,
podendo chegar até 30 anos com intervenções mínimas. Essa menor necessidade de
manutenção pode, assim, diluir o ônus do maior investimento inicial que o pavimento
rígido requer para a implantação (LOTURCO, 2005).
Os pavimentos em aeroportos construídos com concreto de cimento Portland
apresentam vantagens, devido principalmente à sua grande durabilidade, e são
encontrados nas áreas de estacionamento de aeronaves de praticamente todos os
aeroportos de médio e grande porte do Brasil (RODRIGUES, 2004). Alguns especialistas
consideram como uma dificuldade a reduzida tolerância às patologias do material:
"pavimento de concreto tem sim alguns problemas que aparecem logo na hora - o
concreto trinca por uma falha no corte, uma falha executiva", identifica Paulo Fernando
Araújo da Silva, diretor da Concremat (OLIVEIRA, 2008).
17
1.1. Justificativa
A infraestrutura aeroportuária representa uma grande parcela dos recursos
financeiros da administração de aeroportos e a importância da conservação dos
pavimentos é evidente, uma vez que a sua deterioração pode contribuir para a ocorrência
de acidentes aéreos. Os recursos financeiros necessários para a construção e para a
adequada conservação de uma rede de pavimentos são elevados e, infelizmente, na
maioria das vezes, os recursos disponíveis para sua manutenção são insuficientes
(SHAHIN, 2005). Por esse motivo, os recursos financeiros investidos na infraestrutura
aeroportuária deveriam fazer com que uma das principais preocupações das autoridades
administrativas fosse a preservação da vida útil dos pavimentos, por meio do constante
monitoramento da estrutura e da correta execução de atividades de manutenção e
reabilitação (M&R). Isso seria mais fácil com a implantação de um sistema de gerência de
pavimentos aeroportuário (SGPA).
Segundo Fernandes Jr. et al. (2011), um Sistema de Gerência de Pavimentos (SGP)
tem como objetivo principal a obtenção do melhor retorno possível para os recursos
investidos, provendo pavimentos seguros, confortáveis e econômicos aos usuários e
representa a possibilidade de se avançar de um esquema de manutenção baseado apenas
na correção de problemas para um sistema de manutenção planejada, capaz de prolongar
a vida útil e garantir padrões mínimos de serviço em toda a rede. Uma programação
eficiente das atividades de M&R, resultante de um Sistema de Gerência de Pavimentos
Aeroportuários (SGPA), pode dar respostas às questões de como, quando e onde utilizar
os recursos financeiros disponíveis.
A tomada de decisão em diversas áreas da engenharia civil frequentemente
encontra problemas complicados e mal estruturados, para os quais as soluções são
estabelecidas com base em analogias com casos anteriores, numa mistura de intuição e
de experiência. A seleção da estratégia de manutenção mais apropriada para um
pavimento representa um desses problemas. A habilidade de tomada de decisão em
encontrar solução adequada para o problema depende de um equacionamento correto e
da aplicação de ferramentas apropriadas para a elaboração do diagnóstico do pavimento
(GONÇALVES, 2007).
18
Um dos entraves à difusão da tecnologia por aqui está ligado à baixa prática
executiva: é a escassez de conhecimento entre empresas e profissionais da construção.
"Promovemos cursos, procuramos melhorar na medida do possível", comenta Ronaldo
Vizzoni, gerente de infraestrutura da ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland).
"Mas falta também o ensino universitário. Dá para contar nos dedos as faculdades que
ensinam pavimentação no Brasil", afirma (apud OLIVEIRA, 2008).
Nas últimas décadas, tomando como base a experiência rodoviária, foram sendo
adotados sistemas de gestão de pavimentos como forma de organizar, sistematizar e
racionalizar as atividades de conservação dos pavimentos aeronáuticos e, dessa forma,
facilitar a seleção da técnica mais adequada para solucionar o problema identificado. No
entanto, a prática nacional nos diversos níveis de administração não prioriza planos de
manutenção e, como consequência, as obras emergenciais frequentemente provocam
prejuízos, com fechamento de pistas e atrasos de voos (MACEDO, 2008).
Segundo o engenheiro da ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland),
Ronaldo Vizzoni, tem-se "trabalhado e desenvolvido a recuperação de pavimentos antigos
de concreto". Vizzoni afirma que “em alguns momentos ocorre até uma carência de
máquinas recicladoras no mercado. Essa possibilidade, difundida na França e na Espanha,
vem ganhando espaço no Brasil nos últimos anos” (apud LOTURCO, 2005).
Os pavimentos rígidos, de concreto de cimento Portland, empregados nos
pavimentos de aeroportos, apresentam como principal vantagem sua durabilidade.
Geralmente esse tipo de pavimento exige pouca manutenção, reduzindo custos e
interrupções de tráfego. No entanto, algumas obras recentes têm apresentado
manifestações patológicas que reduzem a qualidade da pista e diminuem a vida útil
dessas estruturas e têm exigido reparos com pouco tempo de uso, ou até mesmo antes
da liberação ao tráfego. Erros de projeto, execução ou falta de manutenção podem
ocasionar essas manifestações patológicas (MAGGI e CASTELLANO, 2006).
Neste trabalho foi dada ênfase ao método de reparo de fissuras em pavimentos
do Aeroporto do Galeão, uma vez que foi a principal atividade de manutenção executada
durante a realização do estudo de caso.
19
1.2. Objetivo
O objetivo principal desse trabalho é identificar os diferentes tipos de fissuras que
podem se manifestar em um pavimento rígido e suas causas, além de selecionar o
método de reparo mais adequado, considerando o propósito de cada um. Pretende-se,
também, descrever o procedimento construtivo de cada método de reparo, para que sua
execução seja de boa qualidade e apresente um bom desempenho.
Consequentemente espera-se com isso aumentar a capacidade estrutural e
funcional do pavimento; prevenir quanto à recorrência das mesmas manifestações
patológicas no futuro; onerar o mínimo possível a operação de um aeroporto devido as
suas necessidades de reparos rápidos, para não ocorrerem interdições de pista, e
nenhuma possibilidade de material solto nas pistas e taxiways; garantir, assim, o conforto
e a segurança esperados para passageiros e tripulação de uma aeronave que utilize tal
pavimento, com os reparos feitos da maneira como serão exemplificados no conteúdo
deste trabalho.
1.3. Estrutura do Trabalho
Neste primeiro capítulo, apresenta-se uma breve introdução sobre o cenário em
que o trabalho está sendo realizado, além da justificativa da pesquisa e seus objetivos.
Para a fundamentação teórica, foi realizada uma revisão bibliográfica sobre os
assuntos que são importantes para o trabalho. A revisão bibliográfica apresentada foi
dividida em 3 capítulos (capítulos 2, 3 e 4).
No segundo capítulo, apresentam-se os principais tipos de pavimentos e as
principais características de pavimento de concreto de cimento Portland.
O terceiro capítulo discorre sobre conceitos ligados à gerência de pavimentos
aeroportuários (SGPA), assim como todos os componentes de um SGPA.
O capítulo quatro discorre sobre as diversas manifestações patológicas que podem
ser encontradas em um pavimento de concreto de cimento Portland, priorizando as
causas de cada tipo de fissura.
