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ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
MARCIA APS
CLASSIFICAÇÃO DA ADERÊNCIA PNEU-PAVIMENTO PELO
ÍNDICE COMBINADO
IFI
–
INTERNATIONAL FRICTION INDEX
PARA REVESTIMENTOS ASFÁLTICOS
São Paulo
2006
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MARCIA APS
CLASSIFICAÇÃO DA ADERÊNCIA PNEU-PAVIMENTO PELO
ÍNDICE COMBINADO
IFI
–
INTERNATIONAL FRICTION INDEX
PARA REVESTIMENTOS ASFÁLTICOS
Tese apresentada à Escola Politécnica da
Universidade de São Paulo para obtenção do
Título de Doutor em Engenharia
Área de concentração:
Engenharia de Transportes
Orientadora:
Prof.
a
Livre-Docente, Doutora
Liédi Légi Bariani Bernucci
São Paulo
2006
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FICHA CATALOGRÁFICA
Aps, Marcia
Classificação da aderência pneu-pavimento pelo índice com-
binado IFI – International Friction Index para revestimentos
asfálticos / M. Aps. -- São Paulo, 2006.
179 p.
Tese (Doutorado) - Escola Politécnica da Universidade de
São Paulo. Departamento de Engenharia de Transportes.
1.Pavimentação asfáltica 2.Aderência pneu-pavimento 3.IFI -
International Friction Index I.Universidade de São Paulo. Escola
Politécnica. Departamento de Engenharia de Transportes II.t.
FOLHA DE APROVAÇÃO
MARCIA APS
CLASSIFICAÇÃO DA ADERÊNCIA PNEU-PAVIMENTO PELO ÍNDICE COMBINADO IFI –
INTERNATIONAL FRICTION INDEX
PARA REVESTIMENTOS ASFÁLTICOS
Texto apresentado à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para obtenção
do Título de Doutor
Área de concentração: Engenharia de Transportes
Aprovado em:_______________________________________
Banca Examinadora
_________________________________________________
Professora Livre-Docente, Doutora Liédi Légi Bariani Bernucci
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
________________________________________________
Professor Livre-Docente Doutor José Alberto Quintanilha
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
_________________________________________________
Doutor Octávio de Souza Campos
Agência de Transporte do Estado de São Paulo
__________________________________________________
Doutor José Augusto Pereira Ceratti
Universidade Federal do Rio Grande do Sul
__________________________________________________
Doutor Ernesto Simões Preussler
Empresa Dynatest Engenharia Ltda.
Errata
Página Linha Onde se lê Leia-se
Folha de
Aprovação
16
Dr José Augusto
Pereira Ceratti
Dr Jorge Augusto Pereira Ceratti
Agradecimentos 28
Dr José Augusto
Pereira Ceratti
Dr Jorge Augusto Pereira Ceratti
52 7 item 2.4 a seguir item 2.5.
111 5 (Calegare, 2001)
Montgomery, Douglas C.
Introdução ao Controle Estatístico da Qualidade
LTC – 2004 – 4a Edição
Dedicatória
A minha mãe Irene,
ao Ary e ao Aryzinho Aps
(
in memoriam
) pai e irmão
Agradecimentos
Agradeço a todos que contribuíram para a realização desta pesquisa, os quais tornaram esta
tarefa possível, portanto considero que a elaboração de uma Tese de Doutorado é o
resultado de um trabalho coletivo mesmo sendo sua a redação e a maioria das fases,
responsabilidade e estresse predominantemente individual. Corro o risco de não dar conta de
expressar esse “muitíssimo obrigada”, como é devido, a muitos e tantos adorados
familiares, amigos e colegas de profissão, tanto aos “antigos” e queridos quanto aos “novos”
que se revelaram ao longo desse período.
É difícil exprimir a beleza que foi esse movimento de energias que aconteceu ao longo dessa
travessia, onde se destacou também, além da formalidade, um sentido: o da formação de
uma verdadeira rede de solidariedade e de muito, muito carinho. Para maior percepção
desse sentido
devo contar que esta não foi uma caminhada breve, mas uma jornada que
parecia sem fim, principalmente pelos imprevistos pessoais de toda ordem, que me
atropelaram. Essas muitas dificuldades, longe de obscurecerem o trajeto, aumentaram-lhe o
brilho e ao invés de me deterem, impulsionaram-me com mais força. Portanto, agradeço:
• Em primeiro lugar a minha família, D. Irene (minha mãe), Matheus, Amanda e
Liara (sobrinhos e cunhada) e tomo a liberdade de destacar meu irmão, Ary, que
tinha tanto orgulho desse trabalho e que precocemente nos deixou sem ver a sua
conclusão;
• Continuando com a família, agradeço a Prof. Dra. Liédi Légi Bariani Bernucci
orientadora, amiga, parceira, que além de tudo abriu as portas de sua casa e me deu
a oportunidade de ser o “quinto elemento”; por seu intermédio agradeço também ao
Nick, ao André e ao Felipe que dividiram a esposa e mãe comigo;
• Ao Prof. Dr. Job Shuji Nogami que facilitou minha permanência em São Paulo nos
primeiros anos da Tese, que se mostrou mais que um amigo - um pai; juntos, muitas
vezes, dividimos angústias, desabafos e solidariedade, contamos nossas histórias de
vida, choramos e rimos muito também;
• Ao Eng. Paulo R. M. Mesquita que com toda a sua paciência e seu
companheirismo tornou meu trabalho menos solitário e mais suave;
• Aos meus amigos de Santos que tão carinhosamente me substituíram em muitas
ocasiões difíceis junto a minha família: Marilda, Solange, Rita e Nelsinho,
Sarinha e D.Ana, Aninha e Fernando, Marisa e a minha fiel escudeira Nena, a
vocês dedico o meu afeto!
• Ao IPT – Instituto de Pesquisa Tecnológica de São Paulo pelo incentivo, mesmo
quando vinha na pergunta do Diretor Técnico Dr. Marcos Tadeu: Quando você vai
terminar a Tese? Destaco ainda a equipe da Seção de Vias Terrestre e Estruturas os
Engenheiros Mestres e amigos Elieni, menina de ouro, Marcus e Adérito que tanto
contribuíram na reta final desta tese; o tecnólogo Rubens, o estagiário Jonas e os
técnicos Jurandir, Camarão, Valmir, Alemão, Neguinha e Roberto; o Diretor
Dr. José Maria, a estatística Lucinha; as secretarias e amigas Bete, Silmara e
Leila; pela ajuda de cada um de vocês OBRIGADA!
• Ao Prof. Dr. José Alberto Quintanilha pelo auxílio na análise estatística dos
resultados;
• Eng. João Menescal Fabrício da ECL Engenharia Consultoria e Economia SA, que
acreditou nessa pesquisa e foi o responsável pela recomendação deste índice e do
nosso trabalho publicado no Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos do
DNIT;
• Aos amigos da USP – Prof. Dr. Hugo Pietrantônio; Prof. Dr. Denizar Blitzkow;
Mestres: Oswaldo Sansone Rodrigues Filho, Edson de Moura, Rafael Reis,
Humberto Nascimento; As Doutoras Andréa Severi e Sandra Bertollo; ao
Pedro, aluno de iniciação cientifica; as maravilhosas: Conceição, Simone,
Diomária e Cidinha e também ao Edson.
• A CAPES, pela bolsa no início do Doutorado;
• As empresas e aos órgãos: Concessionária Ecovias dos Imigrantes SA; Serveng-
Cilvisan SA; Ipiranga Asfaltos SA; Concessionária Nova Dutra na pessoa da Eng.
Valéria Faria; Pirelli Pneus S. A, na pessoa do Engenheiro Luciano Santana e do
Mestre Argemiro Costa; Doutor José Augusto Pereira Ceratti da UFRGS;
Doutor Octávio de Souza Campos da ARTESP; INFRAERO – Superintendência
Regional do Sudeste na pessoa do Eng. Lucínio Baptista da Silva e do Arquiteto
Jaime Henrique Caldas Parreira, Superintendente do Aeroporto Campo de Marte;
Eng. José Augusto de Oliveira do DAER; DNIT pela valorização do trabalho;
Secretaria Municipal de Obras e Serviços Públicos da Prefeitura Municipal de
Santos; aos alunos da UniSantos onde destaco os que participaram de ensaios de
campo: Everton, Paulo Danilo, André, Caio, Fábio e Vitor – turma de 2004.
i
Resumo
A caracterização da macrotextura e microtextura da superfície de pavimentos
asfálticos pode ser obtida por meio de diversos tipos de equipamentos que possuem
características distintas. Os resultados dos ensaios obtidos por esses diferentes
equipamentos foram comparados e harmonizados por uma grande pesquisa
desenvolvida pela PIARC (
Permanent International Association of Road Congress
,
atualmente denominada de
World Road Association
) que converteu estes diferentes
valores em um índice internacional combinado denominado de
IFI
-
International
Friction Index
. Posteriormente, a ASTM especificou o emprego deste índice por meio
da publicação da norma E 1960-98
Standard Practice for Calculating International
Friction Index of a Pavement Surface
.
Nesta tese foram avaliados a textura e o atrito em doze tipos de revestimentos
asfálticos com características distintas: usinados a quente de diversas graduações,
tratamentos superficiais, microrrevestimentos a frio e lamas asfálticas, por meio de
aparelhagem portátil: ensaios de mancha de areia e Pêndulo Britânico,
respectivamente. Estes diferentes revestimentos apresentam uma gama de textura
variando de aberta e rugosa a fechada e polida. Os resultados geraram um banco de
dados com 417 valores de campo, sendo 178 referentes à macrotextura, 166 à
microtextura e 73 à drenabilidade. Com estes dados, foram calculados valores de
IFI
,
compostos pelos parâmetros Sp e F
60,
resultando em 165 pares de valores. Com base
na experiência prática e análises estatísticas, demonstrou-se a validade de uso de
equipamentos portáveis para a determinação dos valores de
IFI
e estabeleceram-se
critérios e faixas de classificação para a aderência em função do par de valores de
IFI
(Sp; F
60
). Esta classificação possibilita os órgãos viários a usarem o
IFI
(Sp; F
60
)
como uma ferramenta de gerência de pavimentos para avaliarem as condições de
aderência em pista molhada de suas vias ou de locais específicos, objetivando,
quando necessária, a realização de intervenções.
ii
Abstract
The characterization of the macrotexture and microtexture of asphalt pavements
surfaces can be obtained by means of different types of equipment presenting
different characteristics. The results of the essays obtained by these different
equipment were compared and harmonized by an ample research developed by
PIARC (
Permanent International Association of Road Congress
, now denominated
World Road Association
) which converts these different values into an international
combined index denominated
IFI
-
International Friction Index
. Later, the ASTM
specified the employment of this index by publishing norm E 1960-98
Standard
Practice for Calculating International Friction Index of a Pavement Surface
.
In this thesis, texture and friction were evaluated on twelve types of asphalt pavings
with different characteristics: hot asphalt mixes of different gradations, asphalt
surface treatments, cold-mixed micro-surfacing and slurry seals, by means of
portable equipment, sand patch and British pendulum essays, respectively. These
different pavings present a range of texture varying from open and rough to closed
and polished. The results generated a database with 417 field values, being 178
related to macrotexture, 166 to microtexture and 73 to drainability. With these data,
IFI
values were calculated, composed by parameters Sp and F
60,
resulting in 165
pairs of values. Based on practical experience and on statistical analyses, the validity
of using portable equipment for determining the
IFI
values was demonstrated and
classification criteria and bands for adherence were established in function of the pair
of
IFI
values (Sp; F
60
). This classification allows road organisms to use
IFI
(Sp; F
60
)
as a pavement management tool to assess the adherence conditions on the wet
lanes of their roads or on specific sites, aiming to conduct interventions, whenever
necessary.
iii
Sumário
Capítulo 1 Introdução
1
1.1 Considerações Iniciais
1
1.2 Objetivos do Trabalho
6
1.3 Metodologia da Pesquisa
8
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
10
2.1 O Fenômeno Físico da Aderência e a Interação Pneu Pavimento
10
2.2 Características Físicas das Vias e sua Influência na Ocorrência de Acidentes
20
2.3 Medidas de Textura e de Atrito
29
2.3.1 Medidas de Textura
30
2.3.1.1 Mancha de Areia
30
2.3.1.2 Mancha de Graxa (
Grease Patch
)
33
2.3.1.3 Drenabilidade (
Outflow
)
34
2.3.1.4 Drenômetro LTP-EPUSP
35
2.3.1.5 Perfilômetros a Laser
36
2.3.1.6
Circular Track Meter – CT Meter
37
2.3.1.7
Mini Texture Meter
39
2.3.2 Medidas de Atrito
40
2.3.2.1 Pêndulo Britânico (Estático)
40
2.3.2.2
Dynamic Friction Tester - DF Tester – DFT
(Estático)
41
2.3.2.3
Mu-meter
(Roda Oblíqua)
42
2.3.2.4
Stradograph
(Roda Oblíqua)
43
2.3.2.5
Odoliograph
(Roda Oblíqua)
44
2.3.2.6
SCRIM
(Roda Oblíqua)
44
2.3.2.7 Equipamento de Roda Bloqueada
46
2.3.2.8
BV-11
(Roda Parcialmente Bloqueada)
47
2.3.2.9
SFT - Surface Friction Tester
(Roda Parcialmente Bloqueada)
48
2.3.2.10
Grip Tester
(Roda Parcialmente Bloqueada)
49
iv
2.3.11
Runway Friction Tester
(Roda parcialmente Bloqueada)
50
2.4 A Influência do Tipo do Revestimento na Textura Superficial
52
2.4.1 Graduações de Misturas Asfálticas Usinadas
53
2.4.2 Tratamentos Superficiais Asfálticos
59
2.4.3 Microrrevestimentos e Lamas Asfálticas
60
2.4.4 Agregados
61
2.4.5 Efeito do Tipo de Revestimento Asfáltico no Coeficiente de Atrito
63
2.4.6 Efeito do Tipo de Revestimento Asfáltico na Geração de Ruído
65
2.5 Experimento Internacional de Comparação e Harmonização das Medidas de Textura
e Atrito e por meio do
IFI – International Friction Index
68
2.5.1
Penn State Model
ou Modelo da Pensilvânia
72
2.5.2 Modelo da PIARC
73
2.5.3 Cálculo do Valor de
IFI
de Acordo com o Procedimento ASTM
79
2.6 Políticas e Recomendações de Aderência Quanto à segurança
82
2.6.1 Brasil
83
2.6.1.1 DNIT – Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes
83
2.6.1.2 ARTESP (Agência de Transportes do Estado de São Paulo)
85
2.6.2.Oceania
86
2.6.2.1 Nova Zelândia
86
2.6.2.2 Austrália
88
2.6.3 Europa
88
2.6.3.1 Suíça
88
2.6.3.2 Espanha
89
2.6.4 América
90
2.6.4.1 Estados Unidos da América
90
Capítulo 3 Pesquisa de Campo
92
3.1 Aeroportos
94
3.1.1 Aeroporto Internacional de São Paulo/Guarulhos
94
3.1.2 Aeroporto Internacional de São Paulo/Congonhas
95
3.1.3 Campo de Marte
96
v
3.2 Rodovias
97
3.2.1 Via Anchieta – SP 150
97
3.2.2 Rodovia Santos Dumont – SP 75
99
3.2.3 Rodovia dos Bandeirantes – SP 348
99
3.2.4 Rodovia Presidente Dutra - BR 116
100
3.2.5– Rodovia Capivari – Osório RST/101
101
3.2.6 Valores de Pavimentos Rodoviários obtidos no LTP - EPUSP
102
3.3 Vias Urbanas
103
3.3.1 Corredor Tecnológico
103
3.3.2 Ruas da cidade de Santos
105
3.4 Circuitos de Provas
106
3.4.1 Autódromo de Interlagos - José Carlos Pace
106
3.4.2 Campo de Prova da Pirelli
107
Capítulo 4 Análise de Dados
109
4.1 Banco de Dados e Grupo de Controle
111
4.2 Consistência do Banco de Dados da Amostra Treinamento por meio da Ferramenta
Estatística
Boxplot
para valores de F
60
113
4.3 Matrizes de Correlação e de Covariância
116
4.4 Faixas de Classificação de Valores de
IFI
(F
60
)
123
4.5 Efeito da Variação da Granulometria da Areia ou Micro Esfera de Vidro na
Determinação da Macrotextura por meio do Ensaio ASTM E 965-96
131
Capítulo 5 Estudo de Caso – Seção Teste na Via Anchieta
139
5.1 A Seção-Teste na Via Anchieta
139
5.2 Ensaios Realizados e Resultados Obtidos
143
5.3 Análise dos Resultados Parciais
148
5.3.1 Concreto Asfáltico Convencional (faixa III da DERSA - CAP 20)
148
5.3.2 Concreto Asfáltico Modificado (faixa IV-b do Instituto do Asfalto Norte-
americano Modificado por Borracha)
149
vi
5.3.3
SMA
(
Stone Matrix Asphalt
) de Acordo com a Normalização Alemã com a
Faixa 0/11 S
150
5.3.3.1 Dados Obtidos em Março de 2002
151
5.3.3.2 Dados Obtidos em Junho de 2003
152
5.3.3.3 Dados Obtidos em Maio de 2006
153
5.3.3.4 Comparação das Quatro Avaliações Realizadas
153
5.4 Análise dos Valores Calculados de
IFI
(Sp; F
60
) Visando às Necessidades de
Intervenção
155
5.5 Considerações Finais sobre as Análises da Amostra do Grupo de Controle
159
Conclusões
160
Referências Bibliográficas
163
Referências Bibliográficas Consultadas
170
Anexo 1 Cálculo de F
60
em Função de Sp
172
Anexo 2 Classificação e Tempo de Serviço dos Revestimentos Asfálticos
173
vii
Lista de Figuras
Capítulo 1 Introdução
Figura 1.1.1 Produção de veículos no Brasil, vendas internas e xportações (ANFAVEA,
2006)
2
Figura 1.1.2 Fatores contribuintes de acidentes
3
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
Figura 2.1.1 Esquema de um Tribosistema
13
Figura 2.1.2 Deslocamento da água pelo pneu de acordo com o conceito das 3 zonas
(adaptado de Silva e Rodrigues Filho, 1981 e Haas, 1994)
17
Figura 2.1.3 Influência da textura e da profundidade dos sulcos dos pneus no número
de atrito e na ocorrência de acidentes (Wambold
et al.
, 1986)
18
Figura 2.1.4 Tipo de Superfície em função da classe de macrotextura e microtextura
20
Figura 2.2.1 Tempo de reação do motorista e tempo de parada do veículo
26
Figura 2.3.1 Aparelhagem usada para o ensaio de mancha de areia e procedimento
de execução (modificado Wambold et Henry, 2002 e Aps e Bernucci, 2003)
31
Figura 2.3.2 Comparação do ensaio de Mancha de Areia para diversas texturas
32
Figura 2.3.3 Correlação entre resultados do ensaio de mancha de areia realizados por
dois operadores (Wambold e Henry, 2002)
32
Figura 2.3.4 Ensaio de Mancha de Graxa (Wambold e Henry, 2002)
33
Figura 2.3.5 Drenômetro a) Detalhe do temporizador eletrônico b) FHWA e PTI
Outflow Meter
– USA c)
Skiddabrader Outflow Meter
– USA (Wambold e Henry, 2002)
35
Figura 2.3.6 Correlação entre dois drenômetros diferentes (Wambold e Henry, 2002)
35
Figura 2.3.7 Drenômetro LTP – USP a) Momento de liberação da água b) Medida do
tempo de escoamento (Aps
et al.
, 2003)
36
Figura 2.3.8 Perfilômetro a Laser a)
FHWA Texture Van
– USA b)
Virginia DOT
Laser
Texture Meter
-
USA
(Wambold et Henry, 2002)
37
Figure 2.3.9 a)
Circular Track Meter
(CT Meter)
– Japan b)
Virginia DOT Circular
Track Meter (CT Meter) - USA
(Wambold et Henry, 2002)
38
viii
Figura 2.3.10 a) Vista geral do
CTM
d) Vista do sensor a laser (Henry
et al.
, 2002)
38
Figura 2.3.11 Comparação dos resultados obtidos com os ensaios de mancha de
Areia e
CT Meter
(Hanson e Prowell, 2004)
38
Figura 2.3.12
Mini Texture Meter
-UK (Wambold e Henry, 2002)
39
Figura 2.3.13
VTI Laser Texture System
(MPD, ETD, RMS) – Sweden (Wambold e
Henry, 2002)
39
Figura 2.3.14 Pêndulo Britânico (a) em uso pelo LTP-EPUSP (Aps
et al
, 2003) b) em
uso pela FHWA (Wambold e Henry, 2002)
40
Figura 2.3.15
Dynamic Friction Tester
(
DF Tester
) a) Japan (Wambold e Henry, 2002)
(b) Vista Geral do
DF Tester
(Brown,2002)
41
Figura 2.3.16
BPN
versus
DFT
42
Figura 2.3.17
Mu Meter
-
FAA
– USA (Wambold e Henry, 2002)
43
Figura 2.3.18
Stradograph
(a) Vista geral do equipamento (b) Detalhe da roda
oblíqua (Wambold e Henry, 2002)
43
Figura 2.3.19 Vista do
Odoliograph
em operação (Wambold e Henry, 2002)
44
Figura 2.3.20 (a) Vista geral do equipamento (b) Detalhe da roda em posição de
medição
45
Figura 2.3.21 E-274 Locked Wheel Tester - USA (a) PTI K. J. Law b) MD DOT c)
Penn State
(d)
International Cybernetics
(Wambold e Henry, 2002)
46
Figura 2.3.22
LCPC Skid Trailer
a) Vista geral b) Detalhe do reboque (Wambold e
Henry, 2002)
46
Figura 2.3.23
Stuttgarter Reibungmesser
(Wambold e Henry, 2002)
47
Figura 2.3.24 Skiddometer (Wambold e Henry, 2002)
47
Figura 2.3.25
BV-11
– FAA USA (Wambold e Henry, 2002)
48
Figura 2.3.26 a)
Surface Friction Tester
- FAA – USA;
b)
Surface Friction Tester –
Sweden;
c) Modelo TC79; d) Modelo TC85; (Wambold e Henry, 2002)
49
Figura 2.3.27 a)
Grip Tester
– NASA; b)
Grip Tester – Scotland
; c)
Grip Tester
versão
rebocada; d)
Grip Tester
versão manual; (Wambold e Henry, 2002)
50
Figura 2.3.28
Runway Friction Tester
FAA – USA
(Wambold e Henry, 2002)
50
Figura 2.3.29
Norsemete
r
OSCA
R (variable slip tester)-Norway, Wambold e
Henry, 2002
51
Figura 2.3.30
Komatsu Skid Traile
51
Figura 2.3.31
DWW Trailer
51
ix
Figura 2.3.32
Stuttgarter Reibungmesser
52
Figura 2.4.1.1 Distintas graduações de misturas asfálticas usinadas a quente
55
Figura 2.4.1.2 Dois tipos de concretos asfálticos de graduação densa e bem-graduadas,
(Bernucci, 2005)
55
Figura 2.4.1.3 Concreto asfáltico com
grooving
na superfície, (Bernucci, 2005)
56
Figura 2.4.1.4 Corpo-de-prova extraído de revestimento tipo CPA, (Bernucci, 2005)
57
Figura 2.4.1.5 Aspecto de um
SMA
na faixa 0/11S da curva da onça na Via Anchieta,
(Bernucci, 2001)
57
Figura 2.4.1.6 Diferença de graduação entre um
SMA
(corpo-de-prova superior) e um
concreto asfáltico (corpo-de-prova inferior), (Bernucci, 2001)
58
Figura 2.4.1.7 Aspecto final de um
BBTM
logo após sua execução na Rodovia Castelo
Branco em setembro de 2005, (Bernucci, 2005)
58
Figura 2.4.2.1 Desenho esquemático de um tratamento superficial simples
(modificado de Nascimento, 2003)
59
Figura 2.4.2.2 Desenho esquemático de um tratamento superficial duplo (modificado
de Nascimento, 2003)
59
Figura 2.4.2.3 Aspecto da textura de um tratamento superficial tipo antipó, (Bernucci,
2005)
60
Figura 2.4.2.4 Aspecto da textura de um tratamento superficial duplo, (Bernucci, 2005)
60
Figura 2.4.3.1 Aspectos comparativos de mancha de areia em um concreto asfáltico
(foto à esquerda) e em um microrrevestimento asfáltico a frio (foto à direita),
(Moura,
1998)
61
Figura 2.4.4.1 Agregados já polidos na superfície de um concreto asfáltico, (Bernucci,
2005)
63
Figura 2.4.5.1 Valores de CAL em função da velocidade em três diferentes
revestimentos asfálticos (Brosseaud, 2002)
63
Figura 2.4.5.2 Variação da textura com o coeficiente de atrito para diversos tipos de
misturas asfálticas.
64
Figura 2.4.6.1 Nível de som para fontes típicas de ruído (Bernhard e Wayson, 2005)
66
Figura 2.4.6.2 Principais fontes do ruído gerado pelo tráfego de veículos (Donavan,
2004
apud
Bernhard e Wayson, 2005)
67
x
Figura 2.4.6.3 Variação da propagação de ruído em superfícies de diferentes texturas
(Hanson e James, 2004)
67
Figura 2.5.2.1 Processo de harmonização da curva de atrito
versus
velocidade de
deslizamento
78
Figura 2.5.2.2 Significado das distintas zonas de um diagrama de atrito – textura
78
Figura 2.5.3.1 Modelo do
IFI
82
Capítulo 3 Pesquisa de Campo
Figura 3.1 Distribuição dos valores pelos diferentes tipos de revestimentos asfálticos
93
Capítulo 4 Análise de Dados
Figura 4.1 Modelo geral de um processo para o delineamento de experimento
(Calegare, 2001)
111
Figura 4.2.1 Esquema da ferramenta estatística
Boxplot
114
Figura 4.2.2
Boxplot
dos valores de F
60
para amostra treinamento
116
Figura 4.4.1 Valores da amostra treinamento e faixas de classificação da 3
a
Tentativa
(Limites aceitáveis)
126
Figura 4.4.2 Valores da amostra treinamento com valores F
60
até 0,34
127
Figura 4.4.3 Amostra treinamento e limites aceitáveis
129
Figura 4.4.4 Dados referentes a valores de Concreto Asfáltico convencional
130
Figura 4.5.1 Características da forma dos grãos a) Micro esfera de vidro b) Areia
Normal Brasileira c) Areia comum
133
Figura 4.5.2 Seleção de trechos homogêneos
134
Figura 4.5.3 Homogeneidade existente entre os trechos
136
Figura 4.5.4 Dispersão da micro esfera de vidro com a Areia Normal Brasileira
137
Capítulo 5 Estudo de Caso
Figura 5.1.1: Trincamento no concreto asfáltico devido à reflexão de trincas das
placas de concreto de cimento
Portland
140
Figura 5.1.2: Aspecto da textura superficial de revestimento asfáltico tipo
SMA
(a), e
vista geral da curva onde foi executado o trecho experimental com
SMA
na Via
Anchieta (b)
141
xi
Figura 5.1.3 Tráfego total pedagiado em 2005 (ABCR, 2005)
142
Figura 5.1.4 Acidentes ocorridos na Via Anchieta de 1998 a 2002
143
Figura 5.2.1 Mancha de Areia realizada em trecho em Concreto Asfáltico e trecho em
SMA contíguos da SP-150 (ensaios realizados em 21/11/02)
146
Figura 5.3.3.4.1
Boxplots
dos ensaios de Mancha de Areia realizados em diversas
datas para pavimentos asfálticos tipo
SMA
154
Figura 5.3.3.4.2
Boxplots
dos ensaios de Atrito realizados em três datas distintas para
pavimentos asfálticos
SMA
155
Figura 5.4.1 Valores de atrito
versus
valores de textura em função de limites
sugeridos pelo DNIT, 2000
157
Figura 5.4.2 Valores de
IFI
, (Sp)
versus
(F
60
)
em função de limites sugeridos na 4ª.
Tentativa
157
xii
Lista de Tabelas
Capítulo 1 Introdução
Tabela 1.1.1 Fatores Contribuintes de Acidentes (modificado de Sabey, 1980)
4
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
Tabela 2.1.1 Cronologia do desenvolvimento do conhecimento do atrito (
apud
Silva,
1998)
11
Tabela 2.1.2 Hidroplanagem: total e parcial, modelo das 3 zonas (adaptado de Silva e
Rodrigues Filho, 1981; Silva, 1981; Pottinger, 1986)
17
Tabela 2.1.3 Classificação da Textura (ASTM E-867, 1997)
19
Tabela 2.1.4 Valores de atrito de acordo com a AASHTO (1994,2001) e Guzmán
(1995)
28
Tabela 2.1.5 Cálculo de D
2
para os valores de atrito da Tabela 2.1.4
29
Tabela 2.5.2.1 Coeficiente de correlação das regressões lineares dos equipamentos de
medição de atrito
73
Tabela 2.5.2.2 Coeficiente de correlação das regressões lineares dos equipamentos de
medição de textura
74
Tabela 2.5.2.3 Repetibilidade das medidas realizadas no experimento internacional com
os equipamentos de medição de atrito
75
Tabela 2.5.3.1 Valores de a e b para cálculo de Sp
80
Tabela 2.5.3.2 Relação de equipamentos que foram calibrados para obtenção de F
60
81
Tabela 2.6.1.1.1 Classificação da macrotextura superficial do revestimento (DNER,
1998)
84
Tabela 2.6.1.1.2 Valores limites de CAT e VRD propostos pelo Comitê Marshall,
(DNER, 1998)
84
Tabela 2.6.1.1.3 Faixas de Classificação de
I
FI – 2
a
Tentativa
85
Tabela 2.6.1.2.1 Classificação da microtextura com o Pêndulo Britânico (ABPv1998)
86
Tabela 2.6.2.1.1 Níveis para investigação do atrito
86
Tabela 2.6.2.1.2 Níveis para investigação da textura
87
Tabela 2.6.2.1.3 Níveis para investigação em termos de
IFI
(Sp; F
60
)
87
xiii
Tabela 2.6.2.2.1 Valores estabelecidos para a textura
88
Tabela 2.6.2.2.2 Valores estabelecidos para o atrito
88
Tabela 2.6.3.1.1 Níveis de intervenção para textura
88
Tabela 2.6.3.1.2 Níveis de intervenção para atrito
89
Tabela 2.6.3.2.1 Valores de microtextura e macrotextura para recebimento de obras
novas
89
Tabela 2.6.3.2.2 Valores de microtextura para intervenções
90
Tabela 2.6.4.1.1 Valores limites para atrito
91
Tabela 2.6.4.1.2 Valores de
IFI
(F
60
)
91
Capítulo 3 Pesquisa de Campo
Tabela 3.1.1.1 Valores obtidos para o Aeroporto Internacional de São
Paulo/Guarulhos
95
Tabela 3.1.2.1 Valores obtidos para o Aeroporto - Congonhas
96
Tabela 3.1.3.1 Valores obtidos para o Campo de Marte
96
Tabela 3.2.1.1 Resultados coletados de macrotextura e microtextura de Reis (2002),
e valores calculados de
IFI
– SP 150
97
Tabela 3.2.1.2 Resultados obtidos em 11/11/ 2002 – SP 150
98
Tabela 3.2.1.3 Resultados obtidos em 11/06/ 2003 e valores de
IFI
– SP 150
98
Tabela 3.2.1.4 Resultados obtidos de macrotextura, microtextura, drenabilidade, em
maio de 2006 e valores de
IFI
calculados – SP 150
99
Tabela 3.2.2.1 Valores obtidos em campo e valores de
IFI
calculados - SP 75
100
Tabela 3.2.3.1 Valores obtidos em campo e valores de
IFI
calculados - SP 348
100
Tabela 3.2.4.1 Resultados obtidos em julho de 2000 e valores de
IFI
calculados – BR
116
101
Tabela 3.2.5.1 Resultados obtidos em agosto de 2002 (Oliveira
et al.