20
No capítulo cinco, é apresentado o estudo de caso, com os métodos de reparos
para cada tipo de fissura apresentada no capítulo anterior e o detalhamento preciso de
cada etapa de cada método de reparo.
O capítulo final contém as considerações finais, sintetizando e reiterando os
pontos principais de toda a dissertação.
Por fim, será apresentada a referência bibliográfica utilizada na elaboração deste
trabalho, seguida dos anexos A e B.
21
2. Pavimentos de Concreto de Cimento Portland
2.1. Pavimentos
2.1.1. Conceitos
A NBR 7207/82 – Terminologia e Classificação de Pavimentos, da Associação
Brasileira de Normas Técnicas (ABNT, 1982), define pavimento como uma estrutura
construída após a terraplenagem e destinada, econômica e simultaneamente, em seu
conjunto a:
Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais oriundos dos veículos;
Melhorar as condições de rolamento quanto ao conforto e segurança;
Resistir aos esforços horizontais que nela atuam, tornando mais durável a superfície de
rolamento.
O pavimento é uma estrutura 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 com mínimo custo
possível, considerados diferentes horizontes para serviços obrigatórios de manutenção
preventiva, corretiva e de reabilitação (BALBO, 2007).
Na prática, o pavimento é composto, pelo menos, por dois elementos: a capa ou
revestimento, que fica em contato direto com o pneumático, e a base, que resiste e
distribui os esforços verticais, fazendo com que a pressão aplicada no subleito seja bem
inferior àquela aplicada no revestimento. Além dessas camadas podem ser necessárias
outras camadas como a sub-base e o reforço do subleito (SENÇO, 1997).
O subleito é considerado como fundação do pavimento e não faz parte deste. Sua
capacidade de suporte define a espessura de cada camada do pavimento. Subleitos ruins
exigem uma espessura total de pavimento maior. Como as solicitações no pavimento são
maiores, à medida que se afasta do subleito em direção à superfície, nas camadas
superiores utilizam-se materiais mais nobres que aqueles utilizados nas camadas
22
inferiores (SENÇO, 1997). O Quadro 1 mostra um resumo das camadas que um pavimento
pode conter.
Quadro 1: Camadas de um pavimento
Fonte: NBR 7207/82.
2.1.2. Classificação
De uma forma geral, os pavimentos são classificados em flexíveis, semirrígidos e
rígidos (Quadro 2).
Quadro 2: Classificação dos tipos de pavimentos
Flexível Aquele em que todas as camadas sofrem deformação elástica significativa sob o carregamento aplicado 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.
Semirrígido 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.
Fonte: NBR 7207/82.
Por outro lado, não é difícil encontrar autores que classifiquem os pavimentos em
apenas dois tipos, em função apenas do material de revestimento do pavimento,
desconsiderando as camadas intermediárias, ou seja, pavimento flexível, aquele
executado com revestimento de material asfáltico, e pavimento rígido, aquele executado
com revestimento de concreto de cimento Portland. Quando se tem, sob o revestimento
Reforço do subleito
Camada construída entre o subleito e a sub-base, para aumentar a resistência da fundação do pavimento.
Sub-base Camada complementar à base, quando por qualquer circunstância não seja aconselhável construir o pavimento diretamente sobre o leito obtido pela terraplanagem.
Base Camada destinada a resistir e distribuir os esforços verticais oriundos dos veículos, sobre a qual se constrói um revestimento.
Revestimento Camada, tanto quanto possível impermeável, que recebe diretamente a ação do rolamento dos veículos, que se destina, econômica e simultaneamente, a melhorar as condições do rolamento quanto à comodidade e segurança e resistir aos esforços horizontais que nele atuam, tornando mais durável a superfície de rolamento. Um revestimento pode ser construído diretamente sobre o leito, sobre uma base ou mesmo uma sub-base.
23
asfáltico, uma base cimentada, o pavimento é dito semirrígido (DE MEDINA e MOTTA,
1997).
A Figura 1 mostra a diferença dos perfis estratigráficos entre o pavimento flexível
e rígido.
Figura 1 - Perfis de pavimentos: flexível (esquerda) e rígido (direita)
Fonte: DE MEDINA e MOTTA, 1997.
Balbo (2007) determina que a diferença mais expressiva entre pavimentos rígidos
e flexíveis é a forma como cada qual distribui no solo da fundação (subleito) os esforços
sobre si aplicados. Enquanto uma dada carga atuante sobre um pavimento flexível impõe
nessa estrutura um campo de tensões muito concentrado, nas proximidades do ponto de
aplicação dessa carga (Figura 2), em um pavimento rígido, verifica-se um campo de
tensões bem mais disperso, com os efeitos da carga distribuídos de maneira semelhante
em toda a dimensão da placa, o que proporciona menores magnitudes de esforços
verticais (pressões) sobre o subleito. Assim, em linhas gerais, um pavimento com resposta
mecânica rígida impõe pressões bem mais reduzidas sobre o subleito, para uma mesma
carga aplicada. (BALBO, 2007).
24
Figura 2 - Resposta mecânica de pavimento flexível: pressões concentradas (esquerda) e Resposta mecânica de pavimento rígido: pressões distribuídas (direita)
Fonte: BALBO, 2007.
Portanto, no pavimento flexível o revestimento funciona como camada de
rolamento, sendo as outras camadas, base, sub-base e reforço do subleito, responsáveis
por absorver os esforços devidos ao tráfego; enquanto, no pavimento rígido, a camada de
concreto tem a função de servir tanto como camada de rolamento quanto como de base,
suportando e distribuindo os esforços oriundos do tráfego e, consequentemente,
diminuindo os esforços aplicados ao subleito. Como as placas de concreto respondem
pela maior parte da capacidade estrutural do pavimento, a resistência do concreto é
fundamental para o seu dimensionamento e deve ser verificada quanto à resistência à
tração na flexão, que deve ser determinada a partir de corpos de prova prismáticos,
moldados e curados conforme NBR 5738, e rompidos conforme NBR 12142.
2.2. Pavimentos de Concreto de Cimento Portland
2.2.1. Breve Histórico
O concreto é, depois da pedra, da argila e da madeira, um dos materiais de
construção mais antigos que a humanidade conhece. Os romanos produziam um tipo de
concreto com cinza vulcânica (pozolana natural) e cal que permitia a moldagem e a
soldagem de peças formadas por grandes blocos de pedra. Pode-se afirmar que sua
origem, em tempos mais recentes, remonta ao ano de 1756, quando John Smeaton
utilizou pela primeira vez uma argamassa calcinada na construção do farol de Eddystone
(ARAUJO et al., 2000).
25
Foi somente a partir de 1824, entretanto, com o advento do cimento Portland,
que o concreto assumiu um lugar de destaque entre os materiais de construção, devido à
versatilidade que oferecia, comparativamente aos demais produtos, possibilitando a
moldagem, com relativa facilidade, das mais diversas formas arquitetônicas. Surgiram,
então, as primeiras especificações para concreto baseadas no estudo científico de seus
elementos constitutivos e das suas propriedades físicas (MEHTA e MONTEIRO, 1994).
Com a expansão da utilização do cimento Portland nas construções, na segunda
metade do século XIX, o concreto viria a ser utilizado na pavimentação de vias, como
ocorreu pela primeira vez em Grenoble (França), em 1876 (CORINI, 1947).
Nos Estados Unidos, também nesse mesmo ano, na cidade de Bellafontaine, Ohio,
era construído o primeiro pavimento urbano de concreto – fato bem documentado, ao
contrário do caso francês, que, embora mal documentado, é atestado por alguns
pesquisadores europeus na primeira metade do século XX (BALBO, 2007).
Balbo (2009) descreve que, de uma certa forma, ele continua com a dúvida, pois
os europeus eram usuários compulsivos do concreto, e não os americanos.
De acordo com Penteado (1929), a primeira estrada em concreto no Brasil foi o
antigo Caminho do Mar, entre Riacho Grande e Cubatão. Sua construção iniciou-se em
1925 e foi concluída em 1926, com uma extensão de aproximadamente 8 km, seguida da
construção da Serra de Petrópolis, no Estado do Rio de Janeiro, com 23 km de extensão
no trecho em serra, construída a partir do ano de 1927, totalmente em concreto, com
duas faixas de largura de 3,25 m, em pista simples.
No setor aeroportuário, a primeira experiência foi realizada na construção de um
pátio de estacionamento de aeronaves de um hangar de manutenção, na cidade de São
Carlos (SP), destinado a receber aeronaves do porte do Airbus A330, que apresenta
espessura de 20 cm, armadura dupla (telas soldadas) e espaçamento de juntas de até 15
m (RODRIGUES, 2004).
26
2.2.2. Tipos de Pavimentos de Concreto
Os pavimentos de concreto são aqueles cuja camada de rolamento (ou
revestimento) é elaborada com concreto (produzido com agregados e ligantes
hidráulicos), o que pode ser feito com diversas técnicas de manipulação e elaboração do
concreto, que apresentam suas particularidades de projeto, execução, operação e
manutenção. No Quadro 3, apresentam-se os tipos de pavimentos de concreto (BALBO,
2009).
Quadro 3: Tipos de Pavimentos de Concreto em Placas
Denominação Símbolo Principais características estruturais e construtivas
Pavimento de concreto simples
PCS Concreto de alta resistência em relação a concretos estruturais para edifícios, que combatem os esforços de tração na flexão gerados na estrutura, por não possuir armaduras para isso. A presença de juntas serradas de contração (para controle da retração) pouco espaçadas é marcante (Figura 3).
Pavimento de concreto armado
PCA Concreto que trabalha em regime de compressão no banzo comprimido, mas sem sofrer esmagamento. No banzo tracionado estão as armaduras resistentes aos esforços de tração, o que faz dele um concreto convencional armado. Há juntas serradas, porém de modo mais espaçado que no PCS (Figura 4).
Pavimento de concreto com armadura contínua
PCAC Concreto que tolera a fissuração de retração, transversalmente, de modo aleatório. A armadura contínua, colocada pouco acima da linha neutra, na seção transversal da placa, cabe a tarefa de manter as faces fissuradas fortemente unidas. Não se executam juntas de contração nesse pavimento, com exceção das construtivas.
Pavimento de concreto protendido
PCPRO Concreto que permite placas de grandes dimensões planas e menores espessuras, trabalhando em regime elástico (Figura 5).
Pavimento de concreto pré-moldado
PCPM As placas de concreto pré-moldadas atendem à necessidade de transporte. São normalmente fabricadas sob medida, com elevado controle e precisão, para a rápida substituição de placas em pavimentos de concreto deteriorados (Figura 6).
Whitetopping WT Nova camada de revestimento de um antigo pavimento asfáltico de concreto, que poderá ser em PCS, PCA, PCAC, PCPRO ou PCPM, de acordo com os respectivos padrões construtivos dessas soluções (Figura 7).
Whitetopping ultradelgado
WTUD Camada delgada de concreto, de elevada resistência, lançada sobre a antiga superfície asfáltica fresada, que apresenta placas de pequenas dimensões e trabalha por flexão e deflexão. As juntas de contração são serradas com espaçamentos pequenos e, em geral, utiliza-se concreto de alta resistência (Figura 8).
Loturco (2005) define junta longitudinal como mini juntas de contração, que são
necessárias para evitar o trincamento e as quebras ocasionadas pela movimentação
térmica das placas, tendo a profundidade de 1/3 da espessura do revestimento. Elas
31
devem ser cortadas 24 horas após a concretagem. A junta transversal tem função idêntica
à da junta longitudinal, porém provoca pré-conceito de desconforto ao rolamento dos
pavimentos rígidos e seu corte deve ocorrer de 6 a 12 horas após o lançamento do
concreto.
Todas as juntas, longitudinais e transversais, devem passar pelo processo de
selagem. A selagem das juntas de um pavimento de concreto é uma prática que tem
como objetivo impedir a infiltração de água e de materiais sólidos (como areia, pequenos
pedregulhos e outros corpos estranhos) através delas. A selagem é feita com um material
elástico que permite a movimentação e gera um alívio de tensões. A Figura 10 mostra
apenas a aplicação deste material. As juntas de expansão são feitas, então, apenas em
encontros com obras-de-arte.
Figura 10 - Aplicação de selante de juntas em um pavimento rígido
Fonte: PEDRO VITÓRIA, 2016.
Balbo (2009) ainda afirma que, exatamente nas juntas transversais são
posicionadas as barras de transferência de carga (BT) de tal sorte que as cargas aplicadas
sobre a placa, próximas à junta transversal, têm seus efeitos aliviados pela presença das
BT, que deslocam parte dos esforços para a placa subsequente, fazendo com que as
placas sucessivas trabalhem solidariamente naquela região. Esse efeito é denominado
“transferência de carga” e ocorre em qualquer junta de pavimentos de concreto em
placas, conforme mostra a Figura 11.
32
Figura 11 - Comportamento de um pavimento de concreto sem BT (esquerda) e com BT (direita)
Fonte: LOTURCO, 2005.
Nas juntas longitudinais são dispostas as chamadas barras de ligação (BL), cuja
função é evitar o deslocamento horizontal relativo entre placas lateralmente dispostas,
que ocorre pelo engastamento da armadura em ambas as placas de concreto (BALBO,
2009).
Em casos em que não se consegue determinar o sentido principal do tráfego de
aeronaves, como, por exemplo, em um pátio de aeronaves, as barras de ligação são
substituídas por barras de transferência de carga.
Ainda com relação à elevada taxa de armadura na placa de concreto, é necessário
recordar que tal armadura passa a controlar a ocorrência de fissuras de retração,
especialmente de natureza hidráulica, durante as idades iniciais de cura do concreto
(BALBO, 2009).