, 2004) e valores
de
IFI
calculados – RST 101
101
Tabela 3.2.5.2 Resultados obtidos em abril de 2004 (Oliveira
et al.
, 2004) valores de
IFI
calculados - RST 101
102
Tabela 3.2.5.3 Resultados obtidos em setembro de 2004 (Oliveira
et al.
, 2004) e
valores de
IFI
calculados – RST 101
102
xiv
Tabela 3.2.6.1 Resultados de obtidos em agosto de 2006 e valores de
IFI
calculados
LTP - EPUSP
103
Tabela 3.3.1.1 Resultados obtidos dos ensaios e valores de IFI calculados
104
Tabela 3.3.1.2 Resultados obtidos em 24/03/06 e valores de
IFI
calculados
104
Tabela 3.3.2.1 Resultados obtidos e valores de
IFI
calculados (Aps
et al
., 2003-e)
105
Tabela 3.4.1.1 Resultados obtidos por meio do ensaio Mancha de Areia e Pêndulo
Britânico em março de 2003 e valores de
IFI
calculados
106
Tabela 3.4.2.1 Resultados obtidos por meio do ensaio Mancha de Areia, Pêndulo
Britânico e Drenabilidade em19/03/2003 e valores de
IFI
calculados
107
Tabela 3.4.2.2 Atrito obtido por meio de ônibus rodoviário monitorado, março 2003
108
Capítulo 4 Análise de Dados
Tabela 4.1.1 Resumo dos dados da pesquisa
112
Tabela 4.2.1 Banco de dados da amostra treinamento para valores de F
60
115
Tabela 4.3.1 Matriz de correlação linear para Concreto Asfáltico
117
Tabela 4.3.2 Matriz de covariância para Concreto Asfáltico
117
Tabela 4.3.3 Matriz de correlação linear Concreto Asfáltico modificado por
SBS
117
Tabela 4.3.4 Matriz de covariância para Concreto Asfáltico modificado
SBS
117
Tabela 4.3.5 Matriz de correlação linear para Camada Porosa de Atrito
118
Tabela 4.3.6 Matriz de covariância para Camada Porosa de Atrito
118
Tabela 4.37 Matriz de correlação linear para
Grooving
118
Tabela 4.3.8 Matriz de covariância para
Grooving
118
Tabela 4.3.9 Matriz de correlação linear para Microrrevestimento Asfáltico a Frio
119
Tabela 4.3.10 Matriz de covariância para Microrrevestimento Asfáltico a Frio
119
Tabela 4.3.11 Matriz de correlação linear para
Stone Matrix Asfhalt (SMA)
- 0/11
119
Tabela 4.3.12 Matriz de covariância para
Stone Matrix Asfhalt
(
SMA
) – 0/11
119
Tabela 4.3.13 Matriz de correlação linear para TSD com aplicação de Capa Selante
120
Tabela 4.3.14 Matriz de covariância para TSD com aplicação de Capa Selante
120
Tabela 4.3.15 Matriz de correlação linear para TSS com Lama Asfáltica
120
Tabela 4.3.16 Matriz de covariância para TSS com Lama Asfáltica
121
Tabela 4.3.17 Correlação linear entre o Ensaio de Mancha de Areia e Drenabilidade
122
xv
Tabela 4.3.18 Correlação linear entre os valores de F
60
(calculados) e os valores
obtidos em campo de HS (mm) e BPN
122
Tabela 4.4.1 Faixas propostas 1
a
Tentativa (Aps
et al
.,2004-a)
124
Tabela 4.4.2 Faixas propostas 2
a
Tentativa (Aps
et al
.,2004-b)
124
Tabela 4.4.3 Faixas propostas 3
a
Tentativa (Aps et al.,2005)
124
Tabela 4.4.4 Classificação da macrotextura com ampliação para sete categorias
125
Tabela 4.4.5 Faixas propostas 4
a
Tentativa
127
Tabela 4.4.6 Faixas de variação (F
60
) para a amostra treinamento
128
Tabela 4.4.7 Valores de
IFI
(Sp; F
60
) para recomendações do DNIT e da ARTESP
131
Tabela 4.5.1 Resultados obtidos para micro esferas de vidro
134
Tabela 4.5.2 Resultados obtidos para Areia Normal Brasileira em duas granulometrias
135
Tabela 4.5.3 Valores médios por trechos e tipo de material
136
Tabela 4.5.4 Desvio padrão por trechos e tipo de material
137
Tabela 4.5.5 Matriz de correlação linear (Pearson)
137
Capítulo 5 Estudo de Caso
Tabela 5.2.1 Resultados coletados de macrotextura e microtextura de Reis (2002) e
cálculo de
IFI
em março de 2002
145
Tabela 5.2.2 Resultados obtidos do ensaio de macrotextura para a Via Anchieta em
novembro de 2002 (Aps
et al
., 2003b)
146
Tabela 5.2.3 Resultados obtidos de macrotextura, microtextura, drenabilidade e
cálculo de valores de
IFI
para a Via Anchieta em junho de 2003 (Aps
et al
., 2003b)
147
Tabela 5.2.4 Resultados obtidos do ensaio de macrotextura, microtextura e cálculo de
valores de
IFI
em maio de 2006 realizados por técnicos do IPT
147
Tabela 5.3.1.1 Matriz de correlação linear (Pearson) para Concreto Asfáltico
149
Tabela 5.3.1.2 Matriz de covariância para Concreto Asfáltico
149
Tabela 5.3.2.1 Matriz de correlação linear (Pearson) para Concreto Asfáltico
modificado
150
Tabela 5.3.2.2 Matriz de covariância para Concreto Asfáltico modificado
150
Tabela 5.3.3.1.1 Matriz de correlação linear (Pearson) para
SMA
– março 2002
151
Tabela 5.3.3.1.2 Matriz de covariância para
SMA
– março 2002
152
Tabela 5.3.3.2.1 Matriz de correlação linear (Pearson) para
SMA
– junho 2003
152
xvi
Tabela 5.3.3.2.2 Matriz de covariância para
SMA
– junho 2003
152
Tabela 5.3.3.3.1 Matriz de correlação linear (Pearson) para
SMA
– maio 2006
153
Tabela 5.3.3.3.2 Matriz de covariância para
SMA
– maio 2006
153
Tabela 5.4.1 Faixas limites de valores de
IFI
(F
60
) 3
a
Tentativa
158
Tabela 5.4.2 Valores de F
60
recalculados para outras velocidades
158
xvii
Lista de Abreviaturas
AASHTO
American Association of State Highway and Transportation Officials
AIPCR
Association International Permanente des Congress de la Route
ANFAVEA Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores
ARTESP Agência de Transportes do Estado de São Paulo
ASTM
America Society for Testing and Materials
BPN
British Number Pendulum
CA Concreto Asfáltico
CAL Coeficiente de Atrito Longitudinal
CAT Coeficiente de Atrito Longitudinal
CBA Código Brasileiro de Aeronáutica
CBUQ Concreto Betuminoso Usinado a Quente
CCP Concreto de Cimento Portland
CEN
Comité Européen de Normalisation
CPA Camada Porosa de Atrito
CS
Cape Seal
DERSA Departamento Rodoviário S/A
DFT
Dynamic Friction Tester
DIRENG Diretoria de Engenharia da Aeronáutica
DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem
DNIT Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes
EPUSP Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
FAA
Federal Aviation Administration
FHWA
Federal Highway Administration
IA
Asphalt Institute
IFI
International Friction Index
IRI
International Roughness Index
IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo
ISETH
Institute for Highways, Railroads and Rock Engineering
xviii
ISO
International Standards Organization
LTP Laboratório deTecnologia de Pavimentação
MDP
Mean Profile Depth
NASA
National Aeronautics and Space Administration
NCHRP
National Cooperative Highway Research Program
OFT
Outflow Time
PFC
Porous Friction Course
PIARC
Permanent International Association of Road Congress atual World Road
Association
RMS
Root Mean Square of Texture Profile
SBR
Estireno – Butadieno – Borracha
SBS
Estireno – Butadieno - Estireno
SCRIM
Sideways Force Coefficient Routine Investigation Machine
SFT
Surface Friction Tester
SMA
Stone Matrix Asphalt
SRT
Skid Resistent Test
TRB
Transportation, Research Board
TRRL
Transport and Road Research Laboratory
TS Tratamento Superficial
VRD Valor de Resistência à derrapagem
xix
Lista de Símbolos
µ
Coeficiente de atrito
µ
a
Coeficiente de atrito por adesão
µ
D
Coeficiente de atrito devido ao deslizamento
µ
h
Coeficiente de atrito por histerese
a
Taxa média de desaceleração
a e b Constantes determinadas em função do equipamento utilizado
A, B e C Constantes de calibração próprias para um determinado equipamento
D
1
Distância percorrida durante o tempo de reação do motorista
D
2
Distância referente ao tempo de parada do veículo após o início da
frenagem
F Força de atrito
f Coeficiente de atrito longitudinal pneu-pavimento
FR
60
Valor do atrito do equipamento convertido à velocidade de 60 km/h
FRS
Atrito medido pelo equipamento a velocidade de deslizamento S
g Aceleração da gravidade
GF
60
Valor do atrito na “Curva de Referência”
GF
S
Valor do atrito da “Curva de Referência”, na velocidade de deslizamento S
GS
Parâmetro que representa a influência da velocidade na “Curva de
Referência”
i Greide
N Força Normal
S
Velocidade de deslizamento
t Tempo de reação e percepção do motorista
T
x
Parâmetro de textura, determinado a partir de valores obtidos para a
determinação da macrotextura em função do equipamento utilizado
D
m
Diâmetro médio da mancha de areia
H
M
Altura média da mancha de areia
xx
HG Altura média da mancha de graxa
v Velocidade do veículo
1
Capítulo 1 Introdução
1.1 Considerações Iniciais
A qualidade do pavimento asfáltico, no Brasil, tem apresentado significativa melhora;
novas técnicas e materiais têm sido utilizados na execução de camadas de rolamento
de vias urbanas, rodovias e aeroportos. A indústria automobilística, além do aumento
de sua produção, conforme pode ser observado na Figura 1.1.1 de acordo com
dados publicados pela ANFAVEA (2006), Associação Nacional dos Fabricantes de
Veículos Automotores, apresenta a evolução nos modelos dos veículos que estão, de
acordo com os fabricantes, mais estáveis, velozes e silenciosos; a mesma
constatação pode ser estendida para a indústria aeronáutica que vem produzindo
aeronaves, cada vez mais estáveis e com recursos modernos de segurança.
A indústria de pneus oferece cada vez mais modelos apropriados para diversas
situações de utilização, como aqueles para pistas sinuosas, os que proporcionam
resposta rápida, os que oferecem aderência em pistas molhadas e outros para
melhor dirigibilidade e segurança. A indústria de pneus tem mostrado a mesma
preocupação para aeronaves, onde a elevada deformação é controlada e a aderência
é uma das grandes preocupações.
A combinação desses fatores, camadas de rolamento confortáveis, veículos estáveis
e esses associados a pneus aderentes, induz o motorista a praticar velocidades cada
vez mais elevadas; quando qualquer um desses fatores ou a combinação deles deixa
de ser capaz de manter o veículo em segurança, há a ocorrência de acidentes. Mais
uma vez, a mesma situação pode ser estendida para o controle das aeronaves, que
além de acidentes podem sofrer incidentes, principalmente nos pousos, onde se
requerem boas condições da aeronave, habilidade do piloto e adequadas condições
de pista quanto à aderência e irregularidade.
2
0
250000
500000
750000
1000000
1250000
1500000
1750000
2000000
2250000
2500000
2750000
1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
Ano
Quantidade
AUTOMÓVEIS
COMERCIA IS
LEVES
CA MINHÕES
ÔNIBUS
TOTAL
Figura 1.1.1 Produção de veículos no Brasil, vendas internas e exportações
(ANFAVEA, 2006)
Ivey e Gallaway (1973) citam em termos de aderência, que quatro fatores
contribuem para que um acidente ocorra. São eles: o motorista, devido ao seu
comportamento, o veículo, de acordo com suas características, o pavimento, em
função da camada de rolamento, e as condições do meio ambiente. As interfaces e
as possíveis combinações desses fatores, conforme apresentado graficamente na
Figura 1.1.2 com dados publicados por Sabey (1980). As mesmas interações são
válidas para o caso aeroportuário: pista, piloto, aeronave e meio ambiente.
Considerando que em um sistema viário, acidentes são quaisquer eventos que
produzam danos materiais ou humanos, e que segurança é a capacidade de
deslocar-se e realizar atividades sem sofrer danos materiais, de integridade física e
mesmo de conforto mental, verifica-se a complexidade das variáveis envolvidas
quando se tenta diagnosticar a real causa de cada acidente.
Considerando que acidentes são quaisquer eventos que produzam danos materiais
ou humanos e que incidente é qualquer evento que apresente risco potencial da
3
ocorrência de acidentes, na aviação civil a investigação dos incidentes segue as
mesmas características que a investigação de acidentes com o mesmo empenho de
evitar a sua recorrência. O Código Brasileiro de Aeronáutica (CBA), Lei 7565, de 19
de dezembro de 1986, em seu artigo 25, estabelece que a infra-estrutura
aeronáutica, também destinada a promover a segurança, a regularidade e a
eficiência da aviação civil, é composta, dentre outros, pelo registro de acidentes em
cada país (Aps
et al.
, 2003-a).
0
10
20
30
40
50
60
70
(%)
Humanos
Somente
Humanos
+ Via
Humanos
+ Veículo
Humanos
+ Via +
Veícul o
Via
Somente
Via +
Veículo
Veícul o
Somente
Figura 1.1.2 Fatores contribuintes de acidentes
Os acidentes e incidentes viários e aeroportuários podem ser usados como medida
direta ou pelo menos indireta da segurança, pois eles testemunham a falta de
segurança, ou seja, a insegurança que uma determinada via ou pista apresenta
1
.
Em uma pesquisa sobre fatores contribuintes de acidentes, realizada por Sabey
(1980), foram estudados 2042 casos nos quais foram observadas 4688 ocorrências,
1
Pietratônio, H.;
Segurança Viária
. Notas de Aula. EPUSP, SP, São Paulo – 2002.
4
o que mostra que nem sempre um fator ocorre isoladamente. Nesta pesquisa, os
fatores foram classificados em função de sua causa, como os devido às falhas
humanas, da via e dos veículos. Como fatores humanos foram considerados as
deficiências em ação, em comportamento e saúde, erros de percepção e de falta de
habilidade. Projeto desfavorável, meio ambiente adverso, sinalização e obstáculos
foram computados à via; e aos veículos, os defeitos em pneus, freios ou outras
falhas devido à falta de manutenção.
Os resultados foram analisados por uma equipe multidisciplinar que os associou à
causa, considerando as possíveis interações que ocorreram, conforme pode se
observar na Tabela 1.1.1. É importante ressaltar o cuidado de interpretação desses
dados, pois com freqüência no meio rodoviário assume-se que aproximadamente 2%
dos acidentes são de responsabilidade exclusivamente da via; mas, como a Tabela
1.1.1 evidencia, esse valor representa isoladamente a contribuição da via e na
maioria das vezes um acidente possui mais de um fator contribuinte, e quando são
estudadas as interações entre os fatores contribuintes de acidentes, esse valor
aumenta significativamente.
Pode ser claramente observado na Tabela 1.1.1 que os valores de acidentes
referentes às deficiências da via incluindo aqueles onde participou em conjunto com
outros fatores totalizaram 28%.
Tabela 1.1.1 Fatores contribuintes de acidentes (modificado de Sabey, 1980)
Fatores Contribuintes
%
Individuais
Somatória
Envolvendo a Via
(%)
Humanos Somente 65
Humanos + Via 24
→ 24
Humanos + Veículo 4,5
Humanos + Via + Veículo 1,25
→ 1,25
Via Somente 2,5
→ 2,5
Via + Veículo 0,25
→ 0,25
Veículo Somente 2,5
Total 100 28
5
Essa participação média não reflete sua importância em locais específicos como
curvas fechadas, regiões de declives, de condições climáticas adversas entre outros
fatores condicionantes.
Além disso, as coletas de dados de acidentes, geralmente, não são precisas, pois
dificilmente consegue-se registrar todos os acidentes que ocorrem em um
determinado trecho em avaliação; aqueles em que há vitimas, possuem maior
precisão de registros, proporcionalmente àqueles em que só ocorreram danos
materiais (Sabey, 1980).
Sabendo-se que o usuário de um sistema viário espera que o pavimento forneça:
segurança, conforto e economia, são necessários constantes estudos sobre a
aderência que a camada de rolamento proporciona ao usuário. Para tal, é necessário
o entendimento dos mecanismos da aderência.
A aderência pneu-pavimento no meio rodoviário, geralmente, é verificada por meio
do coeficiente de atrito existente nesta interação. Na atualidade, a textura superficial
vem sendo considerada como fator também determinante na aderência. Este fato
vem sendo reconhecido recentemente, porém as recomendações são genéricas e os
critérios propostos são de grande amplitude.
Diversos editais para a concessão e exploração das rodovias federais fixam padrões
técnicos para a aceitabilidade dos vários serviços e obras que compõem os referidos
editais. Entre esses padrões de exigências o item
Condições de Segurança
desses
documentos, como por exemplo, DNER (2000), recomenda que:
as condições de
aderência pneumático-pavimento sejam as melhores possíveis, não vindo a
comprometer a segurança do usuário
. Especifica ainda, em caráter provisório, até a
oficialização de normas nacionais sobre o tema, valores mínimos para a camada de
rolamento, composta de misturas betuminosas, como segue:
macro-rugosidade
verificada por meio da altura de areia (HS) deve estar no intervalo de 0,60 a 1,20
mm; e a condição de atrito obtida por meio do pêndulo Britânico, expressa em valor
de resistência à derrapagem, deve estar no intervalo de 47 a 75
. (DNER, 2000).
6
Observa-se que as faixas de valores para as condições de aderência, visando à
segurança, contidas nesses editais, não especificam os valores em função dos
diversos tipos de misturas asfálticas, do tráfego atuante, da velocidade limite, das
variações climáticas - como as condições pluviométricas, das características
geométricas, entre outros fatores e ainda das possíveis combinações desses.
Recentemente em 2006, o DNIT incluiu em seu Manual de Restauração de
Pavimentos Asfálticos faixas de manchas de areia, valores mínimos do Pêndulo
Britânico e faz referência às faixas de valores de
IFI
–
International Friction Index
,
propostas originalmente em Aps
et al
. (2004-b).
Essa mesma preocupação pode ser observada em estudos relacionados a projetos
geométricos como, por exemplo, Osório (2000), que em sua dissertação de
mestrado, avaliou a consistência do traçado de rodovias, em relação ao projeto de
curvas horizontais em rodovias de pista simples, e sugere em suas conclusões que
sejam realizadas pesquisas que forneçam valores do coeficiente de atrito para a
realidade brasileira, visando à aplicação em novos projetos viários e a avaliação dos
alinhamentos existentes.
1.2 Objetivos do Trabalho
A caracterização da macrotextura e microtextura da superfície de pavimentos
asfálticos pode ser obtida por meio de diversos tipos de equipamentos; com objetivo
de uniformizar os resultados obtidos por meio desses ensaios, o Comitê de
Características de Superfície (C1) da PIARC (
Permanent International Association of
Road Congress
, atualmente denominada de
World Road Association
) ou AIPCR
(
Association International Permanente des Congrèss de la Route
) realizou uma
experiência internacional, em 1992, para a comparação e harmonização destes
métodos de medidas de textura e atrito (Wambold
et al.
, 1995).
7
Os objetivos iniciais do Experimento Internacional da PIARC foram atingidos e as
correlações entre equipamentos e a criação de um índice internacional
IFI
-
International Friction Index
, foram realizados. Além deste objetivo, essencial para
tratar de forma homogênea o critério da aderência a PIARC estabeleceu novas metas
para o estudo deste índice (Wambold
et al.
, 1995). A primeira delas foi a
recomendação da publicação de normas para regulamentar o cálculo do
IFI
; esta
meta foi atingida pela publicação da norma ASTM E 1960-98
Standard Practice for
Calculating International Friction Index of a Pavement Surface
.
A segunda meta é que os órgãos e as concessionárias que administram rodovias
aceitem e utilizem essas normas, o que têm sido uma realidade na Europa e América
do Norte; no caso brasileiro importante etapa foi alcançada com a publicação do
Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos (DNIT, 2006) que já recomenda o
uso do
IFI
com base em trabalho de Aps
et al.
(2004-b).
A terceira meta da recomendação da PIARC diz respeito à formação de grupos de
trabalhos internacionais para fixar faixas de valores aceitáveis para a realização de
intervenções que possam ser utilizadas em gerencia de pavimentos em todo o
mundo.
De acordo com o exposto, o objetivo central desta tese é estabelecer critérios e
faixas de classificação que definam os índices desejados ou mesmo os limites
aceitáveis para a aderência em função do par de valores de
IFI
(Sp; F
60
) de
pavimentos asfálticos. Para atingir o objetivo central as seguintes metas foram
desenvolvidas:
a) Verificar a aplicabilidade da norma da ASTM E-1960-98 que define valores de
IFI
International Friction Index
;
b) Demonstrar que valores de macrotextura e microtextura obtidos por meio de
aparelhagem portátil podem ser empregados para o cálculo dos valores de
IFI
;
8
c) Estimar as relações existentes entre as medidas de atrito, textura e
drenabilidade variando as superfícies ensaiadas;
d) Estabelecer critérios e faixas de classificação para a aderência em função de
IFI
(Sp; F
60
).
1.3 Metodologia da Pesquisa
Para atingir os objetivos propostos várias etapas de estudo foram realizadas:
a) A compreensão dos fenômenos que ocorrem na interação pneu-pavimento, por
meio da verificação dos mecanismos da física tradicional, normalmente usada no
meio rodoviário e aeroportuário, com os conceitos de interdisciplinaridade
preconizados pela Tribologia;
b) A Revisão bibliográfica dos tipos de equipamentos de medição das
características de superfície, procedimentos de ensaio e métodos de cálculo de
índices combinados; a partir deste conhecimento, optou-se por equipamentos
portáteis incluindo a organização e seleção para aquisição de um Pêndulo
Britânico para o LTP/USP;
c) A organização de uma estratégia de coleta de dados em campo, envolvendo a
seleção dos tipos de revestimentos asfálticos que seriam avaliados. Foram
considerados diversos tipos de superfícies asfálticas: Areia Asfalto (AA), Concreto
Asfáltico com asfalto convencional (CA), Concreto Asfáltico modificado por
Borracha (CA bor), Concreto Asfáltico modificado por Polímero do tipo SBS (CA
SBS), Camada Porosa de Atrito (CPA), Capa Selante (CS), Concreto Asfáltico com
Grooving
(G), Lama Asfáltica (LA), Microrrevestimento Asfáltico a Frio (Micro),
Stone Matrix Asfhalt
(SMA) – tipo 0/11 e 0/16 e Tratamentos Superficiais, Simples
e Duplo (TS);
9
d) A concepção de faixas tentativas de classificação de valores de
IFI
com base
na experiência profissional, conhecimentos de valores limites de macrotextura e
microtextura, e tratamentos estatísticos de dados de campo. A partir de conceitos
estatísticos decidiu-se utilizar os dados da Via Anchieta SP-150, coletados de
forma sistemática e periódica, para validação das faixas classificatórias
concebidas.
A partir da realização das etapas citadas acima, conclui-se a tese na 4
a
Tentativa de
faixas classificatórias de superfícies asfálticas em relação à aderência pneu-
pavimento, por meio do de um índice combinado
IFI
, que podem vir a ser utilizadas
por órgãos viários, gestores e concessionárias para a realização de intervenções que
possam ser utilizadas em gerencia de pavimentos.
10
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
A aderência produzida na interação pneu-pavimento é um dos fatores que contribui
para a segurança viária; camadas de rolamento com boa aderência, ou seja, com
adequadas características superficiais podem reduzir a distância de frenagem,
principalmente em pavimentos molhados, e manter em todo o tempo de percurso a
trajetória desejada para o veículo. Para entendimento do que ocorre nessa interação
há necessidade da revisão de alguns fenômenos e conceitos.
2.1 O Fenômeno Físico da Aderência e a Interação Pneu Pavimento
De acordo com a norma de terminologia G40 da ASTM (2001), força de atrito é a
força tangencial resistente, atuante na interface entre dois corpos, resultante da
ação de uma força externa de um corpo que se move ou tende a se mover sobre o
outro; e coeficiente de atrito é a razão dessa força tangencial, resistente ao
movimento entre dois corpos, e a força normal aplicada a estes corpos.
Matematicamente o coeficiente de atrito é descrito pela equação 2.1.1.
N
F
=
µ
(2.1.1)
Onde:
µ
= coeficiente de atrito;
F = força de atrito;
N = força normal.
A evolução do conhecimento do atrito com o passar do tempo foi descrita por
Dowson (1979)
apud
Silva (1998) e apresentada na Tabela 2.1.1.
11
Tabela 2.1.1 Cronologia do desenvolvimento do conhecimento do atrito (
apud
Silva, 1998)
Autor Ano Conhecimento
Leonardo da Vinci 1495 A força de atrito é proporcional a força normal;
A força de atrito independe da área de contato;
A força de atrito é igual a 0,25 da força normal.
Robert Hooke 1685 O atrito por rolamento é menor para materiais com
maiores módulos de elasticidade.
Isaac Newton 1687 O atrito em sistemas lubrificados depende das
propriedades viscosimétricas do fluído.
Guillame Amontons 1699 Confirma a independência entre atrito e área de
contato;
Materiais diferentes apresentam valores de atrito
diferentes;
O atrito é causado pela interferência entre asperezas.
J. T. Desaguulies 1725 Forma o primeiro banco de dados sobre o atrito para
vários pares de materiais;
Introduz o conceito de coesão entre superfícies.
Leonnard Euler 1750
Introduz o símbolo µ para o coeficiente de atrito;
Conceitua o atrito estático;
Estabelece que o coeficiente de atrito estático é maior
que o dinâmico.
A. Coulomb 1785 Sugere que atrito possui uma componente de adesão e
outra de deformação;
Analisa o tempo de resposta da força de atrito;
Sugere que a força de atrito é causada pelo
intertravamento de asperezas.
G. Rennie 1825 Estima que coeficiente de atrito entre metais de
elevada dureza é igual a 1/6;
Propõe que metais de baixa dureza apresentam
maiores coeficientes de atrito;
Estabelece que o coeficiente de atrito de metais
lubrificado depende do lubrificante e não do metal.
Na interação do pneu com o pavimento são possíveis duas situações extremas de
contato, as quais vão definir os mecanismos de aderência e desgaste: o pneu rodando
e o pneu sob deslizamento na superfície do pavimento com a roda travada, durante
uma frenagem de emergência. Dois mecanismos, a aderência e o desgaste, são
desenvolvidos na área de contato do pneu com o pavimento, em um veículo em
movimento. Há uma zona maior onde o atrito por rolamento é predominante e zonas
menores, onde a força de atuante supera o limite de aderência iniciando-se
deslizamentos localizados.
12
Normalmente, no meio rodoviário, assume-se que o coeficiente de atrito pneu-
pavimento é composto de duas parcelas: o atrito devido à adesão, proveniente da
atração molecular das superfícies (forças de
van der Waals
), e o atrito devido à perda
por histerese, resultante da deformação cíclica da superfície dos pneus, pelas
asperezas do pavimento, conforme expresso na Equação 2.1.2. Este comportamento
combinado é conseqüência direta da viscoelasticidade da borracha, e traduz-se na
perda de energia através da geração de calor devido aos movimentos
intermoleculares.
had
µ
µ
µ
+
=
(2.1.2)
Onde:
d
µ
= coeficiente de atrito devido ao deslizamento;
a
µ
= coeficiente de atrito devido à adesão;
h
µ
= coeficiente de atrito devido à histerese.
O termo aderência refere-se ao limite de atrito, desenvolvido entre os pneus do
veículo e a superfície da camada de rolamento do pavimento, que assegura a
mobilidade e dirigibilidade do veículo.
Um enfoque mais atual é analisar este mesmo fenômeno sob o ponto de vista da
tribologia. A palavra tribologia tem raízes gregas onde
tribos
significa atrito e
logos
do Latim estudo; foi utilizada pela primeira vez em 1966 por um comitê do governo
Britânico, de acordo Hutchings (1992) e teve como primeira publicação um dicionário
na Universidade de Oxford, de acordo com Aguillón (2002).
Tribologia é a ciência que estuda o atrito, a lubrificação e o desgaste de superfícies
em engenharia. A tribologia, de acordo com Moore (1975)
apud
Silva (1998),
considera o conceito da interdisciplinaridade, pois integra os conhecimentos da física,
da química, da mecânica, da termodinâmica e das ciências dos materiais.
Em determinadas situações não se conhece o mecanismo de desgaste atuante, pois
diferentes mecanismos operam simultaneamente, como a adesão, a abrasão, a
fadiga da superfície e a corrosão, os quais dependem da estrutura do tribosistema.
13
Esta estrutura é composta de corpo, contra-corpo, interface e meio ao redor,
conforme pode ser observado na Figura 2.1.1. É preciso conhecer também a forma
de ação dos elementos, rolamento, deslizamento, impacto e/ou escoamento, e os
parâmetros como a carga, a velocidade, a temperatura e o tempo.
CONTRA -
CORPO
CORPO
ELEMENTO INTERFACIAL
CARGA
MOVIMENTO
MOVIMENTO
AMBIENTE
CONTRA -
CORPO
CORPO
ELEMENTO INTERFACIAL
CARGA
MOVIMENTO
MOVIMENTO
AMBIENTE
Figura 2.1.1 Esquema de um Tribosistema
Seguindo os conceitos da tribologia pode-se considerar o pavimento como “corpo”, o
pneu como “contra-corpo” e o “elemento interfacial” é a lubrificação por meio do ar
ou da água.
Quando este fenômeno se dá em função do contato do pneu de um veículo com a
camada de rolamento de um pavimento, sabe-se que poderá ocorrer o rolamento ou
deslizamento do pneu sobre o pavimento, dependo da situação a que estiver
exposto.
O coeficiente de atrito obtido para um determinado pavimento está vinculado ao
equipamento com o qual se realizou o ensaio, que pode utilizar um sistema com
rodas que giram livres ou são bloqueadas durante o ensaio. Esses coeficientes são
denominados de Coeficiente de Atrito Longitudinal – CAL ou Coeficiente de Atrito
Transversal – CAT (López, 1995; Poncino, 2001).