2.2.4. Comparativo entre pavimentos aeroportuários e rodoviários
Algumas diferenças importantes existem entre os pavimentos aeroportuários e
rodoviários, quanto às suas características geométricas e físicas, decorrentes das
solicitações dos veículos (Quadro 5). No entanto, na opinião de Yoder e Witczak (1975),
os pavimentos aeroportuários e rodoviários têm alguns pontos em comum em relação a
seus princípios gerais. Diversas diferenças fundamentais existem entre os dois tipos de
pavimento, destacando-se entre elas as repetições e a magnitude das cargas aplicadas, a
pressão de enchimento e largura dos pneus, a configuração dos trens de pouso, o
posicionamento do centro de gravidade de cada aeronave, a seção geométrica da via e as
espessuras das camadas que conformam a estrutura do pavimento. Tanto os pavimentos
33
aeroportuários como os rodoviários baseiam-se nos mesmos critérios para o
dimensionamento, no entanto o valor que cada um assume é bastante diferente.
Quadro 5: Principais diferenças entre rodovias e aeródromos
Característica Rodovias Aeródromos
Largura das pistas Comumente de 7 a 10m 20 a 50 m (rolagem: 10 a 25m)
Comprimento Vários quilômetros Até cerca de 4000 m
Cargas Aprox. 10 t./eixo, veículos de até 45 t. 100 t. ou mais por trem de pouso principal, aeronaves de até 500 t.
Frequência da repetição das cargas
Por exemplo: 2000 veículos por dia, vários milhões na vida de serviço do
pavimento.
Pequena, por dia: 50 a 700; menos de 6 milhões na vida de serviço do pavimento.
Pressão de enchimento dos
pneus
100 a 120 psi (0,69 a 0,83 MPa) para caminhões pesados
130 a 250 psi (0,90 a 1,72 MPa) para aeronaves de médio e grande porte
Distribuição transversal da carga
nas pistas
Impacto do veículo no pavimento
Pequeno Grande no pouso, porém minorado pela
sustentação do ar e amortecimento.
Ação das cargas dinâmicas (vibrações) de veículos parados
Relevante somente nas ruas, semáforos, cruzamentos, etc.
Importante quando do acionamento dos motores, com as rodas do trem de pouso
travadas e antes da decolagem
Geometria das rodas
Exemplos de alguns trens de pouso de aeronaves segundo a FAA (2009).
Fonte: DURAN, 2015 (adaptada de MEDINA e MOTTA, 2005).
34
No caso dos pavimentos aeroportuários, o peso total das aeronaves é superior ao
dos veículos que circulam nas rodovias, não obstante o número de repetições de cargas é
superior nos pavimentos rodoviários do que nos aeroportuários.
Outra diferença destacável é a pressão de enchimento dos pneus, no caso dos
pneus de um avião esta pressão é muito superior quando comparada com um veículo.
Para caminhões pesados, a pressão de enchimento dos pneus geralmente varia de 100 a
120 psi, enquanto o intervalo de pressão para um avião pode ser de 130 até 250 psi
(DURAN, 2015).
35
3. Sistemas de Gerência de Pavimentos Aeroportuários (SGPA)
Historicamente, as autoridades aeroportuárias assumiram a maioria das decisões
relacionadas com as atividades de manutenção e reabilitação (M&R) sem considerar um
banco de dados documentados, baseando-se apenas nas necessidades imediatas ou na
experiência profissional, ao invés do planejamento de longo prazo. Essa forma de
trabalhar impede que as autoridades aeroportuárias possam avaliar de forma eficaz os
custos e o desempenho das estratégias alternativas de M&R, ocasionando, em alguns
casos, o uso ineficiente dos recursos financeiros. Para que os responsáveis pela
administração da infraestrutura aeroportuária consigam tomar as decisões corretas para
que seus recursos financeiros disponíveis sejam alocados eficientemente, a escolha da
melhor atividade de M&R pode ser determinada com base na previsão dos efeitos de
cada uma das atividades propostas (DURAN, 2015).
Uma metodologia eficiente que visa melhorar o processo da tomada de decisões é
o Sistema de Gerência de Pavimentos (SGP), que possibilita receber um feedback baseado
em escolhas feitas, de modo a garantir que as decisões sejam consistentes, organizadas e
bem fundamentadas.
3.1. Breve Histórico do Sistema de Gerência de Pavimentos
De acordo com a National Highway Institute – NHI (1998) o primeiro Sistema de
Gerência de Pavimentos (SGP) foi desenvolvido nos EUA na metade dos anos 1970,
utilizando um banco de dados digital. A necessidade de preservar a malha rodoviária
existente foi a principal motivação para o desenvolvimento do SGP.
A American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO)
publicou o seu primeiro guia sobre gerência de pavimentos em 1985, válido em todo o
território americano. Logo depois, a Federal Fighway Administration (FHWA) estabeleceu
que todos os estados norte americanos tinham que implantar um SGP para as suas
malhas rodoviárias federais (rodovias interestaduais e principais, como requisito para
receber investimentos (NHI, 1998).
36
No ano de 1990, a AASHTO publicou mais um guia de SGP, elaborado por Fred
Finn e Dade Paterson, mais completo que a versão de 1985, entretanto o mesmo foi
substituído por um guia de SGP mais recente chamado Pavement Management Guide
(AASHTO, 2001).
Os conceitos e necessidades de implantação de Sistemas de Gerência de
Pavimentos logo se espalharam pelo mundo, em grande parte impulsionado pelo
programa Highway Development and Management (HDM) do World Bank, sendo a
aplicação de sua metodologia requerida para a obtenção de investimentos em
infraestrutura rodoviária. Com essa imposição, países em desenvolvimento vêm
aplicando a metodologia do HDM desde os anos 1980, quando foi desenvolvida a
primeira versão do software HDM-III, com base técnica conceitual estabelecida nestes
países (ALBUQUERQUE, 2007). A versão atual do software é o HDM-4, na qual foram
implementadas novas ferramentas que auxiliam na análise regionalizada, permitindo a
calibração de modelos utilizados no software e conhecimentos locais de engenharia.
O DNIT (2011) afirma que, no Brasil, a implantação do Sistema Gerência de
Pavimentos se daria a partir de 1982, quando a Direção da Autarquia, por iniciativa do
Instituto de Pesquisas Rodoviárias - IPR, decidiu formalizar a criação da Comissão
Permanente de Gerência de Pavimentos – CPGP, presidida pelo IPR e contando com
representantes dos demais setores técnicos do DNER.
Posteriormente, no período 1985/1986, foram estabelecidos a metodologia e os
procedimentos para utilização dos resultados dos levantamentos de campo no Sistema
HDM-III, selecionado para avaliar economicamente as alternativas de manutenção para
todos os trechos da rede federal pavimentada. Desde então, o Sistema HDM-III foi
empregado no Sistema de Gerência de Pavimentos para avaliação da rede federal e para
a definição das prioridades de restauração. Foram, também, à época, elaborados
programas para recebimento das informações e montagem de um Banco de Dados. Para
complementação das informações coletadas, passaram a compor as instruções de
levantamento de campo as Normas DNER-ME 24/78 e DNER-PRO 07/78, que
disciplinavam a determinação das Deflexões com Viga Benkelman e a Avaliação Subjetiva
37
dos Pavimentos, respectivamente. Posteriormente, as referidas normas foram revisadas e
substituídas respectivamente, pelas Normas DNER-ME 024/94 e DNIT 009/2003-PRO.
Albuquerque (2007) cita que, no início dos anos 2000, o Brasil migrou para a
utilização do novo modelo de análise técnica e econômica de rodovias do Banco Mundial,
o HDM-4. Muitos estados brasileiros o utilizam atualmente, mas estão em fase de
implantação de SGPs próprios para suas malhas rodoviárias (a maioria em estruturação
de Bancos de Dados).
3.2. Conceito de Sistema de Gerência de Pavimentos
Segundo o DNIT (2011), Sistema de Gerência de Pavimentos é composto por um
conjunto de atividades que envolvem o planejamento, o projeto, a construção e a
manutenção dos pavimentos. Como principais fatores externos podem ser citados os
recursos orçamentários, os dados necessários ao sistema e as diretrizes políticas e
administrativas. A Figura 12 ilustra resumidamente a estrutura de um Sistema de
Gerência de Pavimentos.
Figura 12 - O Sistema de Gerência de Pavimentos
Fonte: DNIT, 2011
38
Dentro de um Sistema de Gerência de Pavimentos é de grande importância a
execução das atividades de manutenção e reabilitação (M&R). Não bastam a escolha da
melhor estratégia de intervenção e o estabelecimento da melhor lista de prioridades, é
necessário também que os serviços sejam executados corretamente (FERNANDES JR. et
al., 1999).
Segundo o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes – DNIT
(2006), a vida útil do pavimento se inicia em uma condição ótima até alcançar, devido a
diversos fatores, uma condição ruim. Este decréscimo de condição ou de serventia é
denominado deterioração do pavimento. Essa diminuição da qualidade do pavimento
está relacionada ao seu desempenho funcional. O desempenho funcional refere-se à sua
capacidade de fornecer uma superfície adequada, em termos de qualidade de rolamento,
enquanto o desempenho estrutural está relacionado com sua capacidade de manter sua
própria integridade estrutural.
Para corrigir os defeitos, proteger os investimentos e proporcionar aos usuários
uma superfície de rolamento confortável, segura e econômica, são realizadas as
atividades de manutenção e reabilitação. Existe estreita relação entre o desempenho dos
pavimentos, as estratégias de intervenção, as datas de realização das atividades de
manutenção e reabilitação e os custos (FERNANDES JR. et al., 1999).
Traçando um paralelo com o custo gerado por uma alteração de projeto ao longo
de uma obra onde se a alteração acontece no início temos um custo relativamente baixo,
mas se porventura acontecer a necessidade de uma alteração de projeto com uma boa
parte da obra já concluída, será gerado um custo muito maior do que se o problema fosse
antecipado e a alteração acontecesse no início da obra. Assim acontece quando se tem
atrasos nas atividades de manutenção e reabilitação, como é mostrado na Figura 13, pois
as estruturas dos pavimentos sofrem deterioração acelerada, quando tem algum dano
que pode ser recuperado.
39
TEMPO (ano)
Índice de Serventia
0
5 75 %
17%
40%
40%
R$ 1,00 gasto neste
ponto …
Custará R$ 4,00 se adiado até
este ponto
5 10 15 20
Figura 13 - Custo de uma intervenção relacionado com o índice de serventia de um pavimento
Fonte: FERNANDES JR. et al., 1999.
Pode-se observar na Figura 13 que na maioria de sua vida de serviço (75%,
equivalente a cerca de quinze anos) o pavimento apresenta uma queda de 40% na sua
qualidade, porém seu comportamento é relativamente estável e apresenta ainda um
desempenho regular, porém assim que atinge esse limiar (25% restante, equivalente a
um período de cinco anos) começa a deteriorar-se rapidamente. No entanto, vale lembrar
que o número de anos ao longo dos quais um pavimento permanece em boas condições
depende de diversos fatores, tais como o tipo e a qualidade dos materiais e das técnicas
construtivas, a ação do tráfego, as condições climáticas e as diferentes atividades de
manutenção e reabilitação.
3.3. Objetivos e Benefícios da Gerência de Pavimentos Aeroportuários
Os Sistemas de Gerência de Pavimentos Aeroportuários (SGPA) constituem uma
ferramenta de apoio à decisão indispensável para as autoridades responsáveis pela
administração aeroportuária. Um SGPA segue estritamente os princípios e conceitos
fundamentais de todo SGP visando a conservação contínua dos pavimentos, de modo a
prolongar sua vida útil, garantir a segurança das operações aéreas, e otimizar os recursos
disponíveis para as atividades de M&R necessárias. Do mesmo modo, além de avaliar a
condição atual do pavimento, os SGPA predizem sua condição futura através do PCI,
índice utilizado para analisar a condição atual do pavimento, projetar sua taxa de
deterioração, analisar o custo do ciclo de vida e determinar as alternativas de
manutenção que apresentem os melhores benefícios.
40
Na opinião da FAA (2006) apud DURAN (2015), um SGPA fornece procedimentos
consistentes, objetivos e sistemáticos que permitem estabelecer políticas de manutenção
da infraestrutura, definir prioridades e cronogramas de atividades e alocar
eficientemente os recursos destinados à manutenção e reabilitação dos pavimentos.
Além disso, um SGPA tem a capacidade de armazenar todo tipo de informação
relacionada com a infraestrutura de modo a proporcionar recomendações específicas das
ações necessárias para manter a rede de pavimentos em um nível de serviço aceitável,
que garanta a segurança das operações aéreas.
Fernandes Jr. et al. (1999) ainda afirmam que um dos objetivos principais de um
SGPA é fornecer respostas para as seguintes questões:
O que precisa ser feito numa determinada rede de pavimentos? (Seleção da estratégia
ótima).
Como devem ser executados os serviços? (Definição das atividades de manutenção e
reabilitação para cada seção).
Quando serão necessárias intervenções para evitar a ruptura e prolongar a vida em
serviço do pavimento?
Onde se localizam os projetos prioritários?
Segundo o DNIT (2011) a tarefa de determinar como fazer, o que fazer e quando
fazer serviços de restaurações nos pavimentos pode ser desenvolvida por meio de
modelagem, como um problema de otimização. A meta é maximizar a condição média da
rede rodoviária para um horizonte de planejamento plurianual.
O emprego dos SGPA traz inúmeros benefícios. Do ponto de vista técnico, os SGPA
incluem um banco de dados informatizado que armazena toda informação inerente aos
pavimentos. O banco de dados facilita o acesso e a consulta da informação, permitindo
obter relatórios dos dados disponíveis sobre a condição do pavimento de uma
determinada rede. Assim, o principal benefício de um SGPA é fornecer uma forma mais
eficiente de monitorar a condição dos pavimentos e sugerir planos de M&R adequados. A
possibilidade de analisar tendências de deterioração do pavimento nas várias seções que
constituem uma rede é também um benefício dos SGPA. Com um SGPA é possível
41
desenvolver modelos de previsão de desempenho que preveem a evolução da condição
dos pavimentos ao longo do tempo, permitindo localizar as seções da rede que precisam
de intervenção, estabelecer prioridades e determinar a melhor solução com base em
atividades de M&R que atendam aos critérios da melhor relação custo/benefício (DURAN,
2015).