14
1. Coeficiente de Atrito Longitudinal – CAL – está associado à força
que se desenvolve na área de contato pneu-pavimento quando se
arrasta uma roda travada; este ensaio simula melhor a resistência ao
deslizamento em frenagens emergenciais ou quando um veículo é
freado, acelerado ou desacelerado no sentido longitudinal.
2. Coeficiente de Atrito Transversal – CAT – está associado à força
que se desenvolve na área de contato pneu-pavimento, perpendicular
ao plano de rotação da roda, quando esta circula formando um ângulo
em relação à sua direção de rotação (forças tangenciais); este ensaio
simula melhor a resistência ao deslizamento transversal necessária para
manter o veículo em curvas ou derrapagens.
Para os dois coeficientes os valores variam em função das condições do ensaio
como: o tipo dos pneus (lisos ou com ranhuras), a espessura da lâmina de água, o
ângulo de inclinação da roda (ângulo de deriva) e a velocidade do equipamento.
Os fatores que mais afetam a resistência ao deslizamento podem ser divididos em
dois grupos de acordo com sua importância (IRC 1976). O primeiro grupo
contempla:
a) Os agregados;
b) A natureza ou textura da superfície,
c) A presença de água principalmente devido às condições climáticas, chuvas e
neve;
d) A geometria da via;
e) As características dos pneus;
f) A velocidade do veículo;
g) A intensidade de tráfego.
Como fatores que afetam a resistência ao deslizamento, em segundo grau, estão:
a) O tipo de revestimento do pavimento;
15
b) Os métodos de construção e manutenção da via;
c) A temperatura;
d) O sistema de freios e suspensão do veículo;
e) A carga por roda;
f) E a presença de óleo na camada de rolamento.
Condições inadequadas de aderência na interação pneu-pavimento podem ocasionar
acidentes em um sistema viário seja urbano, rodoviário ou aeroportuário.
Pesquisas realizadas nos EUA indicaram que, aproximadamente, 14% de todos os
acidentes fatais com automóveis ocorreram sob condições de pistas molhadas
(Pottinger, 1986). Foi verificado, também, em pesquisas feitas pelo Comitê Nacional
de Segurança de Transportes, nos EUA, que a freqüência de acidentes em pistas
molhadas é quatro vezes superior àquela que ocorre em pistas secas (Wambold,
1986).
Quando os pneus do veículo se deslocam sobre uma pista molhada, devido à
presença de lâmina de água, desenvolvem-se pressões hidrodinâmicas na área de
contato do pneu com o pavimento. Essas pressões aumentam com a velocidade do
veículo, e dependendo da textura oferecida pela via, podem atingir valores altos de
tal modo que tendem a levantar os pneus sobre uma onda que se forma à sua
frente. Se a carga aplicada aos pneus pelo peso do veículo for menor que a
resultante proveniente das pressões hidrodinâmicas, os pneus deslizarão sem manter
contato direto com o pavimento, perdendo o controle direcional, fenômeno
conhecido como hidroplanagem.
Nessas condições, o atrito se reduz a valores insuficientes para manter dirigibilidade,
perde-se o controle direcional e a capacidade de frenagem. Para que a roda volte a
transmitir os esforços necessários à condução do veículo, durante o processo de
hidroplanagem, a velocidade deve ser reduzida sensivelmente.
16
Silva e Rodrigues Filho (1981) comentam que pesquisas realizadas pela NASA
(
National Aeronautics and Space Administration
) mostraram que a região de contato
do pneu com o pavimento molhado pode ser dividida em três zonas distintas,
esquematizadas na Figura 2.1.2. São elas:
Zona 1: representada por Z1 na Figura 2.1.2, é a região da área de contato
recoberta por uma espessa lâmina d’água, sujeita à hidroplanagem dinâmica,
também denominada "zona molhada". Nessa zona, o pneu em movimento empurra a
água para frente, formando uma onda.
Zona 2: representada por Z2 na Figura 2.1.2, é a região da área de contato
recoberta por uma delgada lâmina d’água, sujeita à hidroplanagem viscosa, também
denominada “zona de transição ou intermediária”. Devido à pequena espessura da
lâmina d’água o pneu passa a ter contato parcial com o pavimento.
Zona 3: representada por Z3 na Figura 2.1.2, é a região da área de contato,
teoricamente, sem presença d’água, ocorrendo, portanto, o contato direto entre o
pneu e o pavimento. O atrito que passa a existir contribui para a desaceleração e o
controle do veículo. Esta zona é denominada “zona seca ou de contato”
(Pottinger,1986, Haas,1994, Silva,1981).
A porcentagem destas áreas vai depender da velocidade do veículo, da textura do
pavimento, da pressão interna dos pneus e da manobra que está sendo realizada. As
características e os fenômenos envolvidos, tal como as propriedades relevantes em
cada umas destas três zonas, podem ser vistas resumidamente na tabela 2.1.2.
A eliminação da água da área de contato entre o pneu e o pavimento requer um
determinado tempo, que é função conjunta da macrotextura e microtextura oferecida
pela superfície do pavimento. A macrotextura, em conjunto com os sulcos que
compõem o desenho da banda de rodagem do pneu, tem por função permitir que
grande parte da água existente na “Zona 1” possa ser drenada. Esta característica é
17
função da graduação dos agregados, do projeto da mistura, da camada de rolamento
e do grau de polimento da superfície ou dos agregados empregados nesta camada.
Figura 2.1.2 Deslocamento da água pelo pneu de acordo com o conceito das 3
zonas (adaptado de Silva e Rodrigues Filho, 1981 e Haas, 1994)
Tabela 2.1.2 Hidroplanagem: total e parcial, modelo das 3 zonas (adaptado de Silva
e Rodrigues Filho, 1981; Silva, 1981; Pottinger, 1986)
Parâmetros
Hidroplanagem
Total
Hidroplanagem Parcial Contato
Zona Z 1 Z 2 Z 3
Condição do
Pavimento
Molhado Úmido Seco
Tipo de interação Deslizamento Contato parcial Rolamento
Propriedade
relevante
Macrotextura Microtextura Macro e Micro
Fenômeno
ocorrente
Hidroplanagem
dinâmica
Hidroplanagem Viscosa Atrito
A microtextura de um pavimento é responsável por romper a película de água
remanescente na zona 2 permitindo o restabelecimento do contato entre o pneu e o
pavimento.
Acidentes devido à hidroplanagem, geralmente, ocorrem em casos especiais, onde as
velocidades são altas, as espessuras de lâmina d’água são elevadas e a pressão
Z1 Z2 Z3
V p
Velocidade de deslocamento do veículo
Z1 Z2 Z3
V p
Z1 Z2 Z3
V p
Velocidade de deslocamento do veículo
18
sobre o pneu é superior à sua pressão de contato e este desliza sobre a superfície
d’água. Normalmente, ocorrem em pontos isolados dos pavimentos com
macrotextura fechada, onde a drenagem superficial é ruim e as velocidades são
superiores a 100 km/h. Mesmo a água formando apenas uma lâmina muito delgada
sobre o pavimento, conhecida como filme, o risco de acidente continua existindo,
pois esse filme atua como um lubrificante, diminuindo, por conseqüência, a
resistência ao deslizamento (Guzmán, 1995).
Confirmando essas conclusões, o estudo feito por Hankin e outros (Wambold, 1986),
com base em 500 casos de acidentes analisados, todos em pistas molhadas, mostrou
e os seguintes resultados:
1- Os pavimentos nos locais dos acidentes apresentaram pequena macrotextura;
2- As profundidades dos sulcos dos pneus eram pequenas;
3- Os valores dos coeficientes de atrito nos locais de acidentes eram baixos; e
4- As velocidades dos veículos imediatamente antes dos acidentes eram altas.
O principal problema é zona molhada e pode-se verificar na Figura 2.1.3 a
importância da textura da camada de rolamento na ocorrência de acidentes.
Figura 2.1.3 Influência da textura e da profundidade dos sulcos dos pneus no
número de atrito e na ocorrência de acidentes (Wambold
et al.
, 1986)
19
No Congresso Mundial da PIARC (
Permanent International Association of Road
Congress
, atualmente denominada de
World Road Association
) realizado em Bruxelas
em 1987 foram definidas três classes de textura: a microtextura, a macrotextura e
megatextura (Wambold
et al
, 1995). Foram estabelecidos os limites entre os limites
entre os domínios de escalas de irregularidades de superfícies de pavimentos
rodoviários por meio do critério de comprimento de ondas (horizontal) e amplitude
(vertical) conforme pode ser visto na Tabela 2.1.3 (ASTM E-867,1997).
A microtextura depende basicamente da aspereza dos agregados da superfície e
pode ser classificada por rugosa ou polida, também chamada esta última de lisa.
A macrotextura depende basicamente da graduação da mistura utilizada na camada
de rolamento e pode ser classificada por aberta ou grosseira e fechada ou fina.
Tabela 2.1.3 Classificação da textura (ASTM E-867, 1997)
Intervalo de dimensões
Domínio
Horizontal
Vertical
Microtextura 0 - 0,5 mm 0 - 0,2 mm
Macrotextura 0,5 mm - 50 mm 0,2 mm - 10 mm
Megatextura 50 mm -500 mm 1 mm - 50 mm
Irregularidade 0,5 m - 50 m 1mm - 20 cm
A superfície resultante depende, portanto, das características conjuntas da macro e
microtextura. Estas combinações podem resultar em quatro tipos de textura a saber:
rugosa e aberta; rugosa e fechada; polida e aberta; e polida e fechada. A Figura
2.1.4 resume as classes de microtextura e macrotextura.
20
Microtextura Macrotextura Superfície Tipo de Textura
Aberta Rugosa e Aberta
Rugosa
Fechada
Rugosa e Fechada
Aberta Polida e Aberta
Polida ou Lisa
Fechada
Polida e Fechada
Figura 2.1.4 Tipo de superfície em função da classe de macrotextura e microtextura
2.2 Características Físicas das Vias e sua Influência na Ocorrência de
Acidentes
As pesquisas que buscam relacionar a influência das características geométricas da
via na ocorrência de acidentes são realizadas em seções pilotos, não refletindo a
realidade de toda a rodovia, há necessidade da busca de mais dados quantitativos e
qualitativos envolvendo essa relação (Nodari, 2003).
As características geométricas das vias têm influência na avaliação da aderência do
pneu-pavimento e também na ocorrência de acidentes. A via projetada, construída e
conservada adequadamente deve proporcionar ao motorista condições de conduzir o
veículo de modo simples e consistente, e ainda seguro. Mesmo ao cometer uma
falha, o motorista deve ter condições de retomar o controle do veículo antes que o
acidente ocorra.
De um modo geral, em função das condições da via, o motorista pode ter o
comportamento padrão esperado e a atenção afetada, influenciando a sua habilidade
em manter o controle do veículo e em identificar situações de risco e ainda criando
oportunidades de conflitos (TRB,1977; Nodari, 2003).
21
De acordo com Nodari (2003), entre as características físicas das vias que
influenciam na incidência de acidentes pode-se citar:
A conservação da camada de rolamento - ocorrência de defeitos em vias
pavimentadas pode ser a causa de alguns acidentes. Estudos internacionais,
realizados em países onde há rodovias de alto padrão, tais defeitos não se destacam
na quantificação da ocorrência de acidentes; porém, no nosso país, esta situação é
notória e tornou-se ainda mais evidente com o recente lançamento de um programa
de “tapa-buracos” pelo governo federal. A presença de “panelas” provoca mais
acidentes, geralmente, envolvendo motos e caminhões do que veículos de passeio.
A irregularidade dos pavimentos, associada aos defeitos que afetam o conforto,
como por exemplo, remendos, recalques, elevações e afundamentos localizados
(Aps, 2000), também podem provocar acidentes devido à perda de controle do
veículo por meio do deslocamento das cargas, ocasionando o tombamento e/ou
capotagem.
As condições de macrotextura e microtextura proporcionadas pelo
revestimento podem resultar em acidentes por derrapagem em situações de
frenagem ou manobras emergenciais, principalmente em pavimentos molhados.
A formação de lâmina de água sobre pavimentos é mais comum em trechos
planos, com pouca inclinação transversal e em curvas de raios longos, ou ainda, em
áreas onde há a presença de defeitos como afundamentos. O veículo em
deslocamento sobre esses trechos pode perder a aderência entre o pneu e o
pavimento ocasionando o fenômeno da hidroplanagem.
Além disso, a presença de água na superfície causa borrifo pela ação dos pneus em
movimento, formando um fenômeno atrás do veículo denominado “spray”, que
impede a uma boa visibilidade dos veículos que circulam atrás ou lateralmente ao
“spray”. Complementarmente, a lâmina d’água na superfície pode causar reflexão
22
das luzes dos faróis à noite, ocasionando um brilho que impede um bom conforto
visual da pista, atrapalhando a atenção, confundindo o motorista.
O desnível vertical entre faixa de rolamento e acostamento pode ocasionar a
perda de controle do veículo. Esse degrau pode ocorrer devido ao recapeamento da
pista, deterioração ou ausência de acostamento e ainda pode ser vertical ou oblíquo;
este último proporciona melhores condições de retomada do controle do veículo.
O traçado de curvas horizontais – o grau de curvatura e o comprimento podem
gerar curvas potencialmente perigosas. Estudos apontam que a maioria dos
acidentes que ocorrem em trechos curvos são as colisões frontais, laterais, contra
objetos fixos, noturnas, as capotagens e as envolvendo motoristas alcoolizados. O
alargamento de faixas e/ou acostamentos nesses trechos pode reduzir a ocorrência
de acidentes.
Locais com deficiência de superelevação, valores reais menores do que os
recomendados pelos órgãos, estão sujeitos à maior porcentagem de ocorrência de
acidentes além do desconforto oferecido ao motorista. Valores mínimos e máximos
são recomendados no Manual do DNER (1999).
As curvas verticais e rampas, ou seja, o perfil vertical é conseqüência da
topografia do terreno, do nível de segurança oferecido pela rodovia e dos custos de
construção disponíveis. A inclinação e o comprimento são os principais fatores que
afetam a ocorrência de acidentes em rampas; rampas longas, com presença de
veículos pesados tendem a registrar maior número de acidentes devido às diferenças
de velocidades que se acentuam nessas condições de operação, (FHWA, 1992 apud
Nodari 2003). O número de acidentes em rampas descendentes é 63% maior que
em rampas ascendentes. Acidentes em declives também resultam maior percentual
de feridos e mortes quando comparados aos acidentes em aclives.
A tortuosidade (DNER, 1999) deve ser evitada, e serem priorizados traçados
contínuos com adoção de curvas de raio longo concordadas com tangentes curtas,
23
com o objetivo de evitar o excesso de velocidade, o cansaço, sono do motorista e o
ofuscamento noturno no cruzamento com outros veículos.
A combinação entre alinhamento horizontal e vertical é importante na
definição da velocidade de operação e na determinação da distância de visibilidade.
As interseções são locais críticos onde o motorista deve tomar várias decisões ao
mesmo tempo, a adoção de faixas adicionais ou canalização desse tráfego pode
reduzir a ocorrência de acidentes. A iluminação artificial nas interseções pode
melhorar os aspectos de segurança, reduzindo o número de acidentes, porém o uso
de postes deve ser cauteloso, pois esses podem se tornar obstáculos perigosos.
Quando o veículo colide com elementos, assim como os pilares de pontes, alguns
dispositivos de drenagem, os muros de contenção, as árvores, os taludes, os postes
de sinalização, entre outros elementos dispostos nas laterais das vias sofrem colisões
que representam aproximadamente 25% dos acidentes fatais.
As linhas demarcadoras das faixas de rolamento e os dispositivos que
produzem vibração ao volante, contribuem positivamente para os aspectos de
segurança. As placas de sinalização (advertência, regulamentação e indicação)
quando são claras, concisas e localizadas com antecedência suficiente para a tomada
de decisão e em locais onde não haja muita solicitação do motorista podem
contribuir para a redução de 20 a 62% dos acidentes. Os painéis de mensagem
que são ativados pelos veículos, como aqueles que informam a velocidade, podem
reduzir aproximadamente 30% dos acidentes nos locais de implantação.
Os marcadores e balizadores instalados em curvas acentuadas, pontes estreitas
ou obras podem melhorar a configuração do traçado e promover a redução de
acidentes entre 30 e 60%.
Estudos têm indicado faixas de valores de 10 a 40% na redução de acidentes em
função do aumento da largura das faixas de rolamento e do acostamento. As
larguras da faixa de rolamento e acostamento nas pontes devem ser
24
mantidas no mesmo tamanho dos trechos adjacentes a elas. Além da largura, a
existência de pavimentação nos acostamentos também proporciona melhoria da
segurança.
A inclinação dos taludes recomendada pelo DNER (1999) é igual ou inferior a 1:6,
para proporcionar áreas adjacentes mais seguras e diminuir os custos com
instalações de defensas. A travessia para pedestre e o acesso a lotes lindeiros
em rodovias devem ser devidamente localizados e projetados para a finalidade real
de uso.
Conforme visto, as características geométricas das vias têm influência na avaliação
da aderência pneu-pavimento e também na ocorrência de acidentes; um projeto
geométrico consistente apresenta traçado de curvas, superelevação, curvas verticais
e rampas, combinação entre alinhamento horizontal e vertical, interseções e larguras
da faixa de rolamento, entre outros, capazes de proporcionar uma viagem segura e
confortável.
Uma via deve, também, oferecer ao usuário condições de visibilidade para que ao
surgimento de obstáculo inesperado, o veículo possa parar de maneira segura. Este
fator é considerado na elaboração do projeto geométrico por meio do cálculo da
distância de visibilidade de parada. Vale ressaltar que a distância de visibilidade
de parada é utilizada no projeto de interseções, de curvas verticais e na
determinação do tempo em semáforos, entre outras aplicações.
De acordo com o Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais (DNER, 1999), a
distância de visibilidade de parada (Dp), conceitualmente, é a distância mínima
necessária para que um veículo possa parar antes de atingir um determinado
obstáculo inesperado, estando na velocidade de projeto ou próximo dela. Essa
distância é composta de duas partes: a primeira é aquela percorrida durante o tempo
de reação do motorista (D
1
) e a segunda é aquela referente ao tempo de parada do
veículo após o início da frenagem (D
2
). O tempo de reação do motorista é o tempo
necessário para que ele tenha a percepção de um determinado objeto (obstáculo),
25
o reconhecimento da situação, a tomada de decisão e a prática de uma ação; e
o tempo de parada é o tempo em que o motorista aciona o sistema de freios para
iniciar o processo de frenagem somado ao tempo de subida da potência até o
bloqueio das rodas e o tempo de frenagem efetivo até a parada do veículo.
Ao tempo de reação do motorista associam-se os fatores internos e externos
inerentes ao ser humano. Internos são aqueles que dependem do próprio motorista
e são conseqüência de seus traços sociológicos e físicos; estes fatores podem ser
permanentes ou passageiros, como a motivação, a experiência, o estado de ânimo, o
cansaço, a visão ou a habilidade ótica, o campo visual, a adaptação à luminosidade,
a altura dos olhos, o equilíbrio, outros sentidos, a idade e o sexo. Como fatores
externos podem-se considerar as condições climáticas, o uso do solo, o tráfego, as
características da via e a distância do objeto (DNER, 1999). Todos esses fatores,
internos e externos, influem na composição do tempo de reação do motorista que
por sua vez compõe a distância de parada.
De acordo com a AASHTO (2000), o valor de 1,5 segundos deve ser adotado para o
tempo de percepção, adicionando-se a esse valor o tempo necessário à reação de
frenagem, que tipicamente é de 1,0 segundo, tem-se o tempo total de percepção e
reação de 2,5 segundos. A Figura 2.2.1 mostra o tempo de reação do motorista e
tempo de parada do veículo.
Em um projeto rodoviário, consideram-se as distâncias de visibilidade básicas como a
de parada, a de tomada de decisão e a de ultrapassagem. A distância de visibilidade
em rodovias irá fornecer informações para (Pontes, 1998):
a) Cálculo do comprimento da curva de concordância vertical convexa das
rodovias;
b) Elementos para marcação de banquetas de visibilidade dos cortes em
curva; e
c) Elementos para sinalização das rodovias.
26
Figura 2.2.1 Tempo de reação do motorista e tempo de parada do veículo
A distância de parada pode ser determinada por meio da Equação 2.4.1, cujas
parcelas D
1
e D
2
são obtidas por meio das Equações 2.4.2 e 2.4.3, respectivamente.
As equações 2.4.2 e 2.4.3 apresentam, respectivamente, as mudanças de unidades,
de m/s para km/h e consideram o tempo de reação do motorista de 2,5 segundos.
21
DDD
P
+
=
(2.4.1)
v
hkmv
smvtvD 7,0
6,3
)/.(
5,2)/(5,2.
1
==== (2.4.2)
f
V
f
V
fg
v
D
.255.8,9.2
)6,3/(
..2
222
2
=== (2.4.3)
Onde:
v
= velocidade do veículo, em km/h;
t = tempo de reação e percepção do motorista, considerado igual a 2,5 s;
g = aceleração da gravidade considerada 9,8 m/s
2
; e
f = coeficiente de atrito longitudinal pneu-pavimento.
Para um trecho em rampa ascendente, aclive, a distância de frenagem será menor
que a determinada pela equação de (D2) e maior no caso de descida, declive
27
(AASHTO, 1994 e DNER, 1999). Considerando os efeitos das rampas a equação 2.4.3
pode ser divida em duas, uma para rampas ascendentes, Equação 2.4.4 e outra para
rampas descendentes, Equação 2.4.5.
).(255
2
2
if
V
D
+
= (2.4.4)
)(
0039,0
2
2
if
V
D
+
= (2.4.5)
Onde:
i = greide, em m/m positivo (+) se ascendente e negativo (– ) se descendente.
A fórmula acima é derivada da equação de Torricelli para desaceleração em
movimento uniformemente acelerado, sendo 255 um fator de ajuste de unidades
para velocidade em km/h, aceleração em m/s
2
e aceleração da gravidade g=9,81
m/s
2
.
A partir das considerações acima, a distância de visibilidade de parada pode ser
escrita também em função da inclinação da via, conforme pode ser vista nas
Equações 2.4.6 e 2.4.7.
).(255
.7,0
2
2
if
V
VD
+
= (2.4.6)
)(
0039,07,0
2
2
if
V
vD
+
+= (2.4.7)
Em 2001 a AASHTO alterou a equação para o cálculo de D2 ou Dp, considerando a
taxa de desaceleração, conforme pode ser visto na Equação 2.4.8.
a
V
D
.2
2
2
= (2.4.8)
Onde:
a = taxa média de desaceleração, considerada 3,4 m/s
2
.
28
No Manual de Projeto Geométrico da AASHTO (1994; 2001), assumem-se alguns
valores que não representam o que ocorre na prática ou deixa de considerar algumas
variáveis que interferem na D
P
, como os valores adotados para o coeficiente de
atrito. Os valores dos coeficientes de atrito em função da velocidade, fornecidos
nesses manuais, consideram a camada de rolamento do pavimento do tipo asfáltica
ou de concreto de cimento Portland, sendo esses dois tipos em estado seco ou
molhado, e interagindo com pneus em bom estado de conservação ou gastos. Porém
a realidade sobre o atrito do pavimento é diferente dessas quatros simples situações
apresentadas pela AASHTO (1994; 2001).
A Tabela 2.1.4 apresenta valores de atrito (pavimentos asfálticos molhados) de
acordo com a AASHTO e valores de atrito em função da textura, macrotextura e
microtextura, (áspera e aberta, áspera e fechada, polida e aberta e polida e fechada)
apresentado por Guzmán (1995).
Como se pode observar assumir valores estimativos pode representar uma mudança
da situação de segurança prevista pelo projetista. Calculando-se D
2
com os valores
sugeridos na Tabela 2.1.4, teríamos as seguintes distâncias calculadas mostradas na
Tabela 2.1.5.
Tabela 2.1.4 Valores de atrito de acordo com a AASHTO (1994,2001) Guzmán (1995)
Guzmán (1995)
Velocidade
(km/h)
AASHTO
áspera e
aberta
áspera e
fechada
polida e
aberta
polida e
fechada
50 0,36 0,7 0,6 0,3 0,25
60 0,34 0,62 0,56 0,25 0,2
70 0,32 0,6 0,49 0,22 0,18
80 0,31 0,58 0,4 0,2 0,17
90 0,31 0,57 0,35 0,2 0,16
100 0,3 0,55 0,3 0,19 0,16
110 0,3 0,55 0,24 0,18 0,15
120 0,29 0,55 0,22 0,17 0,15
29
Tabela 2.1.5 Cálculo de D
2
para os valores de atrito da Tabela 2.1.4
Guzmán (1995)
Velocidade
(km/h)
AASHTO
áspera e
aberta
áspera e
fechada
polida e
aberta
polida e
fechada
50 27,23 14,01 16,34 32,68 39,22
60 41,52 22,77 25,21 56,47 70,59
70 60,05 32,03 39,22 87,34 106,75
80 80,96 43,27 62,75 125,49 147,64
90 102,47 55,73 90,76 158,82 198,53
100 130,72 71,30 130,72 206,40 245,10
110 158,17 86,27 197,71 263,62 316,34
120 194,73 102,67 256,68 332,18 376,47
2.3 Medidas de Textura e de Atrito
As características de aderência, fornecidas pela textura e pelo atrito, representam um
papel importante na segurança de vias urbanas, de rodovias e de aeroportos. O
IFI
(
International Friction Index
), a ser abordado em detalhes no item 2.5, é um dos
parâmetros que pode ser usado para quantificar a aderência pneu-pavimento, e por
conseqüência ser usado como ferramenta visando a redução de acidentes. Para se
obter o valor de
IFI
(
International Friction Index
)
é preciso realizar, com qualquer
equipamento ou técnica homologada ou homologável a partir de critérios
estabelecidos em experimento internacional, dois tipos de medidas sobre a superfície
do pavimento, uma de atrito (FR) e outra de textura em mm (Tx) (Wambold
et al.
,
1995).
Os equipamentos e métodos de avaliação variam muito de país para país, por esse
motivo foi realizado o Experimento Internacional da PIARC (
Permanent International
Association of Road Congress
, atualmente denominada de
World Road Association
)
ou AIPCR (
Association International Permanente des Congrèss de la Route
) (Wambold
et al.
, 1995). Neste Capítulo serão apresentados alguns dos 47 equipamentos,
procedentes de 16 países, de medição de textura e atrito, utilizados no referido
experimento internacional além de outros encontrados na literatura ou em uso no
nosso país.
30
2.3.1 Medidas de Textura
A macrotextura, cujo conceito foi abordado no item 2.1 e sua classificação na tabela
2.3, pode ser avaliada por três tipos de métodos (Wambold
et al
. (1995):
1. Método volumétrico conhecido como Mancha de Areia (
MPD
–
Mean Profile
Depth
ou profundidade média do perfil);
2. Perfilômetros (RMS –
Root Mean Square of Texture Profile
ou raiz média
quadrática do perfil da textura), que podem ser de três tipos. O tipo a é o mais
conhecido, o tipo b apenas um modelo em uso, e o tipo c, não há modelo em
serviço até o momento:
a. Laser;
b. Fotoseccionamento (
Light Sectioning)
;
c. Água de Contato. (
Stylus Contact Followers
).
3. Drenômetros.
Alguns desses métodos citados serão apresentados devido a sua maior utilização.
2.3.1.1 Mancha de Areia
O ensaio de Mancha de Areia ou Altura de Areia é conhecido em países de língua
inglesa como
Sand Path
, francesa como
Hauter au Sable
e espanhola como
Circulo
de Arena.
Esse ensaio é usado para a determinação da média da profundidade da altura da
mancha de areia em superfícies de pavimentos com objetivo de obtenção das
características de macrotextura, conforme preconizado pela ASTM E 965-96 (2001).
O procedimento consiste em preencher os vazios da textura superficial do pavimento
com um volume conhecido de 25000 mm³ ± 150 mm³ de areia natural limpa e seca,
uniforme, de grãos arredondados, que passa na peneira de abertura 0,3 mm e fica
retida na peneira de abertura 0,15 mm, ou com microesferas de vidro com as
31
mesmas características granulométricas da areia. A superfície é limpa com auxílio de
escova de mão macia e a areia é espalhada sobre a superfície seca por meio de um
disco, com movimentos circulares e uniformes, preenchendo os vazios da superfície e
obtendo uma área final aproximadamente circular. Mede-se o diâmetro do círculo da
“mancha” obtida com a areia em quatro direções com aproximação visual de 5 mm;
o diâmetro médio Dm, será o resultado da média obtida nas quatro medições (ASTM,
2001). A altura Hm é expressa conforme a equação 2.3.1. A Figura 2.3.1 apresenta
os equipamentos e materiais necessários para a realização do ensaio.
π
.
4.
2
m
m
D
V
H =
(2.3.1)
Onde: V = 25000 mm3;
m
D = diâmetro médio da mancha de areia (mm);
m
H = altura média da mancha de areia (mm).
volume conhecido de areia ou esferas de vidro
areia ou esferas de vidro espalhadas em forma circular
volume conhecido de areia ou esferas de vidro
areia ou esferas de vidro espalhadas em forma circular
volume conhecido de areia ou esferas de vidro
areia ou esferas de vidro espalhadas em forma circular
Figura 2.3.1 Aparelhagem usada para o ensaio de mancha de areia e procedimento
de execução (modificado Wambold e Henry, 2002 e Aps e Bernucci, 2003)
A Figura 2.3.2 mostra três exemplos do ensaio de mancha de areia realizados pelo
procedimento normalizado, cujos diâmetros são nitidamente diferentes devido à
variação da macrotextura que depende da graduação da mistura asfáltica do
revestimento. Observa-se nesta figura que a macrotextura está classificada segundo
conceitos abordados no item 2.1.
32
Foto
Classificação
Fina Média Grossa
HS (mm)
0,33 0,71 0,85
Dm (cm)
31 21,2 19,3
Figura 2.3.2 Comparação do ensaio de Mancha de Areia para diversas texturas
Embora possa parecer um ensaio de procedimento muito simplista, a repetibilidade
desta técnica apresenta correlação forte. A Figura 2.3.3 mostra um experimento
conduzido pela Nasa (Wambold e Henry, 2002); para estudar a variação do resultado
do ensaio de mancha de areia em diferentes superfícies realizadas por dois
operadores. Pesquisa realizada pela PIARC mostra resultados similares a estes da
Nasa quanto à repetibilidade (Wambold
et al
.
, 1995
).