Para FAA (2006), o uso de um SGPA traz os seguintes benefícios:
Fornece uma avaliação objetiva e consistente da condição da rede de pavimentos;
Provê uma base sistemática e documentada para determinar as necessidades de M&R;
Identifica o orçamento necessário para manter os pavimentos em diferentes níveis de
serviço;
Providencia informação sobre a condição atual e futura dos pavimentos da rede;
Determina o custo do ciclo de vida de várias alternativas de M&R;
Identifica o impacto gerado na rede de pavimentos como consequência da execução
de grandes intervenções ou reparos.
3.4. Componentes de um SGPA
Segundo Duran (2015), um SGPA deve conter um banco de dados com todas as
informações relacionadas com a condição dos pavimentos, que deve ser coletada e
atualizada periodicamente, assim como as estratégias de M&R que devem ser
identificadas, juntamente com os critérios de decisão e as políticas de manutenção
correspondentes para determinar quais procedimentos de M&R devem ser aplicados.
Além disso, os SGPA precisam conter modelos de previsão de desempenho, custos de
estratégias alternativas e procedimentos de otimização que levem em conta o ciclo de
vida completo do pavimento. Um SGPA que cumpre com esses critérios geralmente inclui:
Um meio sistemático de coleta e armazenamento de informações;
Um sistema exato e preciso para avaliar a condição do pavimento;
Métodos para predizer a condição futura do pavimento;
Métodos para gerar modelos de desempenho de pavimentos (tanto da condição
passada como da futura);
42
Procedimentos para determinar as consequências na condição do pavimento e o custo
do ciclo de vida para um determinado orçamento de M&R;
Estratégias específicas para determinar as necessidades de orçamento e cumprir os
objetivos da gerência, como a conservação de uma condição mínima;
Procedimentos necessários para a formulação e priorização de projetos de M&R.
Os componentes essenciais de um SGPA incluem (DURAN, 2015):
Banco de dados: deve armazenar informações sobre a estrutura do pavimento, assim
como o histórico das manutenções feitas na estrutura, incluindo custos, dados de
tráfego e da condição do pavimento, são elementos indispensáveis para selecionar as
estratégias de M&R mais adequadas e fazer uma boa manutenção do pavimento.
Estrutura do pavimento: data em que o pavimento foi originalmente construído,
espessuras e materiais que compõem sua estrutura, assim como os recapeamentos
e reabilitações subsequentes.
Histórico de manutenção: registro de todas aquelas atividades de M&R que foram
executadas no pavimento e seus respectivos custos.
Dados de tráfego: informações sobre o número de pousos e decolagens e sobre o
tipo de aeronaves operando no aeródromo.
Dados da condição do pavimento: obtida através da avaliação objetiva, sistemática
e precisa da superfície. Um sistema de classificação da condição do pavimento
oferece uma classificação da condição da superfície de um pavimento que pode ser
relacionado com o seu desempenho estrutural. O levantamento periódico desses
dados é essencial para monitorar e modelar o desempenho do pavimento e
preparar um cronograma de atividades de M&R.
Recursos do sistema: representam a estrutura de um SGPA (DURAN, 2015).
Previsão da condição futura do pavimento: para posteriormente desenvolver planos
plurianuais de M&R de forma ótima.
Determinação dos melhores planos de M&R: identificar onde e quando as
atividades de M&R serão necessárias e aproximadamente quanto isso vai custar, de
forma a definir quais prioridades se encaixam nos recursos disponíveis.
Determinação das exigências orçamentárias: um SGPA deve ser capaz de conservar
os pavimentos acima de uma condição ou nível de serviço especificado e a execução
43
das principais necessidades de M&R ao longo de um determinado período.
Formulação e priorização dos projetos de M&R: para transformar um plano ideal de
M&R em um projeto prático e executável.
A partir do momento que o SGPA é estabelecido, o uso de um programa
computacional de gerência de pavimentos torna eficiente a tomada de decisões nos dois
níveis importantes de gerência.
3.5. Níveis de Gerência
Tradicionalmente, o processo decisório de um Sistema de Gerência de Pavimentos
pode ser dividido em nível de rede e em nível de projeto (DNIT, 2011).
Quadro 6: Nível de Decisão na Gerência de Pavimentos
Nível de Rede
Indica os trechos prioritários da malha rodoviária que devem ser objeto de investimentos em manutenção, de forma que os recursos públicos alocados para um determinado período tenham o melhor retorno econômico. O conjunto das recomendações tem como principal objetivo permitir a elaboração de um Programa Plurianual de Investimentos, no qual estejam contemplados os projetos e as obras que serão realizadas em médio prazo.
Nível de Gerência
Envolve atividades detalhadas do próprio projeto e da execução de obras em um trecho específico da malha, atividades essas que deverão subsidiar orçamentos e programas de curto prazo. É claro que a otimização do Sistema de Gerência de Pavimentos requer a perfeita integração entre esses níveis de decisão, o que nem sempre é uma tarefa trivial. Logicamente, à medida que a complexidade e o tamanho da rede a ser analisada aumentam o nível de detalhamento das informações forçosamente diminui, e vice-versa. Não deve haver, contudo, uma linha divisória entre os níveis de decisão, procurando-se, isto sim, uma integração, tanto nos aspectos técnicos como nos administrativos.
Fonte: DNIT, 2011.
Os componentes desses dois níveis administrativos podem ser caracterizados
conforme a Figura 14.
44
Figura 14 - Fluxograma dos componentes de um SGP em nível de rede e nível de projeto
Fonte: FERNANDES JR. et al., 1999.
3.5.1. Nível de Rede
A gerência de pavimentos em nível de rede trabalha com informações resumidas,
relacionadas a toda a malha viária, utilizadas para a tomada de decisões essencialmente
administrativas (planejamento, programação e orçamento) (FERNANDES et al., 1999).
Para muitos administradores, nos custos totais de um SGP, a coleta de dados é o
componente mais representativo. Em função disso, busca-se cada vez mais desenvolver e
utilizar equipamentos automatizados para esta tarefa, que permitam a aquisição dos
dados no campo, de forma mais rápida e com o mínimo de interferência no fluxo normal
do tráfego, além de processarem os dados obtidos com melhor desempenho, produzindo
informações precisas das condições avaliadas (DNIT, 2011).
1.1.1. Nível de Projeto
A gerência de pavimentos em nível de projeto envolve o dimensionamento,
construção, manutenção e reabilitação. Trabalha com informações técnicas detalhadas,
relacionadas a seções específicas do pavimento, incluindo um diagnóstico detalhado dos
defeitos, suas causas prováveis e métodos corretivos alternativos (FERNANDES et al.,
1999).
45
Para este nível, as decisões, além de administrativas, são técnicas e econômicas,
incluindo a previsão da durabilidade do pavimento após a execução de diferentes
estratégias de manutenção e de reabilitação, para cada segmento específico, e a
avaliação das causas de deterioração. A inter-relação existente entre os dois níveis de
SGP, em nível de rede e em nível de projeto, é que este último é o complemento do
primeiro. Em nível de projeto, o direcionamento é para estudos específicos em trechos
situados na rede viária em questão, que foram priorizados em nível de rede (DNIT, 2011).