Figura 2.3.3 Correlação entre resultados do ensaio de mancha de areia realizados
por dois operadores (Wambold e Henry, 2002)
33
2.3.1.2 Mancha de Graxa (
Grease Patch
)
Trata-se de uma variação do método da Mancha de Areia, sendo mais utilizado em
pavimentos de aeroportos. O procedimento consiste em preencher os vazios da
textura superficial do pavimento com um volume conhecido de 16.000 mm³ de graxa
de uso geral. Demarca-se a área de ensaio com duas fitas adesivas paralelas,
espaçadas em 10 cm, e como limite emprega-se uma terceira fita adesiva
perpendicular fechando um dos extremos, conforme pode ser visto na figura 2.3.4. A
superfície é limpa com auxílio de escova de mão macia e a graxa é espalhada sobre
a superfície seca por meio de um pequeno rodo, preenchendo os vazios da superfície
e formando uma área final de formato retangular. Mede-se o comprimento do
retângulo com aproximação visual de 5 mm. Calcula-se a área coberta e obtém-se a
profundidade média da textura, conforme a Equação 2.3.2. A Figura 2.3.4 apresenta
os equipamentos e materiais necessários para a realização do ensaio.
A
V
H
G
= (2.3.2)
Onde:
V = 16000 mm3;
A = área do retângulo da mancha de graxa (mm
2
);
G
H
= altura média da mancha de graxa, profundidade média (mm).
Figura 2.3.4 Ensaio de Mancha de Graxa (Wambold e Henry, 2002)
34
2.3.1.3 Drenabilidade (
Outflow
)
Esse método avalia a capacidade da macrotextura de drenar a água através dos
canais da superfície de um pavimento. Utiliza-se um cilindro transparente com um
volume conhecido, acoplado ao fundo uma placa com um orifício circular, em contato
com a superfície de pavimento. O cilindro é preenchido com água e mede-se o
tempo em segundos que a água demora a escoar, passando por duas marcas
existentes no tubo, demarcadas de forma a apresentar um volume conhecido. O
tempo é medido manualmente com um cronômetro (
Outflow Time
– OFT).
Uma melhoria nesse equipamento foi a incorporação de um temporizador eletrônico,
que mede o momento em que o nível de água cai de um elétrodo superior para um
elétrodo situado mais baixo (Wambold
et al
, 1995; TRB, 2000). A Figura 2.3.5
apresenta dois tipos de drenômetros. Observa-se que estes sistemas podem ser
empregados em pavimentos de concreto de cimento Portland (a) ou em pavimentos
asfálticos, mesmo aqueles com
grooving
(b). O valor encontrado no ensaio com o
drenômetro é correlacionável com a profundidade média da textura quando não
utilizado em pavimento poroso ou drenante, com uma forte correlação linear com R
2
= 0,99; este valor foi obtido com o drenômetro da NASA e deve ser analisado com
cuidado, pois existem drenômetros de variadas dimensões (TRB, 2000).
Dispersão dos valores obtidos por meio do ensaio de Mancha de Areia e
Drenabilidade, podem indicar limitações para texturas fechadas e muito abertas de
pavimentos asfálticos convencionais, de acordo com Ferreira (2002) e Aps
et
al.
(2003).
A Figura 2.3.6 mostra a correlação linear forte entre dois drenômetros diferentes,
mostrando que certos aspectos geométricos destes equipamentos são facilmente
contornáveis para a análise de resultados.
35
Figura 2.3.5 Drenômetro a) Detalhe do temporizador eletrônico b) FHWA e PTI
Outflow Meter
– USA c)
Skiddabrader Outflow Meter
– USA (Wambold e Henry,
2002)
Figura 2.3.6 Correlação entre dois drenômetros diferentes (Wambold e Henry,
2002)
2.3.1.4 Drenômetro LTP-EPUSP
Desenvolvido aos moldes do Drenômetro do
Institute of Highways, Railroads and
Rock Engineering (ISETH)
de Zurique, pelo Laboratório de Tecnologia de
Pavimentação, da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Momm, 1998).
Esse equipamento permite medir o tempo de escoamento de água contida em
cilindro de plástico transparente, de volume 0,73 litro, acoplado a um fundo com um
orifício circular de 5 cm de diâmetro, em contato com a superfície do pavimento
36
(Figura 2.3.7). Nesta figura a foto (a) mostra o momento de liberação da água e a
foto (b) a medição do tempo de escoamento. O resultado desse ensaio é expresso
em termos de tempo de escoamento ou de vazão de água escoada, cujo objetivo é
de verificar a capacidade drenante da textura do pavimento frente a chuvas, visto a
forte correlação que este ensaio possui com o de Mancha de Areia.
Figura 2.3.7 Drenômetro LTP – USP a) Momento de liberação da água b) Medida do
tempo de escoamento (Aps e Bernucci, 2003-c)
2.3.1.5 Perfilômetros a Laser
O Perfilômetro a Laser pode ser instalado em equipamentos estacionários sobre uma
viga onde o laser é acionado por um motor ou empurrado a mão, ou ser montado
em um veículo que se desloca a velocidades de até 72 km/h. De um modo geral,
esses equipamentos atuam projetando um raio (laser) sobre um ponto do pavimento
e um receptor, situado na viga, mede a altura desse ponto sobre o pavimento,
conforme preconizado pela ASTM E 1845 ou ISO 13473. A Figura 2.3.8 mostra dois
exemplos de Perfilômetros a Laser.
37
Figura 2.3.8 Perfilômetro a Laser a)
FHWA Texture Van
– USA b)
Virginia DOT
Laser Texture Meter
-
USA
(Wambold e Henry, 2002)
2.3.1.6
Circular Track Meter – CT Meter
Este equipamento encontra-se em uso desde 1998 e pode ser usado em ensaios de
laboratório ou de campo. O procedimento de ensaio é descrito na ASTM E 2157. É
um equipamento a laser, que mede o perfil do pavimento de uma área circular com
284 mm de diâmetro e 892 mm de circunferência. O perfil é dividido em oito arcos
iguais de circunferência, perfazendo 111,5 milímetros, e a profundidade média do
perfil (MPD) é a média determinada para cada uma das áreas formadas. O
equipamento é controlado por um computador portátil (TRB, 2000, Hanson e
Prowell, 2004). A Figura 2.3.9 (a) e (b) mostra dois exemplos de
CT Meter.
A Figura
2.3.10 apresenta um terceiro equipamento, exibindo a parte inferior do mesmo como
dispositivos de leitura com laser.
O
CT Meter
produz resultados comparáveis ao ensaio de Mancha da Areia com forte
correlação, quando as misturas muito abertas foram excluídas, de acordo com
pesquisa realizada por Hanson e Prowell (2004). Nesta pesquisa foram realizados
cinco ensaios aleatórios com o
CT Meter
e a Mancha de Areia em cada uma das 45
seções teste. As medidas com
CT Meter
foram executadas antes da Mancha de Areia,
de modo que o resíduo (esferas de vidro) não afetasse as leituras. A comparação dos
resultados é mostrada na Figura 2.3.11.
38
Figure 2.3.9 a)
Circular Track Meter
(CT Meter)
– Japan b)
Virginia DOT Circular
Track Meter (CT Meter) - USA
(Wambold e Henry, 2002)
Figure 2.3.10 a) Vista do
CTM
d) Vista do sensor a laser (Henry
et al.
, 2002)
*
Novachip – microrrevestimento asfáltico aberto e OGFC –
Open Grad Friction Corse
ou CPA –
Camada Porosa de Atrito
Figura 2.3.11 Comparação dos resultados obtidos com os ensaios de
Mancha de Areia e
CT Meter
(Hanson e Prowell, 2004)
39
2.3.1.7
Mini Texture Meter
Este equipamento pode ser usado para medir a textura da superfície de rodovias,
aeroportos e calçadas. É operado manualmente, a uma velocidade entre 3 e 6 km/h
(velocidade de caminhada). O equipamento a laser projeta uma luz sobre a
superfície avaliada, que reflete e mede a distância até a superfície. O equipamento
fornece os resultados impressos. A Figura 2.3.12 mostra uma vista geral do
equipamento. A Figura 2.3.13 apresenta um outro exemplo de equipamento
acoplado em um veículo, empregando raio laser, utilizado na Suécia.
Figura 2.3.12
Mini Texture Meter
- UK (Wambold e Henry, 2002)
Figura 2.3.13
VTI Laser Texture System
(MPD, ETD, RMS) – Suécia
(Wambold e Henry, 2002)
40
2.3.2 Medidas de Atrito
Os equipamentos de medida de atrito podem classificados em quatro tipos:
1. Estático;
2. Roda oblíqua;
3. Roda bloqueada;
4. Roda parcialmente bloqueada.
Esses equipamentos citados serão apresentados como exemplo, a seguir.
2.3.2.1 Pêndulo Britânico (Estático)
É um equipamento portátil e sua utilização é especificada pelo método da ASTM E-
303-93 (1998), podendo ser usado em laboratório e em ensaios de campo. Seu
princípio de funcionamento baseia-se em um pêndulo padronizado com uma base de
borracha, que é lançado em direção ao pavimento molhado, com o objetivo de
medir-se a perda de energia por atrito da sapata de borracha do pêndulo quando
esta desliza sobre a superfície do pavimento (ASTM, 1998). O valor é expresso em
BPN
(British Number Pendulum)
ou SRT
(Skid Resistent Test).
A Figura 2.3.14
apresenta em (a) um vista geral do Pêndulo Britânico com haste posicionada no local
de liberação para o atrito e (b) mostra a medição sendo realizada.
Figura 2.3.14 Pêndulo Britânico (a) em uso pelo LTP-EPUSP (Aps
et al
, 2003) b) em
uso pela FHWA (Wambold e Henry, 2002)
41
2.3.2.2
Dynamic Friction Tester - DF Tester
–
DFT
(Estático)
O
DFT
é um equipamento portátil que permite a medida direta do atrito de vários
tipos de superfícies pavimentadas, cujo procedimento está descrito na ASTM E 1911,
1998. O DFT consiste em um disco que gira na horizontal, em velocidade tangencial
de 20 km/h (há modelos que atingem 60 km/h), composto de três corrediças de
borracha, (do mesmo tipo das borrachas usadas em pneus dos equipamentos de
ensaio de atrito) que contatam a superfície, enquanto que a velocidade é reduzida
em função do atrito gerado na área de contato. O equipamento possui um
reservatório que despeja água na superfície que está sendo ensaiada. O atrito é
calculado em função da velocidade.
A Figura 2.3.15 (a) mostra a condução de um ensaio empregando o
DFT
e (b)
mostra uma vista do equipamento.
Figura 2.3.15
Dynamic Friction Tester
(
DF Tester
) – a) Japan (Wambold e Henry,
2002) (b) Vista geral do
DF Tester
(Brown,2002)
A Figura 2.3.16 apresenta a forte correlação do
DFT
com o Pêndulo Britânico, cuja R
2
é 0,86. A seguir são apresentados os equipamentos de roda oblíqua medem o
coeficiente de atrito transversal registram o esforço lateral produzido pela roda que
forma um ângulo variável com a direção de avanço do equipamento. Alguns países
que usam esse tipo de equipamento são: a Alemanha, a Bélgica, a Espanha, a
Dinamarca, a França, a Itália e o Reino Unido.
42
Figura 2.3.16
BPN
versus
DFT
(TRB, 2000)
2.3.2.3
Mu-meter
(Roda Oblíqua)
Este equipamento é muito usado no Brasil em aeroportos pelo Ministério da
Aeronáutica por meio de sua Diretoria de Engenharia – DIRENG e pela Infraero. Este
é um equipamento de uso muito comum em pistas de pouso, mas que também pode
ser utilizado em estradas, como fazem o estado do Arizona, nos E.U.A. e a província
de Alberta, no Canadá.
Trata-se de um equipamento rebocado, constituído de três rodas, sendo duas
destinadas a medir o coeficiente de atrito e a terceira para indicar as distâncias
percorridas. As medidas podem ser feitas tanto para pavimento seco como para
condição de pista molhada. Neste último caso, há um sistema espargidor que aplica
uma película d’água de espessura média de 1 mm à frente das rodas sensoras. A
velocidade do equipamento pode ser ajustável, sendo a mais comum de 65 Km/h e
seu procedimento está descrito na ASTM E-670, 2000 (Cardoso et al, 1996) A Figura
2.3.17 (a) mostra uma vista geral do equipamento
Mu–meter
e (b) mostra uma foto
do uso deste equipamento em aeroporto brasileiro.
43
Figura 2.3.17
Mu-meter
-
FAA
– USA (Wambold e Henry, 2002)
2.3.2.4
Stradograph
(Roda Oblíqua)
Trata-se de um veículo com adaptação de um dispositivo que permite realizar
medidas contínuas de atrito, através de duas rodas situadas em cada lado do eixo
longitudinal do mesmo. A taxa de deslizamento das rodas pode variar de 0 a 15 %,
podendo, também, operar segundo ângulos de 0 a 15 graus em relação ao eixo
longitudinal do equipamento. A carga que atua sobre as rodas “medidoras” pode ser
variada de 100 a 400 Kgf. A Figura 2.3.18 (a) mostra o veículo e (b) mostra o
detalhe da roda em posição oblíqua para a medida do atrito.
Figura 2.3.18
Stradograph
(a) Vista geral do equipamento (b) Detalhe da roda
oblíqua (Wambold e Henry, 2002)
44
O equipamento pode registrar até sete parâmetros simultaneamente, como: força
lateral direita, força lateral esquerda, força longitudinal direita; força longitudinal
esquerda, velocidade de rotação das rodas esquerda e direita, cargas que atuam nas
rodas esquerda e direita, e velocidade do veículo.
2.3.2.5
Odoliograph
(Roda Oblíqua)
O
Odoliograph
é um equipamento de roda oblíqua, que não possuí sistema de
armazenamento de água acoplado. Para as realizações dos ensaios deve ser
utilizado em caminhão cisterna que vai a sua frente molhando o pavimento. A Figura
2.3.19 mostra o equipamento em uso.
Figura 2.3.19 Vista do
Odoliograph
em operação (Wambold e Henry, 2002)
2.3.2.6
SCRIM
(Roda Oblíqua)
O
SCRIM
–
Sideways Force Coefficient Routine Investigation Machine
, foi
desenvolvido pelo TRRL (
Transportation Road Research Laboratory
) e vem sendo
usado em vários países, como a Inglaterra, a França e os Estados Unidos. Durante a
medição do coeficiente de atrito, ele trabalha com uma roda inclinada de 20 graus
em relação ao eixo longitudinal do veículo que pode ser levantada quando não está
45
em operação. Estes equipamentos são providos de dispositivo de espargimento de
água, proporcionando uma lâmina de 1,0 mm de espessura nominal. A Figura 2.3.20
mostra (a) o equipamento e (b) o detalhe da roda oblíqua.
Figura 2.3.20 (a) Vista geral do equipamento (b) Detalhe da roda em posição de
medição (Wambold
et al.
, 1995)
2.3.2.7 Equipamento de Roda Bloqueada
Os EUA utilizam em seus 50 estados, equipamentos com roda bloqueada para a
avaliação do atrito, seja para a realização da inspeção anual da malha rodoviária, ou
para a investigação de pontos críticos de ocorrência de acidentes, ou ainda para a
liberação de obras. A Suécia, a França, a Alemanha, a Grécia, a República Popular de
China, a Suíça, o Japão e a Polônia utilizam em suas avaliações de atrito uma parcela
de equipamentos com roda bloqueada. O Kuwait utilizava esse tipo de avaliação,
porém durante a guerra do Golfo esse equipamento foi perdido.
Esses equipamentos produzem um bloqueio de 100%. A velocidade relativa entre o
pneu e o pavimento é igual à velocidade do veículo. Ao frear o veículo, mede-se a
força média que é aplicada pelo tempo de um segundo, com a roda completamente
bloqueada, referente ao atrito máximo. Estes equipamentos são providos de
dispositivo de espargimento de água, proporcionando, geralmente uma lâmina de
0,5 mm de espessura nominal. Entre os equipamentos de roda bloqueada citam-se o
46
Locked Wheel Tester
(Figura 2.3.21), o
LCPC Skid Trailer
(Figura 2.3.22), o
Stuttgarter Reinbungsmesser
(Figura 2.3.23) e o
Skiddometer
(Figura 2.2.24).
Figura 2.3.21 E-274 Locked Wheel Tester - USA (a) PTI K. J. Law
(
b) MD DOT c)
Penn State
d)
International Cybernetics
(Wambold e Henry, 2002)
Figura 2.3.22
LCPC Skid Trailer
a) Vista geral b) Detalhe do reboque (Wambold e
Henry, 2002)
47
Figura 2.3.23
Stuttgarter Reibungsmesser
(Wambold e Henry, 2002)
Figura 2.3.24 Skiddometer (Wambold e Henry, 2002)
A seguir serão apresentados os equipamentos de roda parcialmente bloqueada que
consistem de uma variação dos equipamentos de roda bloqueada. Registra o atrito
em função do grau de deslizamento, ou seja, o bloqueio é variável; desde a roda
girando livremente (0% de deslizamento) até o bloqueio total (100% de
deslizamento). Alguns modelos desse tipo de equipamento estão descritos a seguir.
2.3.2.8
BV-11
(Roda Parcialmente Bloqueada)
É um equipamento que realiza as medidas de atrito de modo contínuo, constituído
por um reboque de três rodas do tipo deslizômetro (
skiddometer
). A roda central que
é responsável pela medida do atrito tem a rotação retardada operando com uma
taxa de deslizamento controlada de 17% com o veículo em movimento. As outras
duas rodas giram livremente e suportam o peso da estrutura do equipamento. Uma
força de 100kgf é aplicada sobre a roda de medição que pode ser composta de
48
pneus de baixa (200 kPa) ou alta pressão (700 kPa), (Silva, 1981; Araújo, 1994). A
Figura 2.3.25 mostra uma vista geral do equipamento.
Figura 2.3.25
BV-11
– FAA USA (Wambold e Henry, 2002)
2.3.2.9
SFT
-
Surface Friction Tester
(Roda Parcialmente Bloqueada)
É um equipamento montado em um veículo cujo princípio de funcionamento é o
mesmo do
BV-11
. A medida contínua do atrito é realizada por uma quinta roda
instalada sob o porta-malas, que opera com uma taxa de deslizamento de 15%. Há
um sistema de espargimento que permite a aplicação de uma lâmina d’água de
espessura média 1 mm, nas velocidades de ensaios, simulando as condições de
pistas molhadas.
As informações são registradas em um computador portátil de bordo. Pode ser
equipado de pneus de baixa (200 kPa) ou alta pressão (700 kPa) (Silva, 1981).
A Figura 2.3.26 mostra o equipamento em questão.
49
Figura 2.3.26 a)
Surface Friction Tester
- FAA – USA;
b)
Surface Friction Tester –
Sweden;
c) Modelo TC79; d) Modelo TC85; (Wambold e Henry, 2002)
2.3.2.10
Grip Tester
(Roda Parcialmente Bloqueada)
É um equipamento que também realiza as medidas de atrito de modo contínuo,
constituído por um reboque de três rodas do tipo deslizômetro (
skiddometer
). A roda
central que é responsável pela medida do atrito tem a rotação retardada operando
com uma taxa de deslizamento controlada de 15% e pode atingir velocidade de
deslocamento até 65 km/h.
Este equipamento encontra-se em operação no Brasil. A Figura 2.3.27 mostra
diversas versões do
Grip Tester
, rebocáveis por veículos ou manuais.
50
Figura 2.3.27 a)
Grip Tester
– NASA; b)
Grip Tester – Scotland
; c)
Grip Tester
versão rebocada; d)
Grip Tester
versão manual;(Wambold e Henry, 2002)
2.3.11
Runway Friction Tester
(Roda Parcialmente Bloqueada)
Este equipamento é montado dentro de um veículo do tipo Mini Van, cuja roda de
medição de atrito está instalada no eixo traseiro. Essa roda que é responsável pela
medida do atrito tem a rotação retardada operando com uma taxa de deslizamento
controlada de 13,5%. A Figura 2.3.28 mostra um equipamento em operação.
Figura 2.3.28
Runway Friction Tester
FAA – USA
(Wambold e Henry, 2002)
51
Outros equipamentos de roda parcialmente bloqueada são mostrados nas Figuras
2.3.29 (
Norsemeter OSCAR
), 2.3.30 (
Komatsu Skid Trailer
), 2.3.31 (
DWW Trailer
) e
2.3.32 (
Stuttgarter Reibungsmesser
).
Figura 2.3.29
Norsemete
r
OSCAR
(variable slip tester)-Norway (Wambold e
Henry,
2002)
Figura 2.3.30
Komatsu Skid Trailer
(Wambold
et al.
, 1995)
Figura 2.3.31
DWW Trailer
(Wambold
et al.
, 1995)
52
Figura 2.3.32
Stuttgarter Reibungmesser
(Wambold
et al.
, 1995)
Os diversos equipamentos e métodos, conforme visto acima, apresentam muita
variabilidade nos resultados devido aos diferentes modos de medição dos valores de
atrito, textura ou aderência. Com o objetivo de uniformizar esses valores o Comitê de
Características de Superfície (C1) da PIARC
desenvolveu uma experiência internacional
de comparação e harmonização de métodos de avaliação (Noyce
et al.
, 2005). Essa
experiência está descrita no item 2.4 a seguir.
2.4 A Influência do Tipo do Revestimento na Textura Superficial
Os revestimentos asfálticos são largamente aplicados no Brasil na grande maioria dos
pavimentos; por este motivo serão os abordados neste item para estabelecimento
das relações de suas características com a textura superficial. Os revestimentos
asfálticos podem ser:
a) Usinados a quente ou a frio, utilizando em geral usinas estacionárias para
sua produção e equipamentos específicos para a distribuição dessas
misturas e sua compressão;
b) Tratamentos superficiais que são constituídos de camadas alternadas de
ligante asfáltico e de agregados, aplicadas por veículos especialmente
projetados para esta distribuição; e
53
c) Microrrevestimentos a frio e lamas asfálticas que são misturas realizadas
por usinas móveis, acopladas sobre veículo que executa também sua
distribuição.
As principais características das misturas asfálticas que influenciam na textura são: a
distribuição granulométrica dos agregados e fíler; e natureza, forma e microtextura
superficial dos agregados, principalmente os das frações graúdas (agregados retidos
na peneira de abertura 4 ou 4,76mm). O ligante asfáltico influencia pouco na textura
resultante; sua importância é indireta e relativa à resistência à desagregação dos
revestimentos que podem, após uso pelo tráfego e ação das intempéries, sofrerem
arrancamento de agregados, denominados na classificação de defeitos por desgaste
da superfície, tendo como conseqüência a alteração da textura superficial.
Uma vez que a graduação, ou distribuição granulométrica, é uma das características
marcantes que influenciam a macrotextura, será abordada neste item com mais
detalhe.
2.4.1 Graduações de Misturas Asfálticas Usinadas
As misturas asfálticas usinadas são subdivididas em geral pelo padrão de distribuição
granulométrica. Destacam-se três tipos mais usuais nas misturas asfálticas,
principalmente usinadas a quente, ou seja, empregando asfaltos convencionais ou
asfaltos modificados por polímeros (Bernucci et al., 2006):
a) Graduação densa e bem-graduada: curva granulométrica contínua e bem-
graduada, de forma a proporcionar um esqueleto mineral com poucos
vazios visto que os agregados de dimensões menores preenchem os vazios
dos maiores. São graduações de elevada resistência ao cisalhamento
graças ao arranjo dos grãos e grande entrosamento entre eles. Exemplo:
concreto asfáltico CA – também denominado de concreto betuminoso
54
usinado a quente CBUQ, areia-asfalto a quente, pré-misturado a quente;
alguns pré-misturados a frio, entre outros;
b) Graduação aberta: curva granulométrica uniforme com agregados quase
exclusivamente de um mesmo tamanho, de forma a proporcionar um
esqueleto mineral com muitos vazios interconectados, com insuficiência de
agregados miúdos e material fino (menor que 0,075mm) para preencher
os vazios entre as partículas maiores, com objetivo de tornar a mistura
com elevado volume de vazios com ar e, portanto, drenante, possibilitando
a percolação de água no interior da mistura asfáltica. Exemplo: mistura
asfáltica drenante, conhecida no Brasil por CPA (camada porosa de atrito);
algumas classes de BBTM (
Béton Bitumineux Très Mince
– concreto
asfáltico delgado);
c) Graduação descontínua: curva granulométrica com proporção dos grãos de
maiores dimensões em quantidade dominante em relação aos grãos de
dimensões intermediárias, completados por certa quantidade de finos, de
forma a ter uma curva descontínua em certas peneiras, com objetivo de
tornar o esqueleto mineral mais resistente à deformação permanente por
maior número de contatos entre os agregados graúdos. Exemplo:
SMA
(
Stone Matrix Asphalt
ou matriz pétrea asfáltica); mistura sem agregados
de uma determinada graduação (
Gap-Graded
); algumas classes de BBTM
(
Béton Bitumineux Très Mince
– concreto asfáltico delgado).
A Figura 2.4.1.1 mostra um exemplo de distribuições granulométricas distintas,
sendo a de Concreto Asfáltico bem-graduada, a de
SMA
descontínua e a de CPA
aberta.
Entre as misturas usinadas, o tipo mais empregado no Brasil é o concreto asfáltico –
CA, também denominado concreto betuminoso usinado a quente – CBUQ. De acordo
com o arranjo granulométrico, estas misturas tendem a possuir maior entrosamento,
maior densidade, serem mais fechadas e densas. Por este motivo, a textura
55
superficial é tanto mais fechada quanto mais próxima sua curva for da de máxima
densidade, ou quanto mais “fina” for esta graduação. A Figura 2.4.1.2 (a) mostra um
aspecto de um concreto asfáltico muito denso, com curva granulométrica bem
fechada gerando uma textura superficial também fechada; já a Figura 2.4.1.2 (b)
mostra um concreto asfáltico com graduação mais grosseira, com maior consumo de
agregados graúdos em contraposição ao tipo (a).
¦
¦
¦
¦
¦
c
c
c
c
c
c
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0005 0,001 0,01 0,1 1 10 50
¦
SMA - Faixa 011/S da ALEMA
c
CBUQ - Faixa B do DNER
CPA - Faixa III do DNER
200
80
40
10
4
N
0
Peneiras (ASTM)
0
100
10
20
30
40
50
60
70
80
90
3/8"
3/4"
DIÂMETRO DOS GRÃOS (mm)
1/2"
1"
1
1/2
"
Figura 2.4.1.1 Distintas graduações de misturas asfálticas usinadas a quente
Figura 2.4.1.2 Dois tipos de concretos asfálticos de graduação densa e bem-
graduadas, (Bernucci, 2005)
56
Geralmente os concretos asfálticos não promovem uma textura superficial que
supere 0,6 a 0,8 mm de altura média de mancha de areia. As graduações mais
“finas” podem gerar misturas com macrotextura superficial fechada com altura de
mancha na faixa de 0,4 a 0,5mm, como mostrado na Figura 2.4.1.2 (a) anterior. As
graduações que tendem a ter maior diâmetro máximo de agregados e maior
quantidade de agregados graúdos, com curva mais “aberta” tendem a fornecer
melhores macrotexturas, como visto na Figura 2.4.1.2 (b) anterior.
Dada a dificuldade de promover uma boa macrotextura superficial nos concretos
asfálticos, em aeroportos tem sido empregado o “
grooving
”, que são ranhuras
obtidas por fresagem na superfície do pavimento – Figura 2.4.1.3, de modo a
aumentar a capacidade de escoamento superficial da água de chuva.
Figura 2.4.1.3 Concreto asfáltico com
grooving
na superfície, (Bernucci, 2005)
Na década de 90, foi introduzido no Brasil os concretos asfálticos drenantes ou CPA –
Camada Porosa de Atrito. A Figura 2.4.1.4 mostra um corpo-de-prova extraído de
revestimento asfáltico tipo CPA, exibindo uma grande quantidade de vazios
interligados e uma superfície aberta a muito aberta. Em geral, é muito difícil executar
o ensaio de mancha de areia nestas superfícies, pois a areia penetra nos vazios com
ar, falseando resultados.
57
Figura 2.4.1.4 Corpo-de-prova extraído de revestimento tipo CPA, (Bernucci, 2005)
Em 2000, foi introduzida pioneiramente no Brasil a mistura asfáltica alemã tipo
SMA
no autódromo de Interlagos “José Carlos Pace”. O
SMA
promove uma mistura em
geral com boa macrotextura superficial decorrente da elevada quantidade de
agregados graúdos. A Figura 2.4.1.5 mostra um aspecto da graduação peculiar do
SMA
logo após a execução na curva da onça da Via Anchieta em agosto de 2001. A
título de comparação, a Figura 2.4.1.6 mostra dois corpos-de-prova sendo o superior
de
SMA
na faixa 0/11S e o inferior um concreto asfáltico na faixa C do DNIT, com
diâmetro máximo de 12,5mm.
Figura 2.4.1.5 Aspecto de um
SMA
na faixa 0/11S da curva da onça na Via
Anchieta, (Bernucci, 2001)
58
Figura 2.4.1.6 Diferença de graduação entre um
SMA
(corpo-de-prova superior) e
um concreto asfáltico (corpo-de-prova inferior), (Bernucci, 2001)
A mancha de areia depende da graduação do
SMA
. Quanto maior o diâmetro
máximo, a altura da mancha de areia será maior.
Outro tipo de revestimento asfáltico de graduação descontínua introduzido em 2005
no Brasil pela Concessionária Via Oeste na Rodovia Castelo Branco foi o
BBTM
na
especificação francesa 0/10 –
Béton Bitumineux Très Mince
ou concreto asfáltico
delgado. A Figura 2.4.1.7 mostra um aspecto geral deste revestimento asfáltico de
aplicações funcionais logo após sua execução, realçando a macrotextura peculiar
desta solução asfáltica. Os valores de altura média de mancha de areia dependem
das dimensões dos agregados graúdos e variam em geral entre 0,7 a 1,2 mm.
Figura 2.4.1.7 Aspecto final de um
BBTM
logo após sua execução na Rodovia
Castelo Branco em setembro de 2005, (Bernucci, 2005)
59
2.4.2 Tratamentos Superficiais Asfálticos
Os tratamentos superficiais são executados por aplicações sucessivas de camada de
ligante asfáltico (a quente com CAP ou a frio com emulsão asfáltica) e camada de
agregados de dimensões similares. A Figura 2.4.2.1 mostra um desenho esquemático
de um tratamento superficial simples, ou seja, uma camada de ligante seguida da
aplicação de apenas uma camada de agregados.
A Figura 2.4.2.2 mostra por sua vez um tratamento superficial duplo com a aplicação
de duas camadas de ligante asfáltico e duas camadas de agregados, sendo a
primeira de agregados graúdos e a segunda de agregados miúdos. A textura
superficial resultante é em geral aberta a muito aberta dependendo da dimensão dos
agregados empregados. Nos tratamento superficiais duplos, a macrotextura medida
na mancha de areia excede facilmente 1mm.
Figura 2.4.2.1 Desenho esquemático de um tratamento superficial simples
(modificado de Nascimento, 2003)
Figura 2.4.2.2 Desenho esquemático de um tratamento superficial duplo
(modificado de Nascimento, 2003)
A Figura 2.4.2.3 mostra um aspecto de um tratamento antipó, constituído de uma
camada de emulsão recoberta por uma areia ou pó-de-pedra, correspondendo a um
tratamento superficial simples. A Figura 2.4.2.4 mostra por sua vez um aspecto da
superfície aberta de um tratamento superficial duplo.
60
Figura 2.4.2.3 Aspecto da textura de um tratamento superficial tipo antipó,
(Bernucci, 2005)
Figura 2.4.2.4 Aspecto da textura de um tratamento superficial duplo, (Bernucci,
2005)
2.4.3 Microrrevestimentos e Lamas Asfálticas
As lamas asfálticas são empregadas há mais de 40 anos no Brasil e utilizam emulsão
asfáltica. Os microrrevestimentos asfálticos são produtos mais recentes, introduzidos
no Brasil no início da década de 90 e utilizam emulsão asfáltica modificada por
polímero SBS ou ainda SBR. A textura superficial do microrrevestimento depende do
tipo e dimensões dos agregados miúdos empregados. Em geral são aplicados em
duas camadas sucessivas para restaurações funcionais. A Figura 2.4.3.1 mostra uma
comparação de duas manchas de areia executadas em trechos contíguos da Rodovia
61
Castelo Branco em 1998, oportunidade na qual a Concessionária aplicou
microrrevestimento sobre o concreto asfáltico para, dentre outras melhorias, a
redução de acidentes em pista molhada. A altura média de mancha de areia nos
microrrevestimentos asfálticos varia entre 0,8 a 1,2mm em geral.
Figura 2.4.3.1 Aspectos comparativos de mancha de areia em um concreto
asfáltico (foto à esquerda) e em um microrrevestimento asfáltico a frio (foto à
direita), (Moura, 1998)
2.4.4 Agregados
A rugosidade superficial dos agregados pode ser avaliada pelo atrito obtido por meio
do Pêndulo Britânico. Apesar de alguns agregados apresentarem-se inicialmente com
valores de atrito dentro das especificações, >47 para o DNIT (2005) e ARTESP
(desde 1998), com a remoção das películas asfálticas com a operação dos veículos e
ação abrasiva dos pneus, a rugosidade dos agregados pode ser drasticamente
alterada, principalmente nos casos em que o agregado apresenta baixa resistência
ao polimento.
É importante ressaltar que uma boa textura (macrotextura e microtextura), é função
da resistência ao polimento/desgaste do agregado (Pottinger, 1986), nos seus mais
diversos aspectos.
62
As principais características dos agregados que freqüentemente estão relacionadas
com a resistência ao deslizamento são: resistência ao polimento e ao desgaste, a
textura, a forma e o tamanho das partículas, como segue:
a) Resistência ao polimento e ao desgaste - Estas são as características
mais importantes dos agregados em relação ao atrito. Rochas ricas em
sílica são as que apresentam melhor comportamento. Geralmente, rochas
com alto teor de carbonatos não apresentam bom desempenho. Rochas do
tipo quartzito, diorito e granito apresentam excelente comportamento;
b) Textura - As texturas superficiais dos agregados individuais são
governadas pelo tamanho dos grãos dos minerais individualmente e da
matriz na qual eles estão cimentados. Para que um agregado exiba
resistência satisfatória ao deslizamento, é necessário que ele tenha dois
constituintes minerais de diferentes durezas, cimentados numa matriz que
se desgastará diferencialmente, permitindo uma constante exposição de
novas superfícies;
c) Forma - O processo de britagem determina a forma da partícula dos
agregados, que por sua vez afeta as propriedades de resistência ao
deslizamento. A forma dos agregados depende de muitos dos fatores que
influenciam a textura. Um dos aspectos mais importantes é a angularidade
dos agregados. Partículas alongadas e chatas apresentam péssimo
desempenho (FAA, 1986);
d) Tamanho do Agregado e Graduação - Quanto maior o tamanho do
agregado, melhores são as características de resistência ao deslizamento e
melhor macrotextura. No caso de pavimentos de concreto cimento, o
agregado miúdo (areia) dá melhores características de resistência à
derrapagem.
A Figura 2.4.4.1 mostra agregados já polidos na superfície de um concreto asfáltico.
63
Figura 2.4.4.1 Agregados já polidos na superfície de um concreto asfáltico,
(Bernucci, 2005)
2.4.5 Efeito do Tipo de Revestimento Asfáltico no Coeficiente de Atrito
Os franceses têm realizado diversas comparações entre os coeficientes de atrito
longitudinais, CAL, medido com equipamento de roda bloqueada tipo
LCPC Skid
Trailler
, em diferentes revestimentos asfálticos. A Figura 2.4.5.1 mostra resultados
de CAL em função da velocidade de medida, em três diferentes tipos de
revestimentos asfálticos em estado molhado: um Drenante (BBDr –
Béton
Bitumineux Drainants
), um Tratamento Superficial (ECF –
Enrobés Coulés à Froid
) e
um concreto asfáltico (BBSG -
Béton Bitumineux
Semi-Grenus
).
Figura 2.4.5.1 Valores de CAL em função da velocidade em três diferentes
revestimentos asfálticos (Brosseaud, 2002)
1
1
Extraído de palestra preparada por Yves Brosseaud (2005), LCPC, e disponível no site:
http://www.lcpc.fr/fr/sources/seminaires/secu_2005/19-7.pdf
64
Observa-se a superioridade do revestimento drenante sobre os demais tipos, e a
manutenção do CAL com a velocidade, devido o efeito de retirada da água superficial
pelos vazios interconectados. O concreto asfáltico é, por sua vez, o mais propenso a
sofrer redução do CAL com o aumento da velocidade.
Por meio de pesquisa, realizada nos Estados Unidos, de acordo com Corey-Lay
(1998), pode-se observar a variação da textura com o coeficiente de atrito medido
por meio do Pêndulo Britânico em 14 trechos de superfícies compostas de mistura
betuminosa de 7 diferentes tipos, dos quais destacam-se 6 na Figura 2.4.5.2.
Observa-se nesta figura que o tipo de mistura asfáltica tem forte influência na
textura (Mancha de Areia – HS) e no coeficiente de atrito (BPN), pela variação na
faixa de 0,5 a 1,0 mm e 56 a 67, respectivamente.
BPN versus HS
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1, 1
1, 2
56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69
BPN (British Pendulum Number)
HS (Heigth Sand)
CBUQ
CBUQ com Polímero
CBUQ agreg. graúdo
Asfalto Borracha
SMA com Polímero
SMA com Fibras
Figura 2.4.5.2 Variação da textura com o coeficiente de atrito para diversos tipos de
misturas asfálticas
Para o pavimento proporcionar boa aderência na interação com o pneu,
principalmente em presença de água, é necessário que a camada de rolamento que
o compõe, apresente textura capaz de fornecer o adequado potencial de drenagem,
eliminando a água pelos micros canais formados pela macrotextura, além de conter
em sua composição agregados que apresentem rugosidade suficiente para romper a
65
lâmina de água, ou seja, boa microtextura. Ou seja, é ideal que a camada de
rolamento apresente textura rugosa e aberta, admitindo-se dependendo da situação,
textura rugosa e fechada ou polida e aberta e, devendo ser evitada textura polida e
fechada.
2.4.6 Efeito do Tipo de Revestimento Asfáltico na Geração de Ruído
O som é o resultado de pequenas perturbações de pressão em um meio fluido,
quando gerado na interação pneu-pavimento este meio é o ar; qualquer evento
resultante da interação pneu-pavimento que crie uma perturbação de pressão no ar
irá criar um som. A ciência que estuda a geração, propagação e recepção do som em
todos os aspectos é a acústica, e o ruído é definido como um som indesejável
(Bernhard e Wayson, 2005).
A intensidade do som está diretamente relacionada às flutuações de pressão
transmitidas através do ar e que chegam aos ouvidos; estas pequenas flutuações na
pressão barométrica viajam como ondas no ar e flexionam o tímpano, criando a
sensação do som cujo volume é uma determinação subjetiva de cada indivíduo. A
interação pneu-pavimento e as vibrações do veículo criam flutuações facilmente
detectadas pelo ouvido humano (NCHRP Synthesis 268, 1998). Um ouvido saudável
pode sentir variações de pressão pequenas, da ordem de 2x10-5N/m², até grandes
(63N/m² patamar considerado como em que se inicia a sensação de dor).
A resposta do ouvido humano não é linear, portanto, o som é expresso em termos
de seu nível de pressão (SPL -
Sound Pressure Level
) utilizando-se uma escala
logarítmica em decibel (dB) em lugar de pascal (Pa) (Bernhard e Wayson, 2005;
NCHRP Synthesis 268, 1998). Pelo fato de não ser linear, quando a fonte de som
dobra sua força, ocorrerá somente um acréscimo de 3dB, ou seja, se existirem duas
fontes de tráfego, cada uma com 60dB, o total audível é de 63dB e não 120dB
(NCHRP Synthesis 268, 1998). A Figura 2.4.6.1 apresenta exemplos dos níveis de
ruído de várias fontes presentes no dia-a-dia das pessoas.
66
O ruído gerado em rodovia é um problema ambiental que afeta tanto as áreas
urbanas quanto as áreas rurais e apenas recentemente vem sendo tratado com
maior atenção no Brasil. O seu principal impacto está associado ao incômodo e seus
efeitos negativos causados às pessoas e às suas vidas, podendo afetar a saúde,
dificultar a comunicação, desvalorizar propriedades, entre outros (Bernhard e
Wayson, 2005).
Figura 2.4.6.1 Nível de som para fontes típicas de ruído (Bernhard e Wayson, 2005)
O ruído de tráfego em rodovias é proveniente de três fontes distintas: sistema
automotor dos veículos, ruído aerodinâmico e a interação pneu-pavimento (Bernhard
e Wayson, 2005). Conforme é possível observar na Figura 2.4.6.2, a principal fonte
do ruído gerado em rodovias é proveniente da interação pneu-pavimento e,
portanto, pavimentos com baixo nível de ruído se apresentam como uma solução
estratégica para a mitigação do problema. A textura do pavimento é um fator de
importância significativa no nível de ruído gerado.
67
Figura 2.4.6.2 Principais fontes do ruído gerado pelo tráfego de veículos
(Donavan, 2004 apud Bernhard e Wayson, 2005)
A Figura 2.4.6.3 exemplifica a diferença da propagação do ruído de uma mesma
fonte através de um pavimento de concreto asfáltico e de um terreno simplesmente
gramado indicando a importância do tipo de superfície e textura na propagação do
ruído.
Figura 2.4.6.3 Variação da propagação de ruído em superfícies de diferentes
texturas (Hanson e James, 2004)
68
Em geral, superfícies mais porosas são mais silenciosas que superfícies mais densas
(NCHRP Synthesis 268, 1998); a redução do ruído ponderado pode ser de 4,2 dB(A)
para o asfalto poroso (NCHRP Synthesis 284, 2000) em relação aos concretos
asfálticos densas. Além disso, as misturas mais abertas na presença de água de
chuva diminuem o potencial de hidroplanagem, reduzem o fenômeno do spray
(borrifo), o ofuscamento causado pelos faróis e ainda são mais resistentes à
deformação permanente (NCHRP Synthesis 284, 2000).
2.5 Experimento Internacional de Comparação e Harmonização das
Medidas de Textura e Atrito e por meio do
IFI
–
International Friction
Index
Com o objetivo de harmonizar as medidas de atrito e de textura foi desenvolvido um
índice, assim como o que ocorreu com o
IRI
–
International Roughness Index
, aceito
internacionalmente para avaliação da irregularidade do pavimento, cujo
desenvolvimento inicial teve como origem pesquisas realizadas no Brasil com apoio do
Banco Mundial na década de 80.
Os métodos e equipamentos de medidas de textura e resistência ao deslizamento
variam consideravelmente de um país para outro. O objetivo do experimento
internacional foi proporcionar um meio de comparação entre as medidas realizadas. Os
resultados obtidos são importantes para unificar as políticas de gerência de
pavimentos em diferentes países, para harmonizar os métodos de medida e para se
obter especificações e recomendações dos materiais utilizados em pavimentação.
Os valores de aderência, ou seja, macrotextura e microtextura podem ser
quantificados por meio de um índice composto denominado
IFI (International Friction
Index
). Esse índice foi desenvolvido a partir de uma experiência internacional de
comparação e harmonização de métodos de medidas de textura e atrito dos
pavimentos que foi conduzida no outono de 1992 sob a responsabilidade do Comitê de
Características de Superfície (C1) da PIARC (
Permanent International Association of
69
Road Congress
, atualmente denominada de
World Road Association
) ou AIPCR
(
Association International Permanente des Congrèss de la Route
). O experimento
contou com a participação de 47 equipamentos de medição procedentes de 16 países,
como segue: Alemanha, Áustria, Bélgica, Canadá, Dinamarca, Espanha, Estados
Unidos, França, Itália, Japão, Noruega, Países Baixos, Polônia, Reino Unido, Suécia e
Suíça. Por meio destes equipamentos foram medidos 67 parâmetros diferentes, sendo
33 de textura e 34 de atrito.
O experimento internacional da PIARC selecionou 54 locais 28 situados na Bélgica,
(sendo 22 em diversas rodovias, 2 no aeroporto de Beauvechain e 4 no circuito de
provas de corrida de Zolder) e 26 na Espanha (sendo 18 em diversas rodovias, 1 no
aeroporto de Alicante, 4 na base aérea de Morón e 3 na base aérea de Rota),
(Wanbold et al.,1995, TRB, 2000).
Não foram utilizadas pistas experimentais, porque em estudos anteriores foi
comprovada a necessidade dos pavimentos serem submetidos ao tráfego real e
apresentarem as variáveis verdadeiras. As pistas experimentais são aptas para a
calibração de equipamentos, mas não refletem as condições das rodovias, além de
apresentarem poucos tipos de superfícies de pavimentos, aproximadamente dez
(Wambold
et al.
, 1995). Foram utilizadas rodovias em serviço por possuírem diferentes
tipos de materiais, de graus de desgaste e polimento, com uma ampla escala de
textura e atrito. Foram escolhidos locais na Espanha e na Bélgica com o objetivo de
realizar os ensaios em clima seco e também em clima úmido.
Cada um dos ensaios para medição de atrito foi realizado em três velocidades
diferentes, 30, 60 e 90 km/h, e repetido duas vezes para cada uma das velocidades.
Todas as medidas de textura foram executadas com o pavimento seco, antes da
aplicação de água para os ensaios de atrito. Como grupo de controle, medidas de
microtextura foram realizadas com o Pêndulo Britânico, antes e depois dos ensaios,
com os equipamentos de medição de atrito. Estes dados foram usados para comprovar
que não ocorreram variações estatísticas significativas durante a realização do ensaio.
70
Os trechos de ensaio selecionados atenderam aos seguintes requisitos:
a) Comprimento mínimo de 150 metros;
b) Retas com inclinação máxima de ± 2%;
c) Textura homogênea, sem intersecções e sem defeitos importantes como
fissuras, panelas e outros;
d) Trechos com megatextura (irregularidade) diferente, porém com
macrotextura e microtextura iguais;
e) Áreas com espaço suficiente para os equipamentos realizarem as
manobras ao término da primeira avaliação, facilitando a repetição do
ensaio no trecho;
f) Áreas para estacionamento dos equipamentos participantes no evento;
g) Pontos para abastecimento de água ou caminhão pipa disponível;
h) 75% dos locais em pavimentos asfálticos e 25% em pavimentos de
concreto de cimento Portland.
Os locais foram selecionados de modo que os ensaios pudessem ser realizados com
segurança, por isso foram escolhidos locais com baixo volume de tráfego ou com
tráfego controlado.
Foram registrados os resultados numéricos obtidos nos ensaios de atrito e textura, a
descrição dos equipamentos, as características dos locais e as informações climáticas
(Wambold
et al.
, 1995; TRB, 2000).
O programa resultou em um banco de dados com mais de 15000 valores numéricos,
para diferentes tipos de superfícies, que foram utilizados para criar uma escala comum
que quantificasse a aderência no pavimento molhado. Esta escala comum, baseada
em medidas de atrito (F
60
) e textura (Sp), foi denominada
IFI
–
International Friction
Index
, cujo procedimento está descrito na ASTM E-1960 (ASTM, 2001; Wambold et
al., 1995; Gothié, 1998).
71
Anteriormente, vários estudos foram realizados buscando relacionar as medidas de
atrito dos diferentes equipamentos; correlações boas foram alcançadas quando as
superfícies dos pavimentos eram constantes; quando variavam, não se obtiveram boas
correlações.
Foi admitido que para relacionar as medidas de atrito realizadas com equipamentos
distintos como roda bloqueada, roda parcialmente bloqueada ou roda oblíqua em
relação ao sentido do rolamento, era necessário incluir os efeitos da textura da
camada de rolamento.
O objetivo geral do experimento foi harmonizar os vários métodos com que se mede o
atrito e a textura dos pavimentos em diferentes países, buscando o seguinte
resultado:
1. Desenvolver e estimar as relações existentes entre as medidas de atrito e de
textura executadas com diferentes equipamentos, variando as condições físicas
dos ensaios como a textura e os materiais que compõe a camada superficial do
pavimento, a velocidade de ensaio, o ângulo de deriva das rodas, o pneu do
equipamento e o clima;
2. Quantificar as relações existentes entre as medidas de atrito e as medidas de
textura, proporcionadas pelos diversos equipamentos em determinadas
condições;
3. Quantificar a repetibilidade e os erros de medições dos diversos equipamentos.
Avaliar o método e o tamanho de seleção das amostras que são necessárias,
para cada um dos equipamentos atingir a exatidão aceitável;
4. Estabelecer uma escala internacional de atrito que seja possível fazer referência
a todos os equipamentos e avaliar a amplitude para determinar valores nesta
escala.
72
O modelo da PIARC para a obtenção do índice internacional de atrito,
IFI
, de acordo
com Wambold e Andresen (1998), foi baseado em um modelo desenvolvido pela
Universidade do Estado da Pensilvânia que descreve o comportamento da resistência
ao deslizamento do pneu-pavimento considerando às variações de velocidade e
diferentes tipos de pneus dos equipamentos de medição de atrito.
2.5.1
Penn State Model
ou Modelo da Pensilvânia
O
Penn State Model
ou Modelo da Pensilvânia é uma função exponencial que
pressupõe a velocidade de deslizamento como variável independente. O modelo foi
desenvolvido para pavimentos molhados com objetivo de monitorar a macrotextura
(Wambold, 1998).
Este modelo associa o atrito F(S) em um ensaio executado com um determinado
equipamento com a velocidade correspondente de medição (S), conforme mostra a
Equação 2.5.1.1 (Valdés
et al.
, 2002; NCHRP 2001).
)S/S(
0
0
F)S(F
−
= (2.5.1.1)
Onde:
=)(SF atrito medido com um determinado equipamento;
S = velocidade de deslizamento do pneu;
=
0
S velocidade do veículo em função do tipo de pneu;
=
0
F valor do atrito a uma velocidade de deslizamento zero, ou seja,
quando o equipamento se encontra parado.
O modelo traduz matematicamente o observado experimentalmente de que quanto
maior a velocidade, menor é o valor do atrito medido. Foram observadas muitas
dispersões nos resultados e o modelo foi modificado passando a velocidade de
referência de 0 km/h para 10 km/h, de acordo com a Equação 2.5.1.2.
)S/S10(
1
1
F)S(F
−
= (2.5.1.2)
73
Onde:
=
1
F valor do atrito obtido para uma velocidade de deslizamento a 10
km/h;
=
1
S velocidade do veículo em função do tipo de pneu.
O modelo da PIARC adotou o princípio do
Penn State Model
, porém para a
velocidade de referência de 60 km/h.
2.5.2 Modelo da PIARC
As primeiras análises dos dados obtidos em campo no experimento internacional da
PIARC foram correlações lineares entre os equipamentos de medição de atrito, do
mesmo tipo e com os outros tipos, independente do princípio de medida ou do tipo do
pneu do equipamento. Essas correlações foram consideradas aceitáveis nas condições
de realização do ensaio, os valores obtidos para o coeficiente de correlação nas
regressões lineares entre os pares de equipamentos de medição de atrito estão
apresentados na Tabela 2.5.2.1.
Tabela 2.5.2.1 Coeficiente de correlação das regressões lineares dos equipamentos
de medição de atrito
Tipo de
Equipamento
Roda
oblíqua
Roda parcialmente
bloqueada
Roda
bloqueada
Pêndulo
Britânico
Roda oblíqua 0,863 0,819 0,795 0,665
Roda parcialmente
bloqueada
0,819 0,834 0,783 0,732
Roda bloqueada 0,795 0,783 0,843 0,670
Pêndulo Britânico 0,665 0,732 0,670 0,830
Os parâmetros de macrotextura foram classificados no experimento em três tipos:
74
1.
MDP
–
Mean Profile Depth
ou profundidade média do perfil;
2.
RMS
–
Root Mean Square of Texture Profile
ou raiz média quadrática do perfil
da textura;
3. Tempo de drenagem obtido por meio de um drenômetro.
A Tabela 2.5.2.2 apresenta os limites máximos e mínimos dos coeficientes de
correlação obtidos com os três tipos de equipamentos utilizados para obtenção da
macrotextura e também o número de equipamentos utilizados. Alguns equipamentos
de medição de textura apresentam mais de um parâmetro de textura; nestes casos,
foi considerado o melhor parâmetro de cada tipo para esses valores de coeficiente de
correlação apresentados.
Tabela 2.5.2.2 Coeficiente de correlação das regressões lineares dos equipamentos
de medição de textura
Coeficiente de Correlação Parâmetro de
Textura
Número de
Equipamentos
mínimo Máximo
MDP 5 0,940 0,966
RMS 10 0,854 0,953
Tempo de
drenagem
2 0,880 0,940
Foi verificada a repetibilidade das medidas de atrito, tendo visto que com cada um dos
equipamentos foram realizadas duas medições, a cada uma das três velocidades, 30,
60 e 90 km/h. Foi determinado o valor absoluto da diferença entre a primeira e
segunda avaliação, e o desvio padrão desses valores forneceu as medidas de
repetibilidade.
As medidas de repetibilidade foram avaliadas para as três velocidades (baixa, média e
alta), para os três níveis dos valores de atrito (baixo, médio e alto) em função dos três
tipos de equipamentos (roda oblíqua, roda parcialmente bloqueada e roda bloqueada),
os resultados estão apresentados na Tabela 2.5.2.3.
75
Tabela 2.5.2.3 Repetibilidade das medidas realizadas no experimento internacional
com os equipamentos de medição de atrito
Roda Oblíqua
Roda
Parcialmente
Bloqueada
Roda Bloqueada
Velocidade baixa
0,034 0,033 0,028
Velocidade média
0,029 0,032 0,024
Velocidade alta
0,028 0,031 0,027
Atrito baixo
0,027 0,023 0,015
Atrito médio
0,031 0,031 0,023
Atrito alto
0,028 0,026 0,029
O
IFI
é uma escala de referência baseada no modelo da PIARC, que relaciona o atrito
com a velocidade de deslizamento; este modelo pode estimar a constante de
referência da velocidade (
Sp
) e o atrito a 60 km/h (
F
60
) de um determinado
pavimento. O par de valores,
Sp
e
F
60
, expressam o valor de
IFI
de um pavimento e
permite calcular o valor do atrito, F(S), a qualquer velocidade de deslizamento S.
Para se obter o valor de
IFI
é preciso realizar, com qualquer equipamento ou técnica
homologada ou homologável a partir de critérios estabelecidos no experimento
internacional, dois tipos de medidas sobre o pavimento, uma de atrito (
FR
) e outra de
textura (
Tx
).
Para encontrar um índice válido para todos os equipamentos, foi necessário fixar um
valor real de atrito; como não existe esse valor, foi estabelecida uma combinação das
medidas realizadas pelos diferentes equipamentos a várias velocidades de
deslizamento, para traçar uma curva de atrito
versus
velocidade para cada seção do
ensaio. Essas curvas foram denominadas de “Curvas de Referência” ou “Golden
Curves” e caracterizam-se pelos parâmetros, GF
60
e GS, conforme pode ser visto na
Equação 2.5.2.1.
[]
GSS
GFsGF
/)60(
60
)(
−
=
(2.5.2.1)
76
Onde:
S = velocidade de deslizamento em km/h;
)(s
GF = valor do atrito da “Curva de Referência”, a velocidade de
deslizamento S;
60
GF = valor do atrito na “Curva de Referência”, na velocidade de
deslizamento de 60 km/h;
GS = parâmetro que representa a influência da velocidade na “Curva de
Referência” em km/h.
O parâmetro GS está associado a valores de macrotextura que podem ser obtidos por
meio dos equipamentos utilizados no experimento internacional. Por meio de uma
regressão linear se obtém o valor estimado de Sp do parâmetro GS. A constante que
representa a influência da velocidade na “Curva de Referência” pode ser obtida por
meio da Equação 2.5.2.2.
TxbaS
p
.+
=
(2.5.2.2)
Onde:
x
T = parâmetro de textura, determinado a partir de valores obtidos para a
determinação da macrotextura em função do equipamento utilizado;
a e b = constantes determinadas em função do equipamento utilizado.
Os equipamentos de medida de atrito possuem uma velocidade de deslizamento
relativa (
S
) que depende da configuração do equipamento e da velocidade do ensaio,
onde:
S = velocidade do veículo V, para equipamentos de roda bloqueada;
S = V para equipamentos com roda parcialmente bloqueada;
S = V.senα para equipamentos com roda oblíqua onde α = ângulo de
deriva da roda.
O primeiro passo para estimar o valor do atrito na “Curva de Referência”, à velocidade
de 60 km/h (G F
60
), a partir de uma medida de FRS obtida por meio de um
77
equipamento de medição de atrito a uma velocidade de deslizamento S, consiste em
ajustar o valor do atrito a uma velocidade comum de 60 km/h, utilizando o parâmetro
de velocidade Sp e a Equação 2.5.2.3.
[
]
p
SS
FRSFR
/)60(
60
−
=
(2.5.2.3)
Onde:
60
FR = valor do atrito do equipamento convertido à velocidade de 60 km/h;
FRS = atrito medido pelo equipamento a velocidade de deslizamento S;
S = velocidade de deslizamento do equipamento.
O último passo da harmonização consiste na previsão de
GF
60
por meio de uma
regressão linear a partir de
FR
60
e
TX
, de acordo com a Equação 2.5.2.4.
Tx.CFR.BAF
6060
+
+
= (2.5.2.4)
A, B e C são as constantes de calibração próprias para um determinado equipamento;
em muitos casos a constante C é praticamente nula. Combinando os resultados
anteriores, pode-se expressar
F
60
em função das medidas de
FRS
(atrito) e
Tx
(textura), conforme pode ser visto na Equação 2.5.2.5.
[]
Tx.CFRS.BAFR
)Tx.ba/()60S(
60
++=
+−
(2.5.2.5)
F
60
é o valor estimado de
GF
60
, ou seja, o valor do atrito na “Curva de Referência” a 60
km/h. Sp é o valor estimado do parâmetro
GS
, que representa a influência da
velocidade na “Curva de Referência”. Os pares de valores F
60
e Sp formam o
Index
International de Friction
de referência (G
IFI
) utilizado, conforme pode ser visto na
Figura 2.5.2.1.
O resultado mais importante do experimento internacional foi à obtenção de uma
escala universal de atrito
IFI
(F
60
, Sp) bem definida. Esses valores podem ser utilizados
em estudos de acidentes, avaliações para sistemas de gerência de pavimentos, de
manutenção, operações aeroportuárias entre outras aplicações. Com os valores de
IFI
é possível também, estabelecer níveis de intervenções em função de F
60
e Sp
,
determinando a estratégia de reabilitação mais adequada, conforme pode ser visto na
78
Figura 2.5.2.2. Esses níveis podem ser estabelecidos pelos órgãos fiscalizadores e/ou
administradores de rodovias em função da classe da via.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 20406080100
Velocidade de deslizamento, Sp, km/h
Atrito
F(S)
FR(S)
GF(S)
IFI (F60, Sp)
Figura 2.5.2.1 Processo de harmonização da curva de atrito
versus
velocidade de
deslizamento
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 20406080100
Textura
Atrito
Sp e F60 Baixo
melhorar macro e
microtextura
F60 Baixo
melhorar microtextura
Sp Baixo
melhorar macrotextura
BOM
Figura 2.5.2.2 Significado das distintas zonas de um diagrama de atrito – textura
Curva de um determinado equipamento
Curva de referência -
Golden Value
Curva estimada
79
O
IFI
pode ser utilizado por órgãos viários e aeroportuários sem necessidade de trocar
os métodos em vigor (equipamentos e procedimentos) e sem perda do histórico do
banco de dados.
Como os materiais para pavimentação, influem nos valores de atrito e de textura, seus
fornecedores podem ampliar o seu campo de distribuição a países com especificações
harmonizadas.
Os consultores podem trabalhar em países estrangeiros adaptando as especificações
baseadas nos métodos de controle local. Os fabricantes de equipamentos de atrito e
textura poderão aumentar seus mercados de distribuição.
O meio técnico tende a melhorar o conhecimento sobre o fenômeno do deslizamento e
dos efeitos da textura.
Os usuários de vias, rodovias e aeroportos podem receber informações de aderência
em uma escala idêntica em todos os países, o que pode contribuir para melhorar a
segurança (Wambold
et al.
, 1995).
2.5.3 Cálculo do Valor de
IFI
de Acordo com o procedimento
ASTM
Para o cálculo do valor numérico de
IFI
é necessário que se obtenham duas
informações sobre a superfície de rolamento do pavimento, uma sobre a textura
(altura de areia) (
Tx
) em mm e outra sobre o atrito (
FRS
); esses valores podem ser
obtidos por meio de quaisquer dos equipamentos contemplados na norma ASTM E-
1960 (2001) e descritos da Tabela 2.5.3.2. Com o valor obtido da textura, por meio de
ensaio apropriado como a mancha de areia ou perfilômetro laser, em mm, calcula-se
(Sp) constante de velocidade. Durante a elaboração do modelo, e a partir dos dados
do experimento, foi comprovado que a constante (Sp) da velocidade de referência,
pode ser determinada mediante uma regressão linear, com uma medida de
macrotextura (
Tx
), como segue na equação 2.5.3.1.
TxBaS
p
.+
=
(2.5.3.1)
80
Os valores a e b estão expressos na Tabela 2.5.3.1.
Tabela 2.5.3.1 Valores de a e b para cálculo de Sp
Norma Ensaio a b
ASTM E-1845 Perfilômetro Laser 14,2 89,7
ASTM-965 Mancha de Areia -11,6 113,6
A seguir com o valor obtido de atrito (FRS), por meio de um dos equipamentos
contemplados na norma, procede-se o cálculo de (
FR60
), que é uma constante
referente à velocidade de deslizamento de 60 km/h, e pode ser obtida pela Equação
2.5.3.2 do tipo exponencial.
[
]
p
S/)60S(
o6
FRSFR
−
= (2.5.3.2)
A Equação 2.5.3.2 permite converter a medida de atrito (
FRS
), realizada a qualquer
velocidade (S), a uma medida de atrito a 60 km/h (
FR60
). Definido o equipamento a
ser utilizado, determina-se a constante da velocidade do equipamento (
S
) por meio da
Tabela 2.5.3.2.
Mede-se o atrito com um equipamento e velocidade determinada (
FRS
), depois se
estima o atrito medido a 60 km/h (
FR60
), por meio do modelo PIARC, e por último,
estima-se o atrito harmonizado de referência (F
60
), por meio da Equação 2.5.3.3 onde
A e B foram determinados no Experimento Internacional para os diferentes
equipamentos utilizados para medir o atrito.