O DNIT (2011) ainda afirma que nos estudos de um SGP em nível de projeto, além
da realização de levantamentos e ensaios específicos, são determinadas as quantidades
de serviços e os custos das diferentes alternativas de intervenção. Os benefícios advindos
das melhorias da condição do pavimento, e consequentemente de sua vida útil, são
avaliados, as necessidades são quantificadas, as prioridades são estabelecidas,
contemplando programas e, depois de selecionadas as estratégias, os custos são
estimados. Enfim, o SGP em nível de projeto possibilita que seja feita uma melhor
avaliação das causas de deterioração, ensejando a seleção de estratégias que sejam mais
adequadas para a manutenção dos trechos.
3.6. Avaliação do Pavimento
A deterioração de um pavimento ocorre tanto por causas naturais associadas ao
meio ambiente, quanto pelo tráfego continuado, o que leva o pavimento à fadiga. Isto é,
os casos de manifestações patológicas no concreto são causados por diversos fatores,
entre eles as influências ambientais nas estruturas, água, agregados, aditivos e/ou
cimento, além do processo de fabricação, lançamento ou cura. Cada caso é específico,
cabendo ao engenheiro analisá-lo a fim de estabelecer um diagnóstico e a intervenção
conveniente.
Segundo Gontijo (1995), a avaliação de pavimentos deve ter como principal
objetivo fornecer dados para a execução acertada de intervenções corretivas na sua
estrutura, quando se fizer necessário, promovendo o restabelecimento das características
de conforto, segurança e economia aos usuários das vias. Várias atividades podem ser
efetuadas para proporcionar tal estado, de uma simples operação de manutenção
46
corretiva até a situação mais extrema, que seria a reconstrução total do pavimento. O
conjunto de medidas a serem tomadas é função do conhecimento do estado em que o
pavimento se encontra. Este diagnóstico é realizado com base em uma série de
parâmetros que definem o comportamento do pavimento.
Os defeitos mais comuns nos pavimentos rígidos estão normalmente associados
ao emprego de técnicas executivas e materiais inadequados, aliados à ausência de uma
manutenção rotineira requerida para esse tipo de estrutura, podem ocorrer com
diferentes frequências e graus de severidade, que tendem a se agravar com o decorrer do
tempo. Com a avaliação criteriosa desses fatores pode-se estabelecer índices de serventia
ou designativos das condições de uso dos pavimentos, que se constituem em parâmetros
importantes no estabelecimento de propriedades, em um programa global de
gerenciamento (DNIT, 2005).
A Norma DNIT 060/2004-PRO, Pavimento Rígido – Inspeção Visual –
Procedimento, define grau de severidade, como a classificação de um defeito de um
pavimento de acordo com a sua dimensão, condição ou sua influência no conforto,
segurança e escoamento do tráfego. Ainda segundo a norma citada, uma inspeção visual
de pavimentos rígidos deve contar com a definição dos trechos a serem inspecionados,
determinação do tipo de inspeção, levantamento dos defeitos visíveis e catalogação dos
dados coletados na inspeção.
A definição dos trechos é de competência do engenheiro responsável pela
inspeção, que deve tomar como base os dados sucintos de campo, informações de
escritório ou do cadastro documental e indícios que mostrem a necessidade da inspeção
em determinados trechos.
A inspeção se divide basicamente em dois tipos: inspeção em todo o trecho ou
inspeção por amostragem. No caso de uma inspeção por amostragem deve-se definir um
número mínimo de amostras a serem inspecionadas, em função de uma fórmula ou pelo
ábaco mostrado na Figura 15, que permite a obtenção imediata deste valor, considerando
um erro admissível de ± 5, desde que se conheça o número total de amostras do trecho e
da média dos resultados individuais do Índice de condição do pavimento (ICP), onde S é o
desvio padrão da média dos resultados individuais do Índice de Condição do Pavimento.
47
Figura 15 - Determinação do número mínimo de amostras (n) (e= ±5)
Fonte: DNIT 060/2004-PRO.
Recomenda-se adotar, inicialmente, valores de (S) entre 8 e 14, considerando-se S
= 10 uma boa estimativa. É aconselhável, também, que seja efetuado o cálculo do desvio
(S) para as primeiras amostras inspecionadas, com o objetivo de verificar o valor
inicialmente adotado. O número mínimo de amostras (n) a serem inspecionadas em um
trecho nunca deverá ser menor do que 5 (cinco).
A Norma DNIT 060/2004-PRO, Pavimento Rígido – Inspeção Visual –
Procedimento, define medida da condição estrutural do pavimento, capaz de fornecer ao
engenheiro de pavimentação informações para a verificação das condições da rodovia e
para o estabelecimento de políticas de manutenção, prevenção e de recuperação.
Antes de se proceder ao levantamento dos defeitos visíveis, deverá ser feito um
reconhecimento in loco para identificar o trecho e as amostras, um planejamento da
execução da inspeção com cronograma de trabalho, o número de equipes e a distribuição
das amostras para as equipes, estabelecer contato com as autoridades responsáveis para
garantir a segurança da equipe e a menor interferência na operação do trecho e verificar
o material que será usado durante a condução do serviço.
48
Durante o levantamento, as placas avaliadas deverão ser demarcadas e
cuidadosamente inspecionadas, de modo que se tenham os tipos de defeitos (Capítulo 4
deste trabalho), grau de severidade (conforme o Anexo A) e o número de placas afetadas
por um tipo de defeito na amostra que pode ser mapeado conforme a Figura 16.
Figura 16 - Modelo de ficha de inspeção.
Fonte: DNIT 060/2004-PRO.
49
É importante frisar que, para uma inspeção precisa, é necessário que o trecho
esteja limpo, pois melhora a condição de se identificar corretamente o defeito e em que
área o mesmo está localizado na placa de concreto inspecionada.
A catalogação dos dados coletados na inspeção deverá ser lançada pelo
responsável da equipe de inspeção na Ficha de Inspeção mostrada na Figura 17.
Figura 17 - Modelo de Ficha de Inspeção de um trecho
Fonte: DNIT 060/2004-PRO.
Há duas formas de avaliação da condição de um pavimento rígido definidas pelo
DNIT, a avaliação subjetiva e avaliação objetiva.
50
3.6.1. Avaliação Subjetiva
Avaliação subjetiva consiste em analisar as condições do pavimento,
especialmente as que se referem ao conforto de tráfego, por meio de observações
realizadas por avaliadores que trafegam sobre este pavimento e que atribuem notas.
Neste tipo de avaliação, é muito importante a experiência do avaliador (DNIT 063/2004-
PRO).
As avaliações subjetivas fornecem o estado de deterioração do pavimento
utilizando-se do conceito de serventia, apresentado por Carey e Irick (1960) quando do
AASHO Road Test. A serventia é definida como a habilidade de uma seção de pavimento,
à época da observação, de servir ao tráfego de automóveis e caminhões, com elevados
volumes e altas velocidades. A capacidade de um pavimento servir satisfatoriamente ao
tráfego durante um dado período é o seu desempenho, que pode ser interpretado como
a variação da serventia com o tempo e/ou tráfego (Figura 18) (FERNANDES et al., 1999).
Figura 18 - Conceito de serventia-desempenho
Fonte: FERNANDES JR. et al., 1999.