Tx.CFR.BAFR
6060
+
+
=
(2.5.3.3)
Por definição, os pares de valores (F
60
, Sp) designam-se como sendo o
IFI
de um
pavimento. Seu conhecimento permite traçar a curva de referência estimada de atrito
versus
velocidade de deslizamento conforme mostra a Figura 2.5.3.1.
O Anexo X2 da ASTM E-1960 (2001) especifica como utilizar outro equipamento ou
técnica que não esteja contemplado na Tabela 2.5.3.2.
81
Tabela 2.5.3.2 Relação de equipamentos que foram calibrados para obtenção de F
60
Características Equipamento S A B C
Pneus lisos
ASTM E-274 (USA) 65 0,045 0,925 0
Roda
bloqueada
LCPC Skid Trailer (F) 60 0,002 1,008 0
OSCAR at 86% (N) 52 -0,03 0,864 0
OSCAR at 20% (N) 12 0,119 0,643 0
Komatsu Skis Trailer (J) 10 0,042 0,849 0
DWW Trailer (NL) 43 0,019 0,868 0
Roda
Parcialmente
Bloqueada
Griptesyer (UK) 9,4 0,082 0,91 0
Stradograph (DK) 12,5 0,054 0,77 0
Odoliograph Wallon (B) 12,9 0,113 0,729 0
Odoliograph CRR (B) 20,5 0,113 0,746 0
SCRIM Flemish (B) 20,5 0,049 0,967 0
SCRIM CEDEX (E) 20,5 0,019 0,813 0
SCRIM MOPT (E) 20,5 0,032 0,873 0
SCRIM SRM (D) 20,5 0,017 0,85 0
SCRIM GEOCISA (E) 20,5 0,021 0,928 0
SCRIM (F) 20,5 -0,006 0,862 0
SUMMS (I) 20,5 0,002 0,987 0
Roda Obliqua
SCRIMTEX (UK) 17,1 0,033 0,872 0
Pneus com ranhuras
Stuttgarter Reibungsmesser
(CH)
60 0,022 0,05 0,082
Skiddometer (CH) 60 0,026 0,504 0,099
Stuttgarter Reibungmesser (A) 60 -0,072 0,767 0,086
ASTM E-274 (USA) 65 -0,023 0,607 0,098
Roda
bloqueada
Friction Tester (PL) 60 -0,025 0,807 0,068
Stuttgarter Reibungmesser (CH) 12 0,141 0,323 0,074
Skiddometer 12 0,03 0,918 -0,014
BV-11 (S) 12 0,04 0,856 -0,016
Roda
Parcialmente
Bloqueada
Stuttgarter Reibungmesser (A) 12 0,02 0,867 -0,006
Equipamentos com sapatas
DF Tester at 60 km/h (J) 60 -0,034 0,771 0
DF Tester at 20 km/h (J) 20 0,081 0,732 0
Pendulum Tester BPT (USA) 10 0,056 0,008 0
Estáticos
Pendulum Tester SRT (CH) 10 0,044 0,01 0
82
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
020406080100
Velocidade de deslizamento, Sp, km/h
Atrito
IFI (Sp,F60)
Figura 2.5.3.1 Modelo do
IFI
2.6 Políticas e Recomendações de Aderência Quanto à Segurança
Políticas de aderência podem ser apresentadas em forma de normas ou de
recomendações, cujo objetivo é quantificar e qualificar, por meio dos diversos
ensaios e metodologias existentes, os valores admissíveis visando à segurança.
Estudos dos valores de atrito e textura vêm sendo desenvolvidos rotineiramente, na
maioria dos países, para estabelecimento de políticas para pavimentos. No caso
aeroportuário, as políticas são mais exigentes e verificações rotineiras são adotadas
pelos órgãos responsáveis; para o caso rodoviário, alguns países são mais exigentes
que outros e, finalmente, no sistema viário urbano, pouco se têm realizado.
Os países que adotam políticas de aderência para pavimentos rodoviários,
geralmente as classificam em dois casos:
1. Para recebimento de obras novas; ou
2. Para recomendações de reabilitação para vias em serviço quando necessário.
A seguir serão apresentados alguns desses parâmetros no Brasil, na Oceania, na
Europa, na Ásia e na América. Alguns países adotam valores de atrito, outros de
83
textura, ou ambos. Para os países que adotam valores de atrito e textura, foi
calculado o
IFI
, com o objetivo de comparação com os valores obtidos no
desenvolvimento desse trabalho no Capítulo 4, onde estão apresentadas às análises
dos dados.
2.6.1 Brasil
O Brasil dispõe de recomendações e diretrizes de valores de atrito e textura para o
caso rodoviário e urbano; exigências restritivas necessitam ser implantadas de
acordo com a complexidade exigida no local de sua aplicação.
2.6.1.1 DNIT – Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transporte
O DNIT (DNER, 2000), em seus diversos editais, apenas recomenda padrões de
exigências como condição de segurança e especifica, em caráter provisório, até a
oficialização de normas nacionais sobre o tema, valores mínimos para a camada de
rolamento, composta de misturas asfálticas, como segue: macrotextura verificada
por meio da altura de areia (HS) deve estar no intervalo de 0,60 a 1,20 mm; e a
condição de atrito obtida por meio do Pêndulo Britânico, expressa em valor de
resistência à derrapagem, deve estar no intervalo de 47 a 75. Esses valores deverão
ser verificados três meses após a execução de novos pavimentos e/ou da primeira
restauração, e a cada ano por meio de equipamentos de grande produtividade.
A Norma do DNIT 031/2004 denominada Pavimentos Flexíveis – Concreto Asfáltico
(DNIT, 2004), que tem por objetivo especificar a sistemática a ser utilizada na
execução de misturas asfálticas a quente, no seu item 7.3, Verificação do Produto,
na alínea d) Condições de Segurança, específica que o revestimento deverá
apresentar Valores de Resistência a Derrapagem, obtidos por meio do Pêndulo
Britânico (ASTM E 303), VDR ≥45; quanto a textura especifica valores de altura de
areia (NF P-98-216-7), 1,20mm ≥ HS ≥ 0,60mm.
84
O Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos (DNIT, 2006) recentemente
publicado, recomenda uma textura superficial de média a grosseira (1,20mm ≥ HS ≥
0,60mm) e sugere microtextura rugosa com o limite de BPN ≥ 55.
O Manual de Reabilitação de Pavimentos Asfálticos (DNER, 1998), o DNIT apresenta
faixas de valores de atrito e textura; a Tabela 2.6.1.1.1 apresenta os conceitos para
macrotextura para o ensaio Mancha de Areia e a Tabela 2.6.1.1.2 mostra os valores
limites de CAT e VRD, propostos pelo Comitê Marshall.
Tabela 2.6.1.1.1 Classificação da macrotextura superficial do revestimento
(DNER, 1998)
Mancha de Areia
CLASSIFICAÇÃO LIMITES
MUITO FINA HS ≤0,20
FINA 0,20 < HS ≤ 0,40
MÉDIA 0,40 < HS ≤ 0,80
GROSSA 0,80 < HS ≤ 1,20
MUITO GROSSA HS > 1,20
Tabela 2.6.1.1.2 Valores limites de CAT e VRD propostos pelo Comitê Marshall,
(DNER, 1998)
Valores Limites
Coeficiente de Atrito
Valor de
Resistência a
Derrapagem
Categoria Tipos de segmento
Velocidade de
ensaio (km/h)
CAT VRD
A
Cruzamento em nível;
Curvas com raio <150m;
Rampas >5% extensão 100m;
Semáforos transversais urbanas
50 0,55 58
B
Rodovias com velocidade
diretriz > 80km/h;
Rodovias em perímetro urbano
com VDM > 200
50
80
0,50
0,45
53
47
C
Rodovias sem sinuosidade e
planas, sem tráfego expressivo
e sem intersecções perigosas.
50 0,40 42
85
O Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos (DNIT, 2006) que foi
recentemente publicado, cita e recomenda as faixas de valores para
IFI
,
apresentados por Aps
et al.
(2004-b), na época em sua segunda tentativa, de acordo
com a Tabela 2.6.1.1.3; hoje o presente trabalho encontra-se na quarta tentativa.
Tabela 2.6.1.1.3 Faixas de Classificação de
IFI
– 2
a
Tentativa
Limites
IFI
(IBP,2004)
Péssimo < 0,06
Ruim 0,06 0,12
Regular 0,13 0,16
Bom 0,17 0,30
Ótimo > 0,30
2.6.1.2 ARTESP (Agência de Transportes do Estado de São Paulo)
A ARTESP em seus diversos editais de concessão de rodovias estaduais, no Anexo 6,
item 3.2.1 Pavimentos – Padrões, d) Condições de Segurança, estabelece o
atendimento as Normas Britânicas HD 15/87 e HD 36/87 do Departamento de
Trânsito de Londres. Como parâmetro mínimo exigidos estabelece:
a) Macrotextura – expressa pelo ensaio de Mancha de Areia, referente a textura
superficial classificada de media a grosseira: 0,60mm < HS < 1,2mm,
conforme visto na Tabela 2.6.1.1.1;
b) Coeficiente de Atrito – expresso pelos valores obtidos com o Pêndulo Britânico
nas classes de médio a muito rugoso: VRD > 47, conforme pode ser visto na
Tabela 2.6.1.2.1.
Estabelece que o referido controle seja realizado a cada 4 anos.
86
Tabela 2.6.1.2.1 Classificação da microtextura com o Pêndulo Britânico (ABPv,
1998)
Pêndulo Britânico
CLASSIFICAÇÃO LIMITES
PERIGOSA < 25
MUITO LISA 25 – 31
LISA 32 – 39
INSUFICIENTEMENTE RUGOSA 40 – 46
MEDIANAMENTE RUGOSA 47 – 54
RUGOSA 55 – 75
MUITO RUGOSA > 75
2.6.2.Oceania
2.6.2.1 Nova Zelândia
Na Nova Zelândia os valores de atrito, definidos para o equipamento SCRIM, e
valores de textura são especificados em duas categorias, valores para investigação
do local e valores limites ou críticos; esses valores estão apresentados na Tabela
2.6.2.1.1 e Tabela 2.6.2.1.2, respectivamente, SM020 (2000).
Tabela 2.6.2.1.1 Níveis para investigação do atrito
Categoria Tipo
Valor para
Investigação
Valor
Limite
1
Aproximações a:
Cruzamento ferroviário em nível
Semáforos
Cruzamento de pedestres
Rotatórias
Intersecções controladas de “Pare e Dê a Preferência”
Ponte de pista simples
0,55 0,45
2
Curvas de raio < 250 m
Declives com gradientes > 10 %
0,50 0,40
3
Aproximação à junção de rodovias
Declives com gradientes 5 - 10 %
Área de intersecções de rodovias especiais, incluindo rampas
de entrada e saída
Rampas
0,45 0,35
4 Rodovias sem divisão de pista (sem interferências)* 0,40 0,30
5 Rodovias com pistas divididas (sem interferências)* 0,35 0,25
* sem interferências: onde nenhuma outra restrição geométrica ou situações nas quais veículos
podem precisar frear subitamente podem influenciar os requisitos da resistência ao deslizamento
87
Tabela 2.6.2.1.2 Níveis para investigação da textura
Categoria Valor para Investigação Valor Limite
Velocidade ≥ 70 km/h
0,9 mm 0,7 mm
Velocidade < 70 km/h
0,7 mm 0,5 mm
A partir da combinação dos valores apresentados nas Tabelas 2.6.2.1.1 e 2.6.2.1.2
foram calculados valores de
IFI
para todas as possíveis situações conforme pode ser
vista na Tabela 2.6.2.1.3. Não foram apresentados valores de
IFI
para o caso 1 com
velocidades maiores que 70 km/h, porque naquele país, essas velocidades não são
praticadas nesta situação.
Tabela 2.6.2.1.3 Níveis para investigação em termos de
IFI
(Sp; F
60
)
Valor para
Investigação
Valor
Limite
Valor para
Investigação
Valor
Limite mínimo
Tipo
Velocidades maiores-70km/h Velocidades menores-70km/h
1
Aproximações a:
Cruzamento ferroviário em
nível
Semáforos
Cruzamento de pedestres
Rotatórias
Intersecções controladas de
“Pare e Dê a Preferência”
Ponte de pista simples
- - (0,30; 75) (0,26; 60)
2
Curvas de raio < 250 m
Declives com gradientes >
10 %
(0,32; 95) (0,23; 75) (0,32; 75) (0,23; 60)
3
Aproximação à junção de
rodovias
Declives com gradientes 5 -
10 %
Área de intersecções de
rodovias especiais,
incluindo rampas de
entrada e saída
Rampas
(0,30; 95) (0,20; 75) (0,30; 75) (0,20; 60)
4
Rodovias sem divisão de
pista (sem interferências)*
(0,25; 90) (0,17; 75) (0,25; 75) (0,17; 60)
5
Rodovias com pistas
divididas (sem
interferências)*
(0,22; 95) (0,17; 75) (0,22; 75) (0,15; 60)
88
2.6.2.2 Austrália
A Austrália define valores de intervenção para a textura e o atrito conforme pode ser
visto na Tabela 2.6.2.2.1 e Tabela 2.6.2.2.2, respectivamente (NCHRP, 2000).
Tabela 2.6.2.2.1 Valores estabelecidos para a textura
Rodovias
Especiais Primárias Secundárias
0,4 < MTD < 0,8 mm 0,2 < MTD < 0,4 mm 0,2 < MTD < 0,4 mm
Tabela 2.6.2.2.2 Valores estabelecidos para o atrito
Rodovias
Especiais, Primárias e Secundárias Locais
BPN > 45 BPN > 40
2.6.3 Europa
2.6.3.1 Suíça
A Suíça utiliza para medidas de macrotextura o equipamento
OFT – Outflow Time
(s)
e para medidas de microtextura o Pêndulo Britânico e recomenda valores pra níveis
de intervenção, conforme pode ser visto na Tabela 2.6.3.1.1 (NCHRP, 2000).
Tabela 2.6.3.1.1 Níveis de intervenção para textura
Limite de Velocidade (km/h) BPN OFT
≤ 60 65 150
> 60 e ≤ 100 65 100
> 100 65 50
Recomenda também níveis de atrito para nova construção de pavimentos e para
restauração, de acordo com a Tabela 2.6.3.1.2; os equipamentos utilizados neste
89
país para obtenção dos valores de atrito são o
Skiddometer
BV-8 ou o equipamento
Stuttgarter Reibungsmesser
(NCHRP, 2000).
Tabela 2.6.3.1.2 Níveis de intervenção para atrito
Limite de Velocidade (km/h) Velocidade µ (roda bloqueada)
≤ 60 40 0,48
> 60 e ≤ 100 60 0,39
> 100 80 0,32
2.6.3.2 Espanha
Na Espanha são recomendados valores de microtextura e macrotextura para
recebimento de obras novas (Poncino, 2002), conforme pode ser vista na Tabela
2.6.3.2.1.
Tabela 2.6.3.2.1 Valores de microtextura e macrotextura para recebimento de
obras novas
Tipo de Revestimento
Altura de Areia
(mm)
Atrito com o
Pendulo Britânico
Mistura Asfáltica - 0,7 0,65
M 8 0,9 Mistura asfáltica a
quente delgada
F 10 1,1
0,65
LB 1 1,1
LB 2 0,9
0,65
LB 3 0,7 0,60
Lamas Asfálticas
LB 4 0,5 0,55
Textura fina 0,6 0,55
Textura média 0,8 0,60
Tratamento
Superficial
Textura grossa
> 1
0,65
Concreto de
Cimento Portland
- 0,7 a 1 -
Para pavimentos em uso existem apenas recomendações de atrito para serviços de
manutenção, conforme pode ser vista na Tabela 2.6.3.2.2. Os valores de atrito são
90
obtidos por meio do equipamento SCRIM, roda oblíqua, e ensaio realizado a 60
km/h.
Tabela 2.6.3.2.2 Valores de microtextura para intervenções
Valor de Atrito (CAT) Ação de Manutenção
CAT > 50 Nenhuma, bom estado
50 > CAT > 40
Acompanhamento da evolução e
intervenção assim que possível
40 > CAT Atuação imediata
2.6.4 América
2.6.4.1 Estados Unidos da América
De acordo com a NCHRP (2000), uma pesquisa realizada com os 41 estados do
Estados Unidos da América, pode-se extrair as seguintes informações:
a) Para avaliar o atrito, grande parte dos estados utiliza o trailer ASTM E-274
(1997), com pneus ranhurados;
b) Apenas 5 estados medem a textura e desses só 3 com regularidade;
c) As avaliações de atrito são realizadas para programas de gerência de
pavimentos com várias finalidades;
d) As avaliações de atrito são usadas para estabelecer critérios de
recebimento de obras novas ou para adoção de medidas em pavimentos
em serviço, por 20 estados;
e) Estratégias de intervenção para pavimentos em serviços em função do
atrito são utilizadas por 11 estados;
f) Investigações de acidentes;
g) Estudos para as condições aeroportuárias;
h) Estudos de casos especiais.
A Tabela 2.6.4.1.1 apresenta uma síntese das informações obtidas.
91
Tabela 2.6.4.1.1 Valores limites para atrito
Valor Limite de Intervenção
Agência
Especial Primária Secundária Local
Valor Limite Obras
Novas
Arizona
34
Mu-
meter
34
Mumeter
34
Mumeter
- -
Idaho
SN40S>30 SN40S>30 SN40S>30
- -
Illinois
SN40R>30 SN40R>30 SN40R>30
- -
Kentucky
SN40R>28 SN40R>25 SN40R>25 SN40R>25
-
New York
SN40R>32 SN40R>32 SN40R>32 SN40R>32
-
South
Carolina
SN40R>41 SN40R>37 SN40R>37
- -
Texas
SN40R>30 SN40R>26 SN40R>22
- -
Utah
SN40R>30-
35
SN40R>35 SN40R>35
- -
Washington
SN40R>30 SN40R>30 SN40R>30 SN40R>30 SN40R>30
Wyoming
SN40R>35 SN40R>35 SN40R>35
- -
Puerto Rico
SN40R>40 SN40R>40
- - -
Maine - - - -
SN40R>35
Minnesota - - - -
SN40R>45; SN40S>37
Wisconsin - - - -
SN40R>38
Poucos são os trabalhos práticos publicados com de valores de
IFI
; entre os
encontrados na literatura, cita-se McDaniel
et al
. (2004) que apresentou valores
médios para Concreto Asfáltico convencional,
SMA
- Stone Matrix Asphalt
e PFC
-
Porous Friction Course
cujos valores de
IFI
(F
60
) estão apresentados na Tabela
2.6.4.1.2 e corroboram com os valores apresentados por Aps
et al
. (2003).
Tabela 2.6.4.1.2 Valores de
IFI
(F
60
)
IFI
(F
60
)
Concreto Asfáltico Convencional 0,19
Stone Matrix Asphalt
-
SMA
0,28
Porous Friction Course
- PFC 0,36
92
Capítulo 3 Pesquisa de Campo
O Objetivo central desta pesquisa é avaliar a aplicabilidade do
IFI
(International
Friction Index
) como indicador de aderência para pavimentos brasileiros e
estabelecer faixas de classificação de valores para o
IFI
de tal sorte que os órgãos
gestores viários poderão avaliar as condições de aderência em pista molhada de suas
vias ou de locais específicos de suas vias.
Para alcançar esta finalidade os ensaios foram realizados em locais definidos nos
trabalhos de escritório por meio de um plano formal denominado Delineamento de
Experimento. O objetivo do delineamento de experimento é a execução de uma série
de testes para descobrir o que ocorre em um processo ou sistema. O processo aqui
referido, estatisticamente é definido como um conjunto de causas que produzem um
ou mais efeitos. Para esta pesquisa os ensaios de campo foram realizados em
superfícies compostas de diferentes tipos de misturas asfálticas e expostas a
diferentes tipos de veículos ou tráfego; foi elaborado um banco de dados a partir de
resultados extraídos de aeroportos, rodovias, vias urbanas, do autódromo de
Interlagos e da pista de prova da Pirelli. A metodologia utilizada para os trabalhos de
campo consistiu nas seguintes etapas:
a) Revisão dos procedimentos dos ensaios dos equipamentos de medição de
características de superfície disponíveis para realização desta pesquisa:
i) Mancha de Areia de acordo com a ASTM E 965-96 (2001);
ii) Pêndulo Britânico conforme preconiza a ASTM E-303-93 (1998);
iii) Drenabilidade em conformidade com as instruções do LTP-EPUSP;
iv)
Mu-meter
segundo a ASTM E-670, 2000;
v) Cálculos dos valores de
IFI
de acordo com a ASTM E-1960-98, 2001.
b) Seleção dos locais para a realização dos ensaios de campo buscando-se trechos:
93
i) Com diferentes tipos de revestimentos asfálticos, idades, solicitações de
tráfego e geometria;
ii) Revestimentos asfálticos com textura superficial sem defeitos como fissuras,
panelas, afundamentos e outros.
c) Elaboração do banco de dados a partir de valores obtidos no campo de
macrotextura, microtextura, drenabilidade e valores de
IFI
(Sp; F60) calculados.
O Banco de Dados, com os valores de ensaio de campo, ao término dos trabalhos
ficou constituído por 417 valores, sendo 178 referentes a textura, 166 ao atrito e 73
a drenabilidade, distribuídos em doze tipos de revestimentos asfálticos diferentes, e
esses com características de textura e atrito diferentes entre si. A Figura 3.1 mostra
a distribuição dos dados coletados para estes doze tipos estudados que compõem o
banco de dados.
Figura 3.1 Distribuição dos valores pelos diferentes tipos de revestimentos asfálticos
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
AA CA CA bor CA SBS CPA CS G LA Micro SMA
0/11
SMA
0/16
TS
*Onde: Areia Asfalto (AA), Concreto Asfáltico (CA), Concreto Asfáltico modificado por Borracha (CA bor), Concreto
Asfáltico modificado por Polímero do tipo SBS (CA SBS), Camada Porosa de Atrito (CPA), Capa Selante (CS), Grooving
(G), Lama Asfáltica (LA), Microrrevestimento Asfáltico a Frio (Micro),
Stone Matrix Asfhalt
(SMA) – tipo 0/11 e 0/16 e
T
ratamento Su
p
erficial
(
TS
)
94
A seguir serão apresentados os resultados obtidos, em forma de tabela, por meio das
avaliações de campo realizadas ou de valores obtidos juntos aos órgãos,
concessionárias ou teses do LTP/EPUSP e os valores calculados de
IFI
(Sp; F60).
Para todas as tabelas apresentadas é válida a seguinte legenda:
Empregam-se ainda, termos de forma resumida que se referem a:
a) Mancha de Areia = altura média da mancha ou da profundidade média de
areia em mm;
b) Drenabilidade = volume por tempo de escoamento;
c) Pêndulo = média de 5 leituras corrigidas (dividido por 100);
d)
Mu-meter
= atrito medido pelo equipamento, sendo considerada a média
do trecho.
3.1 Aeroportos
3.1.1 Aeroporto Internacional de São Paulo/Guarulhos
O Aeroporto Internacional de São Paulo/Guarulhos (SBGR) possui duas pistas de
pouso e decolagem designadas 09R/27L e 09L/27R contando com 3.500m e 3.700m
de extensão respectivamente. Os revestimentos dos pavimentos de ambas as pistas
é de Concreto Asfáltico com a aplicação de
grooving
(ranhuras transversais obtidas
por fresagem).
Mancha de Areia
CLASSIFICAÇÃO
MF MUITO FINA
F FINA
M MÉDIA
G GROSSEIRA
MG MUITO GROSSEIRA
Pêndulo Britânico
CLASSIFICAÇÃO
P PERIGOSA
ML MUITO LISA
L LISA
IR INSUFICIENTEMENTE RUGOSA
MR MÉDIANAMENTE RUGOSA
R RUGOSA
MuR MUITO RUGOSA
95
As pistas foram abertas ao tráfego aéreo em janeiro de 1985 e acumularam até o
final do ano de 2002 um movimento da ordem de 1.500.000 pousos e decolagens de
aeronaves comerciais. Os valores obtidos estão apresentados na Tabela 3.1.1.1,
cujos ensaios foram realizados em junho de 2003 (Aps
et al
., 2003-a).
Tabela 3.1.1.1 Valores obtidos para o Aeroporto Internacional de São
Paulo/Guarulhos
Macrotextura Microtextura (atrito)
Unidade
Amostragem
Altura de Areia Hs (mm)
Drena-
bilidade
Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
N
o
Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
l/s
FRS
Classi-
ficação
Mu-
meter
Sp F60
1
Grooving
31 1,55 MG 0,32 67 R 164,48 0,45
2
Grooving
29,3 1,32 MG 0,26 67 R 138,35 0,43
3
Grooving
25,8 1,41 MG - 73 R 148,58 0,47
4
Grooving
29,2 1,02 G 0,21 68 R 104,27 0,39
5
Grooving
31 1,55 MG 0,27 80 MuR 164,48 0,53
6 C. Asfáltico 24,7 0,52 M 0,12 60 R
68*
47,47 0,22
*A ASTM 1960-98 não faz referência ao equipamento
mu-meter
, para o cálculo do
IFI
, empregou-se
os valores obtidos com o Pêndulo Britânico.
3.1.2 Aeroporto Internacional de São Paulo/Congonhas
O Aeroporto Internacional de São Paulo/Congonhas (SBSP) possui duas pistas de
pouso e decolagem paralelas, designadas 17R/35L e 17L/35R contando com 1.940 m
e 1.435 m de extensão respectivamente. Os revestimentos dos pavimentos de ambas
as pistas é de Concreto Asfáltico de textura fechada, com a aplicação de
grooving
(ranhuras transversais serradas), na época da avaliação.
Nos últimos anos de operação registrou um tráfego de aeronaves da ordem de
80.000 movimentos/ano. Os valores obtidos em campo estão apresentados na
Tabela 3.1.2.1 e foram realizados em outubro de 2003 (Aps
et al
., 2003-b).
96
Tabela 3.1.2.1 Valores obtidos para o Aeroporto - Congonhas
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm)
Drena-
bilidade
Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
l/s
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 Concreto Asfáltico 27,7 0,41 M 0,02 89 MuR 34,98 0,23
2
Grooving
17,3 1,06 G 0,44 82 MuR 108,82 0,47
3
Grooving
18,8 0,90 G 0,41 72 R 90,64 0,39
4
Grooving
14 1,62 MG 0,29 90 MuR 172,43 0,59
5
Grooving
15,9 1,27 MG 0,25 95 MuR 132,67 0,58
6
Grooving S/E
17,3 1,06 G 0,29 70 R 108,82 0,41
7
Grooving S/E
15 1,41 MG 0,32 70 R 148,58 0,46
8
Grooving/E
21,3 0,70 M 0,35 67 R 67,92 0,31
9
Grooving/E
19 0,88 G 0,27 69 R 88,37 0,37
10
Grooving/E
16,1 1,22 MG 0,3 65 R 126,99 0,41
11
Grooving/E
16 1,24 MG 0,46 68 R 129,26 0,43
3.1.3 Campo de Marte
Embora o aeroporto não possua linhas aéreas regulares, é o quinto em movimento
operacional no Brasil; voltado essencialmente para aviação executiva, escolas de
pilotagem como o Aeroclube de São Paulo, e serviço aerotático das Polícias Civil e
Militar do Estado de São Paulo. Possui uma pista de 1.600 m de extensão com
revestimento em Concreto Asfáltico, textura fechada. Apresenta um movimento da
ordem de 100.000 pousos e decolagens anuais com a particularidade de que cerca
de 70% desse movimento refere-se a helicópteros. Os valores obtidos estão
apresentados na Tabela 3.1.3.1, cujos ensaios foram realizados em junho de 2003
(Aps
et al
., 2003-a).
Tabela 3.1.3.1 Valores obtidos para o Campo de Marte
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm)
Drena-
bilidade
Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
l/s
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 Concreto Asfáltico 26,2 0,46 M 0,040 59 R 40,66 0,19
2 Concreto Asfáltico 30 0,35 F 0,040 59 R 28,16 0,14
3 Concreto Asfáltico 30,4 0,34 F 0,050 64 R 27,02 0,14
4 CA /Pintura 30,9 0,33 F 0,020 58 R 25,89 0,12
97
3.2 Rodovias
Foram realizadas medições em trechos de rodovias do Estado de São Paulo e em
trechos de rodovia do Estado do Rio Grande do Sul que possuem segmentos
executados com revestimento asfáltico não convencional, e que serviram de
subsídios para outras pesquisas, além dos revestimentos convencionais para
comparação dos valores verificados.
3.2.1 Via Anchieta – SP 150
As avaliações de campo foram realizadas em três seções-teste na Via Anchieta,
seção-teste de revestimento do tipo
SMA
(Stone Matrix Asphalt
), Concreto Asfáltico
convencional na faixa III da DERSA (CAP 20) e Concreto Asfáltico faixa IV-b do
Instituto do Asfalto norte-americano com asfalto-borracha. Os resultados obtidos por
meio de ensaios de campo, na Via Anchieta, foram realizados em março de 2002 por
Reis (2002) e em novembro de 2002 e março de 2003 por Aps
et al
. (2003-c, 2003-
d, 2003f) e em maio de 2006 por técnicos do IPT - Instituto de Pesquisa Tecnológica
do Estado de São Paulo. Estes dados estão apresentados nas Tabelas 3.2.1.1,
3.2.1.2, 3.2.1.3 e 3.2.1.4.
Tabela 3.2.1.1 Resultados coletados de macrotextura e microtextura de Reis (2002)
e valores calculados de
IFI
– SP 150
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm) Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 SMA faixa alemã D0-11S 17,30 1,06 G 54 MR 109,17 0,33
2 SMA faixa alemã D0-11S 17,25 1,07 G 47 MR 109,87 0,29
3 SMA faixa alemã D0-11S 18,70 0,91 G 49 MR 91,77 0,28
4 SMA faixa alemã D0-11S 16,25 1,20 MG 50 MR 125,28 0,32
5 SMA faixa alemã D0-11S 18,10 0,97 G 52 MR 98,73 0,31
98
Tabela 3.2.1.2 Resultados obtidos em 11/11/ 2002 – SP 150
Macrotextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm)
Diâm.
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs (mm)
Classi-
ficação
1 Concreto Asfáltico mod bor 30 0,35 F
2 Concreto Asfáltico mod bor 36,9 0,23 F
3 Concreto Asfáltico mod bor 29,2 0,37 F
4 Concreto Asfáltico mod bor 26,2 0,46 M
5 Concreto Asfáltico mod bor 28,1 0,4 M
6 SMA faixa alemã D0-11S 26,5 0,45 M
7 SMA faixa alemã D0-11S 23,2 0,59 M
8 SMA faixa alemã D0-11S 19,7 0,82 G
9 SMA faixa alemã D0-11S 20,2 0,78 M
10 SMA faixa alemã D0-11S 19,3 0,85 G
11 SMA faixa alemã D0-11S 20,3 0,77 M
12 Concreto Asfáltico 20,2 0,78 M
13 Concreto Asfáltico 21,5 0,69 M
Tabela 3.2.1.3 Resultados obtidos em 11/06/ 2003 e valores de
IFI
– SP 150
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm)
Drena-
bilidade
Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
l/s
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 Concreto Asfáltico mod bor 31 0,331 F 0,119 30 ML 26,01 0,09
2 Concreto Asfáltico mod bor 29,2 0,373 F 0,063 40 IR 30,79 0,12
3 Concreto Asfáltico mod bor 29,3 0,371 F 0,097 31 ML 30,50 0,10
4 Concreto Asfáltico mod bor 25,8 0,478 M 0,072 39 LISA 42,70 0,15
5 Concreto Asfáltico mod bor 27,8 0,412 M 0,058 48 MR 35,17 0,15
6 Concreto Asfáltico mod bor 26,7 0,446 M 0,093 36 LISA 39,10 0,14
7 SMA faixa alemã D0-11S 24,8 0,517 M 0,110 23 P 47,17 0,12
8 SMA faixa alemã D0-11S 22,3 0,64 M - 44 IR 61,09 0,21
9 SMA faixa alemã D0-11S 23,8 0,562 M - 44 IR 52,21 0,19
10 SMA faixa alemã D0-11S 20,2 0,78 M 0,140 41 IR 76,98 0,23
11 SMA faixa alemã D0-11S 20 0,795 M - 45 IR 78,77 0,25
12 SMA faixa alemã D0-11S 19,3 0,854 G - 42 IR 85,44 0,24
13 SMA faixa alemã D0-11S 19,3 0,854 G 0,208 41 IR 85,44 0,24
14 SMA faixa alemã D0-11S 20,3 0,772 M 0,198 35 LISA 76,11 0,20
15 SMA faixa alemã D0-11S 20,2 0,78 M - 42 IR 76,98 0,23
16 SMA faixa alemã D0-11S 21,5 0,688 M - 35 LISA 66,60 0,19
17 Concreto Asfáltico 21,2 0,708 M 0,150 48 MR 68,82 0,24
18 Concreto Asfáltico 23,5 0,576 M 0,057 51 MR 53,85 0,22
19 Concreto Asfáltico 19,8 0,812 G 0,140 46 IR 80,60 0,25
20 Concreto Asfáltico 24,3 0,539 M 0,097 44,2 IR 49,61 0,19
21 Concreto Asfáltico 25,2 0,501 M 0,085 47 MR 45,32 0,18
99
Tabela 3.2.1.4 Resultados obtidos de macrotextura, microtextura, drenabilidade,
em maio de 2006 e valores de
IFI
calculados – SP 150
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm) Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 SMA faixa alemã D0-11S 18,50 0,93 G 50,4 MR 94,01 0,29
2 SMA faixa alemã D0-11S 18,38 0,94 G 47,8 MR 95,45 0,28
3 SMA faixa alemã D0-11S 18,38 0,94 G 52,6 MR 95,45 0,31
4 SMA faixa alemã D0-11S 17,95 0,99 G 52,8 MR 100,58 0,31
5 SMA faixa alemã D0-11S 18,68 0,91 G 55,6 MR 92,04 0,31
6 SMA faixa alemã D0-11S 17,83 1,00 G 45,4 MR 102,16 0,28
7 SMA faixa alemã D0-11S 20,68 0,74 G 47,6 MR 72,96 0,25
8 SMA faixa alemã D0-11S 18,50 0,93 G 47,6 MR 94,01 0,28
9 SMA faixa alemã D0-11S 21,73 0,67 G 49,4 MR 64,98 0,24
10 SMA faixa alemã D0-11S 19,03 0,88 G 47,6 MR 88,26 0,27
11 SMA faixa alemã D0-11S 18,98 0,88 G 45,2 MR 88,79 0,26
3.2.2 Rodovia Santos Dumont – SP 75
Foram realizados os ensaios de campo, de macrotextura e microtextura, na Rodovia
Santos Dumont – SP-75, sob concessão da empresa Colinas, em 21/3/2005; os
ensaios foram realizados em 4 trechos com revestimentos distintos,
SMA
,
Tratamento Superficial Duplo, Microrrevestimento Asfáltico a Frio e Concreto Asfáltico
na faixa III da DERSA. A Tabela 3.2.2.1 apresenta os valores obtidos em campo de
ensaios realizados por técnicos do LTP.
3.2.3 Rodovia dos Bandeirantes – SP 348
Foram realizados os ensaios de campo, de macrotextura, drenabilidade e
microtextura na Rodovia dos Bandeirantes SP-348 antes da execução dos serviços de
manutenção com reposição da camada de rolamento com Microrrevestimento
Asfáltico a Frio, em junho de 2003. A Tabela 3.2.3.1 apresenta os valores obtidos em
campo.
100
Tabela 3.2.2.1 Valores obtidos em campo e valores de
IFI
calculados – SP 75
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm) Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 SMA faixa alemã D0-11S 23 0,60 M 30 ML 56,76 0,16
2 SMA faixa alemã D0-11S 25 0,50 M 40 IR 44,75 0,16
3 SMA faixa alemã D0-11S 26 0,46 M 35 L 41,21 0,14
4 SMA faixa alemã D0-11S 25 0,52 M 35 L 47,83 0,15
5 SMA faixa alemã D0-11S 25 0,52 M 35 L 47,83 0,15
6 SMA faixa alemã D0-11S 24 0,54 M 35 L 49,47 0,16
7 Tratamento Superficial 14,7 1,48 MA 62,8 R 156,53 0,42
8 Tratamento Superficial 14,3 1,55 MA 58,4 R 164,48 0,40
9 Microrrevestimento 21,8 0,67 M 54,2 MR 64,26 0,26
10 Microrrevestimento 21,7 0,68 M 53,2 MR 65,43 0,25
11 Microrrevestimento 19,8 0,81 G 53,7 MR 80,33 0,29
12 Microrrevestimento 20,5 0,76 M 53,7 MR 74,45 0,28
13 Microrrevestimento 20,8 0,73 M 53,7 MR 71,72 0,27
14 CA Faixa 2 DERSA 36,8 0,23 F 52 R 15,05 0,07
15 CA Faixa 2 DERSA 39,5 0,20 F 49,6 MR 11,58 0,06
16 CA Faixa 2 DERSA 40,0 0,20 F 50,8 MR 11,00 0,06
17 CA Faixa 2 DERSA 38,8 0,21 F 50,8 MR 12,38 0,06
18 CA Faixa 2 DERSA 39,5 0,20 F 50,8 MR 11,58 0,06
19 CA Faixa 2 DERSA 39,8 0,20 F 50,8 MR 11,19 0,06
Tabela 3.2.3.1 Valores obtidos em campo e valores de
IFI
calculados – SP 348
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm)
Drena-
bilidade
Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
l/s
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 Concreto Asfáltico
31,5
0,32
F
0,016
49,8
R
24,75 0,11
2 Concreto Asfáltico
25,33
0,50
M
0,044
47,6
MR
45,20 0,18
3 Concreto Asfáltico
31,17
0,33
F
0,039
56,8
R
25,89 0,12
3.2.4 Rodovia Presidente Dutra – BR 116
Foram realizados os ensaios de campo, de macrotextura e microtextura na Rodovia
Presidente Dutra BR-116 (Nova Dutra, 2000) após dois anos de construção da
Camada Porosa de Atrito (CPA) modificada por polímero do tipo
SBS
. A Tabela
3.2.4.1 apresenta os valores obtidos em campo.
101
Tabela 3.2.4.1 Resultados obtidos em julho de 2000 e valores de
IFI
calculados –
BR 116
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm) Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 CPA mod SBS 16,35 1,19 G 55 R 123,58 0,35
2
CPA mod SBS
14,5 1,51 MG 53 MR 159,94 0,37
3
CPA mod SBS
15,25 1,37 MG 49 MR 144,03 0,33
4
CPA mod SBS
16,8 1,13 G 49 MR 116,77 0,31
5
CPA mod SBS
16,35 1,19 G 58 R 123,58 0,37
3.2.5– Rodovia Capivari – Osório RST 101
Foram realizados os ensaios de campo, de macrotextura, microtextura e
drenabilidade na Rodovia RST/101 por Oliveira
et al.
(2004); os ensaios foram
realizados em três trechos com revestimentos distintos: o primeiro com Tratamento
Superficial Duplo (TSD) com Capa Selante (CS), o segundo e o terceiro com
revestimento do tipo
Cape Seal
, ou seja, Tratamento Superficial Simples (TSS) mais
uma aplicação de Lama Asfáltica
(Cape Seal)
ou Tratamento Superficial Simples
(TSS) mais uma camada de Microrrevestimento Asfáltico a Frio. As Tabelas 3.2.5.1,
3.2.5.2 e 3.2.5.3 apresentam os valores obtidos em agosto de 2002, abril de 2004 e
setembro de 2004, respectivamente.
Tabela 3.2.5.1 Resultados obtidos em agosto de 2002 (Oliveira
et al.
, 2004) e
valores de
IFI
calculados – RST 101
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm)
Drena-
bilidade
Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
l/s
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 TSD + Capa Selante 12,8 1,93 MuG 0,473 56 R 207,65 0,41
2
TSS + Lama
(Cape Seal)
22,9 0,61 M 0,154 58 R 57,70 0,25
3
TSS + Micro Lama
(Cape Seal)
21,1 0,71 M 0,149 60 R 69,06 0,29
102
Tabela 3.2.5.2 Resultados obtidos em abril de 2004 (Oliveira
et al.
, 2004) e valores
de
IFI
calculados - RST 101
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm)
Drena-
bilidade
Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
l/s
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 TSD + CS 12,1 2,18 MuG 0,609 56 R 236,05 0,42
2 TSS + Lama 17,7 1,01 G 0,239 58 R 103,14 0,34
3 TSS + Micro 21,8 0,67 M 0,168 60 R 64,51 0,28
Tabela 3.2.5.3 Resultados obtidos em setembro de 2004 (Oliveira
et al.
, 2004) e
valores de
IFI
calculados – RST 101
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm)
Drena-
bilidade
Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
l/s
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 TSD + CS 13,7 1,7 MuG 0,556 56 R 181,52 0,40
2 TSS + Lama 18,2 0,96 G 0,237 58 R 97,46 0,33
3 TSS + Micro 19,1 0,87 G 0,141 60 R 87,23 0,33
Vale ressaltar que o revestimento asfáltico do tipo
Cape Seal
, Tratamento Superficial
Simples com aplicação de camada de Microrrevestimento Asfáltico a Frio, foi
considerado para efeito de análise, nesta pesquisa, em função de sua característica
final de acabamento, ou seja, como Microrrevestimento Asfáltico a Frio (Micro).
3.2.6 Valores de Pavimentos Rodoviários Obtidos no LTP - EPUSP
Com o objetivo de complementar o Banco de Dados foram realizados ensaios no
Laboratório de Tecnologia de Pavimentação em placa de Areia Asfalto extraída da
pista e em placas de revestimento asfáltico do tipo SMA na faixa 0/16 e Camada
Porosa de Atrito (CPA) moldadas em laboratório, em 07 de agosto de 2006. A Tabela
3.2.6.1 apresenta os valores obtidos.
103
Tabela 3.2.6.1 Resultados obtidos em agosto de 2006 e valores de
IFI
calculados –
LTP - EPUSP
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm) Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1
SMA 0/16
15,35
1,35
MG 64,4
R
141,76 0,42
2
Areia Asfalto
42,30
0,18
MF 55
R
8,85 0,06
3
CPA
12,68
1,98
MG 71
R
213,33 0,51
3.3 Vias Urbanas
3.3.1 Corredor Tecnológico
Via idealizada por meio de convênio realizado entre a Escola Politécnica da
Universidade de São Paulo, a empresa Serveng-Civilsan SA, a empresa Ipiranga
Asfaltos SA e com o apoio da Prefeitura do Município de Barueri – SP. O Corredor
Tecnológico é uma via municipal, sujeita ao tráfego pesado de caminhões, no
município de Barueri, SP. Possui cerca de 2500 metros de extensão e 9,9 metros de
largura, com três faixas, sendo uma descendente, de maior carga e, duas
ascendentes. Foram projetadas e executadas cinco diferentes soluções de
revestimento asfáltico: Concreto Asfáltico convencional na faixa III da Prefeitura do
Município de São Paulo (CAP 20), Concreto Asfáltico convencional na faixa B do
DERSA (CAP 20), Concreto Asfáltico convencional na faixa IV-b do Instituto do
Asfalto norte-americano (CAP 20), Concreto Asfáltico com asfalto modificado por
polímero na faixa IV-b do Instituto do Asfalto norte-americano (CAP modificado com
SBS) e SMA com asfalto modificado por polímero na faixa alemã D 0-11(CAP
modificado com SBS). A Tabela 3.3.1.1 apresenta os resultados obtidos em 2004
(Nascimento, 2004) e cálculos dos valores de
IFI
(Aps, 2004-b) e as Tabelas 3.3.1.2
apresentam os valores obtidos em campo em 24/03/06, por técnicos do IPT –
Instituto de Pesquisas Tecnológicas.
104
Tabela 3.3.1.1 Resultados obtidos dos ensaios e valores de
IFI
calculados
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm) Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 CA faixa III - PMSP CAP 20 24,2 0,54 M 66,6 R 50,12 0,25
2 CA faixa III - PMSP CAP 20 21 0,72 M 68 R 70,36 0,32
3 CA faixa III - PMSP CAP 20 23,4 0,58 M 67 R 54,41 0,27
4 CA faixa III - DERSA CAP 20 32,6 0,30 F 62,4 R 22,41 0,11
5 CA faixa III - DERSA CAP 20 29,3 0,37 F 60,2 R 30,50 0,15
6 CA faixa III - DERSA CAP 20 28,4 0,39 F 57,6 R 33,22 0,16
7 CA IA faixa IV-b CAP 20 31,1 0,33 F 46,6 MR 25,77 0,11
8 CA IA faixa IV-b CAP 20 28,1 0,40 M 47 MR 34,18 0,14
9 CA IA faixa IV-b CAP 20 30,2 0,35 F 45,8 MR 28,03 0,12
10 CA IA faixa IV-b mod SBS 33,5 0,28 F 47,2 MR 20,61 0,09
11 CA IA faixa IV-b mod SBS 33,3 0,29 F 47,6 MR 21,00 0,09
12 CA IA faixa IV-b mod SBS 32 0,31 F 52 MR 23,70 0,11
13 SMA faixa alemã D0-11S 21 0,72 M 66,6 R 70,36 0,32
14 SMA faixa alemã D0-11S 22 0,66 M 68 R 63,08 0,30
15 SMA faixa alemã D0-11S 22,1 0,65 M 67 R 62,41 0,30
Tabela 3.3.1.2 Resultados obtidos em 24/03/06 e valores de
IFI
calculados
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm) Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 CA faixa III - PMSP CAP 20 25,2 0,50 M 56,2 R 45,34 0,21
2 CA faixa III - PMSP CAP 20 23,2 0,59 M 59,6 R 55,58 0,25
3 CA faixa III - PMSP CAP 20 24,1 0,55 M 55,4 R 50,53 0,22
4 CA faixa III - PMSP CAP 20 20,8 0,74 M 57 R 72,38 0,28
5 CA faixa III - PMSP CAP 20 25,3 0,50 M 57 R 45,12 0,21
6 CA faixa III - DERSA CAP 20 22,1 0,65 M 57 R 62,27 0,26
7 CA faixa III - DERSA CAP 20 22,9 0,61 M 57,2 R 57,35 0,25
8 CA faixa III - DERSA CAP 20 23,5 0,58 M 58,8 R 53,88 0,24
9 CA faixa III - DERSA CAP 20 26,6 0,45 M 57,7 R 39,60 0,19
10 CA faixa III - DERSA CAP 20 23,9 0,56 M 57,7 R 51,70 0,23
11 CA IA faixa IV-b CAP 20 28,4 0,40 F 45 R 33,39 0,14
12 CA IA faixa IV-b CAP 20 27,6 0,42 M 59,8 R 35,87 0,17
13 CA IA faixa IV-b CAP 20 28,2 0,40 M 51,4 R 33,87 0,15
14 CA IA faixa IV-b CAP 20 30,8 0,34 F 52 R 26,64 0,12
15 CA IA faixa IV-b mod SBS 27,5 0,42 M 50 R 36,30 0,16
16 CA IA faixa IV-b mod SBS 27,9 0,41 M 49,2 R 34,85 0,15
17 CA IA faixa IV-b mod SBS 26,9 0,44 M 48,4 R 38,56 0,16
18 CA IA faixa IV-b mod SBS 28,1 0,40 M 49,2 R 34,11 0,15
19 SMA faixa alemã D0-11S 21,3 0,70 M 48,6 R 68,48 0,24
20 SMA faixa alemã D0-11S 20,8 0,74 M 55 R 72,38 0,28
21 SMA faixa alemã D0-11S 19,3 0,85 G 48,6 R 85,48 0,27
22 SMA faixa alemã D0-11S 19,4 0,85 G 50,7 R 84,73 0,28
105
3.3.2 Ruas da Cidade de Santos
Para o caso urbano foram selecionadas vias da Cidade de Santos, litoral do Estado de
São Paulo, que possui uma área de 271 km
2
, sendo 231,6 km
2
na área continental e
39,4km
2
situados na área insular. A população estimada é de 417.100 habitantes
sendo 415.602 concentrados na área insular e 1498 habitantes no continente, ou
seja, 99,64% da população da Cidade de Santos se concentram em apenas 14,54%
da área total do Município, de acordo com a Prefeitura Municipal (PMS, 1994). A
cidade de Santos possui aproximadamente 530 km de vias asfaltadas e é
considerada uma cidade de médio porte, sendo que apresenta um elevado número
de veículos registrados para uma extensão de vias pequena em comparação com
outros municípios da região. A Tabela 3.3.2.1 apresenta os valores obtidos em
campo em 18/03/06.
Tabela 3.3.2.1 Resultados obtidos e valores de
IFI
calculados (Aps
et al
., 2003-e)
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm)
Drena-
bilidade
Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
l/s
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 CA convencional F III 31,3 0,32 F 0,028 54 MR 24,75 0,11
2 CA convencional F III 26,8 0,44 M 0,058 49 MR 38,38 0,16
3 CA convencional F III 24,7 0,52 M 0,164 60 R 47,47 0,22
4 CA convencional F III 18,5 0,93 G 0,241 57 R 94,05 0,32
5 CA convencional F III 32,4 0,3 F 0,055 58 R 22,48 0,11
6 CA convencional F III 30,4 0,34 F 0,047 49 MR 27,02 0,12
7 CA convencional F III 28,8 0,38 F 0,031 56 R 31,57 0,15
8 CA convencional F III 26,2 0,46 M 0,062 58 R 40,66 0,19
9 CA convencional F III 26,2 0,46 M 0,038 58 R 40,66 0,19
10 CA convencional F III 16 1,24 MG 0,297 58 R 129,26 0,37
11 CA convencional F III 18 0,98 G 0,108 59 R 99,73 0,34
12 CA convencional F III 24,9 0,51 M 0,052 48 MR 46,34 0,19
13 CA convencional F III 24,9 0,51 M 0,089 54 R 46,34 0,20
14 CA convencional F III 25,7 0,48 M 0,036 60 R 42,93 0,21
15 CA convencional F III 26,5 0,45 M 0,021 57 R 39,52 0,18
16 CA convencional F III 27,7 0,41 M 0,004 54 R 34,98 0,16
17 CA convencional F III 28,1 0,4 M 0,019 54 R 33,84 0,15
18 CA convencional F III 28,4 0,39 F 0,003 63 R 32,70 0,17
19 CA convencional F III 33,5 0,28 F 0,005 59 R 20,21 0,10
20 CA convencional F III 25,4 0,49 M 0,034 58 R 44,06 0,21
21 CA convencional F III 25,7 0,48 M 0,013 53 R 42,93 0,19
22 CA convencional F III 34,7 0,26 F 0,012 54 R 17,94 0,08
106
3.4 Circuitos de Provas
3.4.1 Autódromo de Interlagos - José Carlos Pace
Foram realizados ensaios na pista do Autódromo de Interlagos, “José Carlos Pace”,
que é o único da América Latina a fazer parte do circuito internacional de Fórmula 1,
e um dos poucos circuitos de automobilismo, fora dos Estados Unidos, a ter sentido
anti-horário; o que de acordo com especialistas, dificulta a prova.
Em 1990, quando o autódromo completava 50 anos, a pista foi reformada, passando
de 7.823 metros de circuito para os atuais 4.309 metros de extensão, com curvas
novas como a “Curva do S”, “Bico do Pato”, “Mergulho”, “Curva do Sol” que se
tornaram mundialmente populares. Além do Grande Prêmio de Fórmula 1,
acontecem outras importantes provas nacionais como
Stock Car
, Fórmula
Truck
,
Fórmula 3 , Fórmula Ford, provas de motovelocidade, aulas de pilotagem e direção
defensiva.
Para o Grande Prêmio do Brasil de Fórmula I de 2000, por exigência da FIA -
Federação Internacional de Automobilismo, o autódromo sofreu intervenções nas
pistas com a aplicação do revestimento do tipo SMA, para melhorar a resistência à
aderência em condições de pista molhada. A Tabela 3.4.1.1 apresenta os valores
obtidos em campo em 11/03/2003 por Aps
et al
. (2004-a).
Tabela 3.4.1.1 Resultados obtidos por meio do ensaio de Mancha de Areia e
Pêndulo Britânico em março de 2003 e valores de
IFI
calculados
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm) Pend. Britânico
IFI
Diâm. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 SMA faixa alemã D0-11S 16,8 1,13 G 59 R 116,52 0,36
2 SMA faixa alemã D0-11S 19,9 0,80 G 59,5 R 79,71 0,31
3 SMA faixa alemã D0-11S 20,3 0,77 M 61 R 76,15 0,31
4 SMA faixa alemã D0-11S 17,2 1,08 G 52,8 MR 110,63 0,32
5 SMA faixa alemã D0-11S 20 0,80 G 50,4 MR 78,80 0,27
107
3.4.2 Campo de Prova da Pirelli
Localizado na cidade de Sumaré, SP, inaugurado em 1988, o campo de prova da
Pirelli é constituído de pistas para realização de testes de pneus e veículos; possui
uma extensão de 30000 m
2
de pavimentos asfálticos, textura fechada, dos quais
17000 m
2
simulam a condição de pistas molhadas. A Tabela 3.4.2.1 apresenta os
valores obtidos em campo em 19/03/2003 e valores de
IFI
calculados (Aps
et al
.,
2003-f).
Tabela 3.4.2.1 Resultados obtidos por meio do ensaio Mancha de Areia, Pêndulo
Britânico e Drenabilidade em 19/03/2003 e valores de
IFI
calculados
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm)
Drena-
bilidade
Pend. Britânico
IFI
Diam. Média
Nº Tipo
Méd.
cm
Hs
(mm)
Classi-
ficação
l/s
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 Concreto Asfáltico 24,5 0,53 M 0,034 47,8 MR 48,64 0,19
2 Concreto Asfáltico 23 0,60 M 0,063 51,2 MR 56,76 0,23
3 Concreto Asfáltico 27 0,44 M 0,013 55,4 R 38,00 0,17
4 Concreto Asfáltico 23,5 0,58 M 0,087 61 R 53,88 0,25
Com o objetivo de entender os fenômenos evolvidos na frenagem, foram iniciadas
algumas medidas reais, empregando um ônibus rodoviário que foi especialmente
monitorado para executar as provas de frenagem em piso seco e molhado. No
decorrer da prova foram medidas as seguintes variáveis: a velocidade linear do
veículo com o “
Correv
it” e as velocidades angulares das rodas com “
Encoders
”. Além
disso, foram instalados acelerômetros no eixo dianteiro para adquirir os sinais de
vibração e sensores de altura laser, ligados ao cubo da roda, para medir de modo
indireto a carga atuante em cada pneumático no eixo dianteiro. O sistema de freio
traseiro foi desativado para garantir o controle do veículo durante as frenagens Costa
et al
. (2003).
A Tabela 3.4.2.2 apresenta dois valores obtidos por meio de prova realizada com
ônibus rodoviário monitorado em pavimento seco e molhado, com uma velocidade de
108
60km/h, selecionada por ser referência para qual o
IFI
converte todos os
equipamentos de medida de aderência em pista molhada, ou seja, é uma estimativa
da aderência de um veículo de passeio com pneus lisos e roda travada a 60 km/h,
(Aps
et al
., 2003-f).
Tabela 3.4.2.2 Atrito obtido por meio de ônibus rodoviário monitorado, março 2003
Unidade Amostragem
Micro Textura
Pend. Britânico
Média
Nº Tipo
Condição
FRS
Classi-
ficação
1 Concreto Asfáltico molhado 0,17 P
2 Concreto Asfáltico seco 0,33 L
Ressalta-se que veículos comerciais apresentam uma aderência menor que os
veículos de passeio; este fato deve ser considerado no dimensionamento dos freios e
no cálculo da distância mínima de parada. Lembra-se que o valor comumente
encontrado, nas referências bibliográficas, está em torno de 0.8 para veículos de
passeio em pista seca (Clark, 1981). Em uma referência mais recente, Yamazaki
(2003), chegou a valores em torno de 0.9 para pneus de carro e 0.5 para pneus de
caminhões no seco a 60km/h, estes valores caem para valores próximos a 0.5 e 0.4,
respectivamente, em pistas molhadas (Costa
et a
l., 2003).
109
Capítulo 4 Análise de Dados
Este capítulo apresenta as análises e discussões dos resultados obtidos por meio de
confrontos, tentativas de correlação e de observações de como esses dados refletem
as condições observadas em campo em função dos valores apresentados no Capítulo
3. As referências bibliográficas sobre valores de
IFI
(Sp; F
60
) ainda são poucas e as
faixas de classificação por meio desse índice combinado são praticamente
inexistentes.
Os objetivos iniciais do Experimento Internacional da PIARC foram atingidos
conforme visto no Capítulo 2 e Wambold
et al.
(1995) sugere que organizações como
a ASTM (
American Society for Testing and Materials
), o CEN (
Comité Européen de
Normalisation
) e a ISO (
International Organization for Standardization
) elaborem
normas incorporando o modelo da PIARC de cálculo de valores de
IFI
(Sp; F
60
); isso
em parte já ocorreu com a publicação da norma ASTM E 1960-98
Standard Practice
for Calculating International Friction Index of a Pavement Surface
. Wambold
et al.
(1995) recomenda também que os órgãos e as concessionárias que administram
rodovias aceitem e utilizem essas normas.
Como próximo passo sugere Wambold
et al.
(1995) que grupos de trabalhos
internacionais fixem faixas de valores aceitáveis para a realização de intervenções
que possam ser utilizadas em gerência de pavimentos em todo o mundo, escopo
desta tese. Segundo Wambold
et al.
, deve-se trabalhar com a expressão “valores
aceitáveis” porque é necessário que sejam valores distintos de acordo com o tipo de
classe da rodovia.
Para alcançar tal objetivo, buscou-se adotar um procedimento para criação do Banco
de Dados, pois não se dispunha de série histórica de dados confiáveis, cuja
metodologia utilizada consistiu em:
110
a) Definição dos objetivos do experimento: avaliar a aplicabilidade do
IFI
como
indicador para pavimentos brasileiros e estabelecer faixas de valores para o
IFI
de tal sorte que os órgãos gestores viários poderão avaliar as condições de
aderência em pista molhada de suas vias ou de locais específicos de suas vias;
b) Definição de parâmetros do experimento: esta fase envolveu a coleta de
informações técnicas do processo, no qual, foram listados todos os fatores de
controle, fatores de ruído, os níveis de ajustagem e as variáveis de resposta.
As informações técnicas são os resultados da combinação entre o
conhecimento prático (experiência) e a compreensão teórica do objeto de
estudo;
c) Seleção dos fatores de controle e das variáveis de resposta: nesta fase foram
selecionados os fatores de controle (variáveis independentes), as faixas de
variação dos níveis de ajustagem desses fatores e as respostas do
experimento (variáveis dependentes), assim como, definidos os métodos de
medição dos fatores de controle e a escala numérica que será utilizada para
se avaliar as respostas do experimento definidas nas fases anteriores.
Conforme pode ser observado na Figura 4.1;
d) Realização do experimento: nesta etapa foi importante que o processo tenha
sido acompanhado e realizado pela equipe técnica responsável, para
assegurar-se que todos os procedimentos foram executados conforme o
plano;
e) Elaboração do banco de dados: foram organizados os dados coletados e
obtidos no campo de macrotextura, microtextura, e drenabilidade, e os
respectivos valores de
IFI
(Sp; F
60
) calculados;
f) Análise dos dados por meio de conceitos estatísticos: com o objetivo de
descrever o comportamento das variáveis, foi realizada a relação entre elas e
a estimativa dos efeitos produzidos nas respostas observadas;
111
g) Interpretação dos resultados: com base nas respostas das aplicações
estatísticas, foram analisados os dados e tecidas as conclusões práticas dos
resultados, qual seja a delimitação em faixas de classificação de
IFI
(Sp; F
60
).
PROCESSO
FATORES CONTROLÁVEIS
FATORES NÃO CONTROLÁVEIS
X1 X2 Xp
Z2Z1 Zq
SAÍDA
Y
ENTRADA
PROCESSO
FATORES CONTROLÁVEIS
FATORES NÃO CONTROLÁVEIS
X1 X2 XpX1 X2 Xp
Z2Z1 Zq
SAÍDA
Y
ENTRADA
Figura 4.1 Modelo geral de um processo para o delineamento de experimento
(Calegare, 2001)
4.1 Banco de Dados e Grupo de Controle
Ao término dos trabalhos de campo e coleta de dados confiáveis disponíveis, obteve-
se o Banco de Dados para as análises estatísticas composto por 417 valores, sendo
178 referentes à textura, 166 ao atrito e 73 à drenabilidade, distribuídos em doze
tipos de revestimentos asfálticos diferentes, e esses com características de textura e
atrito diferentes entre si, conforme apresentado na Figura 3.1 do Capítulo 3; além de
330 valores calculados de
IFI
, divididos em dois grupos de 165 valores referentes ao
parâmetro Sp e F
60
.
Com o objetivo de verificar o que ocorre neste processo, ou seja, estatisticamente o
conjunto de causas que produzem efeitos, foi estabelecido no Delineamento de
Experimento que seria extraída uma amostra do Banco de Dados (universo da
112
pesquisa), sem perda das características essenciais, com a finalidade de ser usada
como Grupo de Controle (amostra). O grupo de controle nesta pesquisa é o Estudo
de Caso Controle (amostra) que será apresentado no Capítulo 5, onde será
comparado com o Banco de Dados resultante (amostra treinamento), conforme pode
ser visto na Tabela 4.1.1, cujo objetivo é verificar se o experimento está validado ou
se ocorrem diferenças significantes entre os grupos.
O grupo de controle são três trechos da Via Anchieta, compostos pelos
revestimentos:
SMA
(
Stone Matrix Asphalt
), Concreto Asfáltico convencional na faixa
III da DERSA, usinado com CAP 20, e Concreto Asfáltico na faixa IV-b do Instituto do
Asfalto norte-americano, porém empregando asfalto modificado por borracha. Estes
três trechos foram eleitos para o grupo de controle pela participação direta do LTP-
EPUSP na concepção dos trechos e pelos testes dos revestimentos terem sido
monitorados periodicamente, assegurando confiabilidade nos resultados obtidos
nestes locais.