De acordo com a Norma DNIT 063/2004-PRO, Pavimento Rígido – Avaliação
Subjetiva – Procedimento, a avaliação subjetiva deverá ser feita em quatro fases:
inspeção da pavimentação, atribuição de conceitos, análise do cadastro documental e
emissão de laudo.
A Inspeção da pavimentação define que cada trecho deverá ser inspecionado por
três avaliadores de maneira independente. O avaliador deve preencher uma ficha de
avaliação e, ao final, dar uma nota, de acordo com a escala mostrada na Figura 19,
mantendo sua avaliação em sigilo em relação aos outros avaliadores.
51
Figura 19 - Escala de avaliação subjetiva de pavimentos
Fonte: DNIT 063/2004-PRO.
A Figura 20 mostra as sete categorias da classificação padrão do ICP
disponibilizadas pela FAA, sua escala de classificação qualitativa e as atividades de
conservação do pavimento mais adequadas para cada uma das categorias, segundo os
critérios do Programa de Pesquisa Cooperativa em Aeroportos (ACRP).
52
Figura 20 - Sistema de classificação do PCI (adaptada de Shahin, 1982 e ACRP, 2011)
Fonte: DURAN (2015)
A atribuição dos conceitos dos trechos inspecionados será feita em função das
notas atribuídas pelos três avaliadores, que terão que se reunir e, após revelarem suas
avaliações, devem debater sobre a condição do pavimento inspecionado e atribuir
conceitos aos pavimentos. Caso não haja consenso, o conceito será o correspondente à
média aritmética das três notas.
Na fase de análise do cadastro documental, os avaliadores procederão ao
levantamento histórico da via, de modo a obter os dados do projeto, dados de
construção, dados de operação e dados de reparação e reforço.
Os três avaliadores devem emitir um laudo detalhado, do qual deve constar a
condição estrutural e do comportamento do pavimento, notas atribuídas, prováveis
causas dos defeitos observados, indicação dos locais (placas) em que os pavimentos
mereçam atenção especial, as fichas de avaliação e a assinatura dos três avaliadores com
a data do relatório.
É importante frisar, segundo Fernandes Jr. et al. (1999) que essas avaliações
deverão ser feitas sob condições climáticas favoráveis (sem chuva, nevoeiro, neblina etc.),
os aspectos geométricos devem ser ignorados e desprezar as eventuais irregularidades
causadas por recalques de bueiros.
53
3.6.2. Avaliação Objetiva
De acordo com a Norma DNIT 062/2004-PRO – Pavimento Rígido – Avaliação
Objetiva – Procedimento, a avaliação objetiva consiste em uma análise da condição
estrutural do pavimento baseada na determinação do ICP (Índice de Condição do
pavimento).
O índice de condição do pavimento (ICP) é um número que indica o estado de
conservação em que se apresenta um pavimento. Com base neste índice são definidas
pelos órgãos rodoviários e concessionárias de rodovias, as estratégias para os serviços de
recuperação deste pavimento (DNIT, 2005).
Ainda segundo o DNIT (2005) geralmente os pavimentos ou trechos de pavimento
que apresentam ICP igual ou maior que 70 não necessitam de um programa de
recuperação, ao passo que aqueles com ICP menor que 40 são considerados deficientes
ou praticamente destruídos.
O procedimento para a determinação do ICP de um pavimento de concreto está
apresentado no Anexo B deste trabalho.
A avaliação estrutural de pavimentos rígidos pode ser feita de basicamente por
três métodos, o método destrutivo, método semidestrutivo e o método não-destrutivo.
1.1.1.1. Método Destrutivo
O método destrutivo é o que investiga a condição estrutural de cada camada do
pavimento, tanto por extração de corpo de prova, quanto por abertura de trincheiras
(maior comprimento é longitudinal) ou poços de sondagem (maior comprimento é a
profundidade), conforme mostra a Figura 21, podendo assim retirar amostras de cada
material até o subleito, realizar ensaios de capacidade de carga ou até mesmo colher
material para análise no laboratório, podendo assim determinar, Limites de Atterberg,
teor de umidade, espessura de cada camada, tipo de material, massa específica,
permeabilidade, capacidade suporte (CBR), módulo de resiliência, granulometria, entre
54
outros e quanto ao corpo de prova, pode-se se fazer ensaios de resistência a compressão
e resistência a tração à flexão, que é o índice principal para pavimentos aeroportuários.
Figura 21 - Testemunho de concreto extraído do pavimento rígido (esquerda), Trincheira (meio) e Poço de Sondagem (direita)
Fonte: PEDRO VITÓRIA, 2016.
1.1.1.2. Método Semidestrutivo
O método semidestrutivo é aquele que se vale de aberturas menores de janelas
no pavimento que permitam utilizar um instrumento portátil de pequenas dimensões
para avaliar a capacidade de carga de um pavimento, por exemplo, de cones dinâmicos
de penetração (Figura 22) e equipamentos para avaliação expedita do módulo de
elasticidade do pavimento, através de pulsos, aplicados na superfície, e medições do
retorno dos mesmos.
Figura 22 - Cones dinâmicos de penetração em uso
Fonte: Bernucci et al. (2008).
55
1.1.1.3. Método Não -Destrutivo
O método não-destrutivo tem relação direta com a deflectometria, é o método de
avaliação mais adequado para ser feito em grandes extensões de pistas e com
possibilidade de inúmeras repetições no mesmo ponto, acompanhando assim a variação
da capacidade de carga com o tempo, representadas por medidas de deflexão.
Deflectometria é o estudo das deformações verticais da superfície de um
pavimento em consequência da ação de uma determinada carga ou solicitação.
De acordo com Domingues (1993 apud FERNANDES JR. et al., 1999) o desempenho
do pavimento, ou seja, sua capacidade de servir ao tráfego com conforto, segurança e
economia, está intimamente relacionado com a irregularidade longitudinal. A
irregularidade longitudinal, definida como o desvio de pontos da superfície do pavimento
em relação a um plano de referência e medida ao longo da trajetória dos veículos (“trilhas
de roda”), afeta a qualidade de rolamento (conforto e segurança), as cargas dinâmicas
transmitidas ao pavimento e os custos de operação dos veículos (consumo de
combustível e lubrificante, desgaste dos pneus etc.). Pode ser quantificada por
perfilômetros, perfilógrafos e veículos equipados com acelerômetros ou medidores do
tipo “resposta”.
A Figura 23 mostra um equipamento que faz o levantamento de irregularidade
longitudinal com perfilômetro a laser e medidores de aceleração vertical do veículo
(acelerômetros), compondo um sistema preciso de medição de
deslocamento/velocidade, gerenciado integralmente por um sistema microprocessado,
que coordena a aquisição dos dados e os envia a um computador portátil, em tempo real,
para a obtenção do IRI (International Roughness Index).
56
Figura 23 - Equipamento para a obtenção do IRI
Fonte: http://astec.eng.br/iri/
Fernandes Jr. et al. (1999) afirma que ensaios estruturais não destrutivos
envolvem a medida de deflexões superficiais causadas por um carregamento conhecido.
Para a avaliação estrutural não destrutiva têm sido utilizados a viga Benkelman (Figura
24), os defletômetros vibratórios e os defletômetros de impacto (FWD, Falling Weight