Primeiramente foram usadas ferramentas da estatística descritiva para analisar o
conjunto de dados expressos em termos numéricos, sumarizando e descrevendo o
comportamento e as características da amostra e a seguir foram realizadas análises
inferenciais acerca do universo da qual a amostra foi retirada.
Tabela 4.1.1 Resumo dos dados da pesquisa
Ensaio Banco de Dados
(universo)
Grupo de Controle
(amostra)
Banco de Dados sem
Grupo de Controle
(amostra treinamento)
Macrotextura 178 50 128
Microtextura 166 37 129
Drenabilidade 73 15 58
Total 417 102 315
113
4.2 Consistência do Banco de Dados da Amostra Treinamento por meio da
Ferramenta Estatística
Boxplot
para valores de F
60
Os valores dos ensaios de campo foram agrupados em função das características do
revestimento asfáltico, em doze grupos como segue: Areia Asfalto (AA), Concreto
Asfáltico usinado com asfalto convencional (CA), Concreto Asfáltico modificado por
Borracha (CA bor), Concreto Asfáltico modificado por Polímero do tipo
SBS
(CA
SBS
),
Camada Porosa de Atrito (CPA), Tratamento Superficial Duplo com aplicação de Capa
Selante (CS), Concreto Asfáltico com
Grooving
(G),
Cape Seal
- Tratamento
Superficial Simples com aplicação de Lama Asfáltica (LA), Microrrevestimento
Asfáltico a Frio (Micro),
Stone Matrix Asfhalt
(
SMA
) – tipo 0/11 e 0/16, e Tratamento
Superficial (TS). Vale ressaltar que o revestimento do tipo Concreto Asfáltico
modificado por Borracha (CA bor) não faz parte da Amostra Treinamento, portanto
os valores referentes a este tipo serão analisados na Amostra Estudo de Caso (grupo
de controle).
Primeiramente foi verificada a consistência do Banco de Dados da Amostra
Treinamento por meio da ferramenta estatística
Boxplot
para os valores de F
60
, pois
a partir desses valores é que poderão ser construídas as faixas de classificação. A
ferramenta estatística
Boxplot
1
é a forma resumida de apresentar uma distribuição
onde é ressaltada a tendência central ou a média e a dispersão dos dados.
O
Boxplot
é uma maneira de realizar a análise exploratória de dados descrevendo as
principais características como média, desvio padrão, valores mínimo e máximo,
mediana, primeiro e terceiro
quartis
, ou seja, mostra a dispersão de um grupo de
dados e as diferenças existentes entre grupos. A Figura 4.2.1, apresenta
esquematicamente um exemplo de
BoxPlot
.
Os valores de máximo e mínimo são representados graficamente desde que não
sejam observações discrepantes; o critério para decidir se uma observação é
1
Boxplot
cujo nome completo é
Box and Whisker Plot
na tradução para o português (Brasil) é
conhecido como o gráfico de caixa ou desenho esquemático e no português de Portugal é
denominado como gráfico de caixa e bigode.
114
discrepante pode variar, como por exemplo, os pontos soltos ou dados suspeitos
(
outliers
), valores maiores ou iguais a valores extremos entre outros.
Figura 4.2.1 Esquema da ferramenta estatística
Boxplot
Nesta pesquisa, primeiramente a amostra foi testada, para os valores de F
60
, para os
pontos soltos, equações 1 e 2, e verificou-se que todos os valores estavam dentro da
faixa de tolerância; após esta verificação foi repetido o mesmo teste sendo aceitos os
valores iguais ou inferiores aos pontos extremos de acordo com as equações 3 e 4.
315,1313__ QQQQQmáxsoltospontos −+−+≥ equação 1
315,1311__ QQQQQmínsoltospontos −−−−≥
equação 2
313__ QQQmáxexternospontos −+≥ equação 3
311__ QQQmínexternospontos −−≥ equação 4
onde:
quartilterceiroQ
quartilprimeiroQ
_3
_1
=
=
115
Essa verificação foi realizada nas amostras de revestimentos que possuem mais de
três observações e após esse procedimento nove valores foram excluídos conforme
pode ser visto na Tabela 4.2.1 e a Amostra Treinamento final está apresentado na
Figura 4.2.2. Estatisticamente esses pontos, considerados discrepantes nesta
pesquisa, podem representar um erro de observação ou de arredondamento (Bussab
e Morretin, 2006).
Tabela 4.2.1 Banco de dados da amostra treinamento para valores de F
60
Parâmetros Estatísticos
Valores Discrepantes - F
60
Tipo de
Revestimento
Asfáltico
Mínimo Q1 Mediana Q3 Máximo (descartados)
CA 0,06 0,12 0,17 0,21 0,28 0,32 0,32 0,34 0,37
CA mod
SBS
0,09 0,12 0,15 0,16 0,16
CPA 0,31 0,33 0,35 0,37 0,37
G 0,37 0,40 0,43 0,45 0,47 0,31 0,53 0,58 0,59
Micro 0,25 0,26 0,28 0,28 0,29 0,33
SMA
D0-11S 0,14 0,16 0,27 0,31 0,36
TSS com CS 0,40 0,40 0,41 0,41 0,42
LA 0,25 0,29 0,33 0,34 0,34
TS 0,40 0,41 0,42
SMA
D0-16
0,42
AA 0,06
As análises descritas acima (verificação de pontos soltos e extremos) não puderam
ser realizadas para os revestimentos do tipo Tratamento Superficial,
SMA
na faixa
0/16 e Areia Asfalto, pois os mesmos apresentam observações reduzidas, duas, uma
e uma respectivamente; porém esses valores foram apresentados na Tabela 4.2.1.
Observa-se a grande variação dos valores de Concreto Asfáltico e
SMA
conforme
pode ser visto na Figura 4.2.2, isto pode ser explicado, pois além de serem as
amostras com maiores números de dados (amostras pequenas podem parecer mais
homogêneas), os valores de CA e
SMA
variam de revestimentos novos a
revestimentos com mais de seis anos ou mais de quatro anos, respectivamente.
Embora alguns grupos apresentem valores de máximo ou de mínimo mais distante
que outros ressalta-se que todos os valores estão dentro do critério estabelecido de
aceitação.
116
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
CA CA-SBS CPA Grooving Micro SMA TSS c/CS Lama
Tipos de Revestimentos Asfálticos
Valores (F60)
Q1
Mínimo
Mediana
Máximo
Q
3
Figura 4.2.2
Boxplot
dos valores de F
60
para amostra treinamento
4.3 Matrizes de Correlação e de Covariância
Os pares de valores (Sp, F
60
) designam-se como sendo o
IFI
de um pavimento,
porém as análises apresentadas a seguir serão realizadas em função do parâmetro
F
60
, isto porque os valores de F
60
são obtidos por meio de equação, conforme visto
no Capítulo 2, que possui dependência com os valores de Sp.
Para analisar o comportamento entre os valores de campo de macrotextura (HS,
mm), de drenabilidade (l/s), de microtextura (BPN) e o valor calculado de
IFI
(F
60
),
foram construídas as Matrizes de Correlação Linear (Pearson), onde se pode
observar a correlação das variáveis X
i
e X
j
em cada interseção linha (i) coluna (j).
Para melhor entendimento desses valores foram construídas as Matrizes de
Covariância cuja diagonal contém a variância da variável e cada interseção linha (i)
coluna (j) a covariância das variáveis X
i
e X
j
. As Tabelas de 4.3.1 a 4.3.16,
apresentam os valores obtidos para essas matrizes.
117
Tabela 4.3.1 Matriz de correlação linear para Concreto Asfáltico
Fator
HS
(mm)
Drenabilidade
(l/s)
BPN
F
60
HS (mm)
1 0,511 0,251 0,971
Drenabilidade
(l/s)
0,511 1 0,002 0,497
BPN
0,251 0,002 1 0,454
F
60
0,971 0,497 0,454 1
Tabela 4.3.2 Matriz de covariância para Concreto Asfáltico
Fator
HS
(mm)
Drenabilidade
(l/s)
BPN
F
60
HS (mm)
0,015 0,002 0,002 0,007
Drenabilidade
(l/s)
0,002 0,001 0,000 0,001
BPN
0,002 0,000 0,004 0,002
F
60
0,007 0,001 0,002 0,004
Tabela 4.3.3 Matriz de Correlação linear para Concreto Asfáltico modificado por
SBS
Fator HS (mm) BPN
F
60
HS (mm)
1 -0,123 0,998
BPN
-0,123 1 -0,065
F
60
0,998 -0,065 1
Tabela 4.3.4 Matriz de covariância para Concreto Asfáltico modificado
SBS
Fator HS (mm) BPN
F
60
HS (mm)
0,003 0,000 0,002
BPN
0,000 0,000 0,000
F
60
0,002 0,000 0,001
118
Tabela 4.3.5 Matriz de correlação linear para Camada Porosa de Atrito
Fator HS (mm) BPN
F
60
HS (mm)
1 -0,159 0,447
BPN
-0,159 1 0,812
F
60
0,447 0,812 1
Tabela 4.3.6 Matriz de covariância para Camada Porosa de Atrito
Fator HS (mm) BPN
F
60
HS (mm)
0,020 -0,001 0,001
BPN
-0,001 0,001 0,001
F
60
0,001 0,001 0,000
Tabela 4.3.7 Matriz de correlação linear para
Grooving
Fator HS (mm)
Drenabilidade
(l/s)
BPN
F
60
HS (mm)
1 -0,057 -0,252 0,734
Drenabilidade
(l/s)
-0,019 1 0,546 0,391
BPN
-0,252 0,546 1 0,460
F
60
0,734 0,391 0,460 1
Tabela 4.3.8 Matriz de covariância para
Grooving
Fator HS (mm)
Drenabilidade
(l/s)
BPN
F
60
HS (mm)
0,045 0,000 -0,002 0,005
Drenabilidade
(l/s)
0,000 0,006 0,002 0,001
BPN
-0,002 0,002 0,002 0,001
F
60
0,005 0,001 0,001 0,001
119
Tabela 4.3.9 Matriz de correlação linear para Microrrevestimento Asfáltico a Frio
Fator HS (mm) BPN
F
60
HS (mm)
1 -0,369 0,602
BPN
-0,369 1 0,518
F
60
0,602 0,518 1
Tabela 4.3.10 Matriz de covariância para Microrrevestimento Asfáltico a Frio
Fator HS (mm) BPN
F
60
HS (mm)
0,002 -0,001 0,000
BPN
-0,001 0,001 0,000
F
60
0,000 0,000 0,000
Tabela 4.3.11 Matriz de correlação linear para
Stone Matrix Asfhalt
(
SMA
) - 0/11
Fator HS (mm) BPN
F
60
HS (mm)
1 0,531 0,839
BPN
0,531 1 0,903
F
60
0,839 0,903 1
Tabela 4.3.12 Matriz de covariância para
Stone Matrix Asfhalt
(
SMA
) – 0/11
Fator HS (mm) BPN
F
60
HS (mm)
0,033 0,012 0,011
BPN
0,012 0,015 0,008
F
60
0,011 0,008 0,005
120
Tabela 4.3.13 Matriz de correlação linear para TSD com aplicação de Capa Selante
Fator
HS
(mm)
Drenabilidade
(l/s)
BPN
F
60
HS (mm)
1 0,411 0,878 0,998
Drenabilidade
(l/s)
0,411 1 0,797 0,349
BPN
0,878 0,797 1 0,844
F
60
0,998 0,349 0,844 1
Tabela 4.3.14 Matriz de covariância para TSD com aplicação de Capa Selante
Fator
HS
(mm)
Drenabilidade
(l/s)
BPN
F60 F
60
HS (mm)
0,038 0,004 0,000 0,002
Drenabilidade
(l/s)
0,004 0,003 0,000 0,000
BPN
0,000 0,000 0,000 0,000
F
60
0,002 0,000 0,000 0,000
Tabela 4.3.15 Matriz de correlação linear para TSS com Lama Asfáltica
Fator
HS
(mm)
Drenabilidade
(l/s)
BPN
F
60
HS (mm)
1 0,995 0,596 0,999
Drenabilidade
(l/s)
0,995 1 0,514 0,998
BPN
0,596 0,514 1 0,567
F
60
0,999 0,998 0,567 1
121
Tabela 4.3.16 Matriz de covariância para TSS com Lama Asfáltica
Fator
HS
(mm)
Drenabilidade
(l/s)
BPN
F
60
HS (mm)
0,032 0,007 0,000 0,007
Drenabilidade
(l/s)
0,007 0,002 0,000 0,002
BPN
0,000 0,000 0,000 0,000
F
60
0,007 0,002 0,000 0,002
Não foram construídas as Matrizes de Correlação Linear (Pearson) e de Covariância
para os revestimentos do tipo Areia Asfalto (AA),
Stone Matrix Asfhalt
(
SMA
) – 0/16 e
Tratamento Superficial (TS), pois o primeiro apresenta duas observações e outros
dois tipos apenas uma observação cada. Vale ressaltar que o revestimento do tipo
Concreto Asfáltico modificado por Borracha (CA bor) não faz parte da Amostra
Treinamento, portanto os valores referentes a este tipo serão analisados na Amostra
Estudo de Caso, no Capítulo 5.
Analisando-se os coeficientes de correlação encontrados entre os ensaios de Mancha
de Areia (HS, mm) e Drenabilidade (l/s) extraídos das matrizes apresentadas
anteriormente observou-se dispersão entre os valores. Essa dispersão pode indicar
limitações no ensaio de Drenabilidade para alguns tipos de textura.
Conforme observado na Tabela 4.3.17 o ensaio de Drenabilidade nesta pesquisa, é
válido para pavimentos asfálticos que apresentem textura variando entre fina e
grossa, estando a grande maioria dos valores na classe média. A correlação pode
não ser válida para revestimentos cujas texturas são muito grossas (abertas), como
mostra a Tabela 4.3.17; isto ocorre da mesma forma para as texturas muito
fechadas ou muito finas, como será visto no Capítulo 5. Estes resultados corroboram
com aqueles encontrados por Ferreira (2002), que constatou em sua pesquisa de
Mestrado que esse ensaio não é indicado para pavimentos asfálticos cujas texturas
são fechadas ou muito abertas.
122
Tabela 4.3.17 Correlação linear entre o ensaio de Mancha de Areia e Drenabilidade
Tipo Correlação Linear Classificação
Grooving
-0,019 negativa de fraca a inexistente grossa a muito grossa
TSS com CS 0,411 positiva de fraca a média muito grossa
Concreto Asfáltico 0,511 positiva média média a fina
Lama Asfáltica 0,995 positiva forte média a grossa
Na Tabela 4.3.18 são apresentados os coeficientes de correlação encontrados entre
os ensaios de Mancha Areia (HS, mm) e os ensaios de atrito por meio do Pêndulo
Britânico (BPN) em função do parâmetro
IFI
(F
60
) extraídos das matrizes
apresentadas anteriormente.
Observa-se que a correlação entre o ensaio de Mancha de Areia com o valor de
IFI
(F
60
) calculado é positiva e forte e a correlação existente entre os valores obtidos de
atrito por meio do Pêndulo Britânico e os valores calculados de
IFI
(F
60
) são
inferiores variando de fraca a média, na maioria dos casos; sabendo-se que os
valores de
IFI
(Sp; F
60
)
são obtidos a partir de dados de textura e de atrito, pode-se
inferir, para estes dados, que o valor de
IFI
está mais afetado pela variação dos
valores de textura do que pelos valores de atrito medido pelos equipamentos
padronizados nessa norma.
Tabela 4.3.18 Correlação linear entre os valores de F
60
(calculados) e os valores
obtidos em campo de HS (mm) e BPN
HS (mm) BPN Tipo de
Revestimento
Correlação Linear Correlação Linear
Lama Asfáltica 0,999 positiva forte 0,567 positiva média
CA mod
SBS
0,998 positiva forte -0,065 negativa fraca a inexistente
TSS com CS 0,998 positiva forte 0,844 positiva forte
Concreto Asfáltico 0,971 positiva forte 0,454 positiva fraca a média
SMA
faixa alemã D0-16 0,839 positiva forte 0,903 positiva forte
Grooving
0,734 positiva média a forte 0,460 positiva de fraca a média
Microrrevestimento 0,602 positiva média 0,518 positiva média
Camada Porosa Atrito 0,447 positiva fraca a média 0,812 positiva forte
123
Observa-se na tabela 4.3.18 a correlação de média a forte para todos os tipos de
revestimentos asfálticos estudados, exceto para o tipo CPA que apresentou uma
correlação fraca; os resultados do ensaio de mancha de areia em revestimentos
drenantes são distorcidos devido à penetração excessiva dos grãos da areia nos
poros vazios resultando em manchas de diâmetro menores e maximizando a altura
da areia, diferentes dos canais de drenagem superficiais. De acordo com o exposto
neste item está verificada a correlação entre os valores de macrotextura (HS) e os
valores de microtextura (BPN) com os valores de
IFI
(F
60
).
De um modo geral, analisando-se as diagonais das Matrizes de Covariância onde são
apresentadas as variâncias das variáveis, pode-se observar a homogeneidade entre
os valores de cada variável. Por sua vez observando-se os valores das covariâncias,
verifica-se a variabilidade baixa entre as variáveis.
4.4 Faixas de Classificação de Valores de
IFI
(F
60
)
Conforme observado anteriormente, por meio da interpretação das matrizes de
correlação e covariância, foi verificada a existência de correlação entre os valores de
macrotextura (HS) e os valores de microtextura (BPN) com os valores de
IFI
(F
60
)
calculados. Este trabalho propõe faixas de classificação para os valores de
IFI
(Sp;
F
60
) com base nas propriedades estudadas de macrotextura e microtextura, na
interpretação dos resultados obtidos e coletados de valores reais de campo, e na
experiência pratica da avaliação de pavimentos.
Para a definição das faixas de classificação deste índice, inicialmente foram
consideradas cinco faixas de classificação, péssimo, ruim, regular, bom e ótimo,
conforme pode ser observado na Tabela 4.4.1 e 4.4.2 Faixas Propostas 1
a
e 2
a
Tentativa.
124
Tabela 4.4.1 Faixas propostas 1
a
Tentativa (Aps
et al
.,2004-a)
Limites
IFI
(Enacor, 2004)
Péssimo
< 0,06
Ruim
0,06 0,10
Regular
0,11 0,16
Bom
0,17 0,30
Ótimo
> 0,30
Tabela 4.4.2 Faixas propostas 2
a
Tentativa (Aps
et al
.,2004-b)
Limites
IFI
(IBP, 2004)
Péssimo < 0,06
Ruim 0,06 0,12
Regular 0,13 0,16
Bom 0,17 0,30
Ótimo > 0,30
Posteriormente, decidiu-se adotar sete faixas, péssimo, muito ruim, ruim, regular,
bom, muito bom e ótimo, consideradas adequadas
2
para o caso brasileiro, conforme
pode ser visto na Tabela 4.4.3 Faixas Propostas 3
a
Tentativa.
Tabela 4.4.3 Faixas propostas 3
a
Tentativa (Aps
et al
.,2005)
Limites
IFI
(ARTESP, 2005)
Péssimo < 0,06
Muito Ruim 0,06 0,07
Ruim 0,08 0,10
Regular 0,11 0,14
Bom 0,15 0,23
Muito Bom 0,24 0,34
Ótimo > 0,34
As Faixas de classificação dos valores de
IFI
(F
60
), sugeridas nesta pesquisa estão na
4
a
Tentativa; as alterações foram ocorrendo consequentemente com o crescimento
do Banco de Dados e com o refinamento das análises estatísticas, de modo a
atender a necessidade de aumento para sete categorias de classificação.
Inicialmente, para a elaboração dessas faixas foram calculados valores teóricos de Sp
e F
60
, com base na classificação de valores de macrotextura por meio do ensaio de
2
Sugestão Dr. Octávio de Souza Campos da Agência de Transportes do Estado de São Paulo –
ARTESP.
125
Mancha de Areia e de microtextura realizado com o Pendulo Britânico, conforme
Tabela 2.6.1.1.1 e 2.6.1.2.1, respectivamente apresentadas no Capítulo 2.
Para melhor ajuste foi necessária a incorporação de mais duas faixas na classificação
da Mancha de Areia para tornar compatível o número de faixas para o Pêndulo
Britânico, conforme pode ser observado na Tabela 4.4.4. O valor de 0,6mm criado
além de ser o valor médio entre 0,40 e 0,80mm, que corresponde à faixa média de
macrotextura, é o limite mínimo da faixa de mancha de areia recomendada pela
ARTESP para os pavimentos da rede concessionada estadual paulista.
Tabela 4.4.4 Classificação da macrotextura com ampliação para sete categorias
Mancha de Areia
CLASSIFICAÇÃO LIMITES
MUITO FINA < 0,20
FINA 0,20 < HS ≤ 0,40
MEDIANAMENTE FINA 0,40 < HS ≤ 0,60
MÉDIA 0,60 < HS ≤ 0,80
MEDIANAMENTE GROSSA 0,80 < HS ≤ 1,0
GROSSA 1,00 < HS ≤ 1,2
MUITO GROSSA > 1,20
Posteriormente foram recalculados os valores de
IFI
(Sp; F
60
) para os limites das
faixas de macrotextura (Tabela 4.4.4) e microtextura (Tabela 2.6.1.2.1), e verificou-
se que esses valores não resultaram em faixas apropriadas. Os valores foram
ajustados com base na experiência de campo resultando na 1
a
Tentativa. Com a
ampliação de valores do Banco de Dados, os procedimentos foram repetidos,
conforme apresentado na 2
a
Tentativa e 3
a
Tentativa, cujos valores sugeridos se
enquadram para a maioria dos casos, conforme visto na Figura 4.4.1.
A Figura 4.4.1 apresenta as retas da regressão linear, as equações, os coeficientes
de correlação de cada reta para a amostra treinamento e os valores da 3
a
Tentativa
(Limites aceitáveis), respectivamente; embora esses coeficientes indiquem forte
correlação as duas retas não estão paralelas.
126
Amostra Treinamento
y = 0,0022x + 0,0919
R
2
= 0,8311
Limites Aceitáveis
y = 0,0028x + 0,0354
R
2
= 0,9844
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00
Sp
F60
Amostra Treinamento
Limites Aceitáveis
Line ar (Amost ra Tre iname nt o)
Linear
(
Limites Aceitáveis
)
Figura 4.4.1 Valores da amostra treinamento e faixas de classificação da 3
a
Tentativa (Limites aceitáveis)
A Figura 4.4.2 apresenta os coeficientes de regressão das duas retas, uma obtida a
partir dos dados de campo (amostra treinamento), excluindo-se os valores de F
60
superiores a 0,34 para refinar a análise, e a outra reta construída com a faixa de
valores aceitáveis
3
propostos na 3
a
Tentativa. Este tipo de comparação serviu para
verificar estatisticamente se a inclinação das duas retas e o coeficiente de correlação
correspondente apresentam a mesma tendência.
O coeficiente de correlação avalia o grau de relacionamento entre causa e efeito de
um fenômeno qualquer (Campos 2006); portanto, os dois coeficientes de correlação
comprovam a forte correlação entre Sp e F60. A inclinação das retas é idêntica,
3
De acordo com Wambold
et al
.,
(2005) deve-se trabalhar com a expressão “valores aceitáveis” porque é
necessário que sejam valores distintos de acordo com o tipo de classe da rodovia.
127
mostrando que a tendência de variação da amostra treinamento é a mesma dos
limites aceitáveis.
Limites Aceitáveis
y = 0,0028x + 0,0354
R
2
= 0,9844
Amostra Treinamento
y = 0,0028x + 0,0592
R
2
= 0,8199
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00
Sp
F60
Limites Aceitáveis
Amostra Treinamento
Linear (Limites Aceitáveis)
Linear (Amostra Treinamento)
Figura 4.4.2 Amostra treinamento com valores F
60
até 0,34
Buscando-se a equação linear que descreve a amostra e comparando com a equação
que descreve os valores das faixas de classificação pode-se observar a similaridade
entre elas; usando a equação dos valores das faixas de classificação e recalculando
os valores de F
60
, para os mesmos valores de Sp (Anexo 1), ajusta-se a faixa de
classificação apresentada na Tabela 4.4.5, denominada 4
a
Tentativa.
Tabela 4.4.5 Faixas propostas 4
a
Tentativa
Limites
IFI
Péssimo < 0,05
Muito Ruim 0,06 0,08
Ruim 0,09 0,11
Regular 0,12 0,14
Bom 0,15 0,21
Muito Bom 0,22 0,35
Ótimo > 0,35
128
A Figura 4.4.3 apresenta os limites da 4
a
Tentativa (limites aceitáveis) e todos os
valores da amostra treinamento. Comparando as faixas de variação de cada tipo de
revestimento asfáltico que compõem esta amostra (treinamento), observa-se que
estes valores estão bem inseridos e refletem a realidade nesta classificação proposta.
Resumidamente a Tabela 4.4.6 apresenta os valores mínimos, máximos e as
medianas para cada tipo de revestimento asfáltico.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0 50 100 150 200 250
Sp
F60
CA
G
Micro
SMA 0/11
TS
TSS + CS
Lama
SMA 0/16
AA
CPA novo
Limites Aceitaveis
Figura 4.4.3 Amostra treinamento e limites aceitáveis
Tabela 4.4.6 Faixas de variação (F
60
) para a amostra treinamento
Tipo Valores
Revestimento Asfáltico Mínimo Mediana Máximo
Areia Asfalto 0,06*
Concreto Asfáltico 0,06 0,17 0,28
CA mod
SBS
0,09 0,15 0,16
SMA
faixa alemã D0-11S 0,14 0,27 0,36
Lama Asfáltica 0,25 0,33 0,34
Microrrevestimento Asfáltico a Frio 0,25 0,28 0,29
Camada Porosa de Atrito 0,31 0,35 0,37
Grooving 0,37 0,43 0,47
TSS com CS 0,40 0,41 0,42
Tratamento Superficial 0,40 0,41 0,42
SMA
faixa alemã D0-16 0,42*
*Observação unitária
129
Pode-se observar que os revestimentos que apresentam valores mais elevados de F
60
são os revestimentos tipo
Grooving
, Tratamento Superficial, Tratamento Superficial
com Capa Selante,
SMA
faixa alemã D0-16 e Camada Porosa de Atrito; os valores
das medianas, para esses revestimentos, variaram entre 0,35 e 0,42, o que
corrobora com as Faixas Propostas na 4
a
Tentativa onde estes pavimentos estariam
dentro da classificação ótima e com a experiência prática na avaliação de pavimentos
asfálticos.
O revestimento asfáltico a quente convencionalmente mais adotado no Brasil, o
Concreto Asfáltico, cujos valores de F
60
variam entre 0,06 e 0,28, também
correspondem ao observado em campo, onde foram avaliadas superfícies logo após
a execução, com um, dois e até 10 anos de vida de serviço. Incluem-se concretos
asfálticos executados por prefeituras que trabalham normalmente com a curva
granulométrica mais fechada, até por órgãos que procuram graduações com
tendência mais aberta, como os aeroviários. Repetindo-se a análise para este tipo de
revestimento, verificou-se que todos permanecem enquadrados nesta classificação.
Em função da variedade de locais e de vida de serviço destes revestimentos, foi
elaborada a Figura 4.4.4 que apresenta estes dados, a procedência e o tempo de
serviço, com a classificação variando de muito ruim a muito bom.
Observa-se que há uma leve tendência de revestimentos mais antigos apresentarem
uma macrotextura mais aberta que os mais novos. Embora estas características
dependam intrinsecamente da graduação e da dosagem do teor de ligante, com a
ação do tráfego e das intempéries, ocorre a remoção do mástique asfáltico deixando
os agregados mais expostos e aumentando, consequentemente, a macrotextura. De
forma similar, a perda de agregados ou desagregação torna a superfície mais rugosa
ou mais aberta. Esta constatação de variação das características de macrotextura
com o tempo somente pode ser afirmada com um monitoramento constante desde o
início de uma obra até o momento de sua restauração.
130
0 1020304050607080
Sp
F60
CA Congonhas 3a
CA DERSA CT 2a
CA PMSP CT 2a
CA IV-b CT 2a
CA CT 2a
CA DERSA CT 4a
CA PMSP CT 4a
CA CT 4a
CA CMarte+ 6a
CA Pireli + 6a
CA RBand 0a
CA S Dumont 1a
CA Guarulhos 10a
CA Santos 4a
CA Santos 0a
CA Santos 1a
CA Santos 3a
Pés sim o
Muito Ruim
Ruim
Re gu lar
Bom
Muito Bom
Melhorar a
macrotextura
Nã o ne c e s s it a d e
intervenções
Melhorar a
macrotextura
microtextura
Melhorar a
microtextura
Figura 4.4.4 Dados referentes a valores de Concreto Asfáltico convencional
A Tabela 4.4.7 apresenta os valores calculados de
IFI
(Sp; F
60
) para as políticas
existentes no país de aderência que foram apresentadas em forma de normas ou de
recomendações no Capítulo 2 e que têm por objetivo quantificar e qualificar, por
meio dos diversos ensaios e metodologias existentes, os valores admissíveis visando
à segurança. Esses cálculos permitem observar o nível de exigência desses órgãos.
As recomendações para os valores de Hs (mm) são coincidentes, ou seja, variação
entre 0,60 e 1,20mm, e para os valores de microtextura variam de 45 a 75.
No Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos, recentemente publicado (DNIT,
2006), recomenda-se o uso de microtextura rugosa com o limite mínimo de BPN de
55, o que representa um ganho em relação à segurança, pois esses revestimentos
quando combinados com o valor máximo recomendado para a macrotextura
(1,20mm) já estão classificados como ótimos (0,35). Esta recomendação do DNIT foi
escolhida como sendo o limite da 4ª Tentativa para a classe ótima.
131
Tabela 4.4.7 Valores de
IFI
(Sp; F
60
) para recomendações do DNIT e da ARTESP
Media
Órgão Publicação Hs=Tx
FRS
Sp FR-60 Conceito
DNIT 2000 0,60 (mín) 47 (mín) 56,56 0,21
MUITO BOM
DNIT 2000 1,20 (máx) 47 (mín) 124,72 0,31
MUITO BOM
DNIT 2000 0,60 (mín) 75 (máx) 56,56 0,30
MUITO BOM
DNIT 2000 1,20 (máx) 75 (máx) 124,72 0,46
ÓTIM0
DNIT 2004 0,60 (mín) 45 (mín) 56,56 0,20
BOM
DNIT 2004 1,20 (máx) 45 (mín) 124,72 0,30
MUITO BOM
DNIT 2006 0,60 (mín) 55 (mín) 56,56 0,24
MUITO BOM
DNIT 2006 1,20 (máx) 55 (mín) 124,72 0,35
ÓTIM0
ARTESP diversas 0,60 (mín) 47 56,56 0,21
MUITO BOM
ARTESP diversas 1,20 (máx) 47 124,72 0,31
MUITO BOM
Para validar esta 4
a
Tentativa as mesmas análises anteriormente realizadas foram
repetidas para a amostra denominada nesta pesquisa de Grupo de Controle, que
estão apresentadas no Capítulo 5. A classificação para todos os tipos de superfícies
asfálticas apresentadas no Capitulo 3, baseada na 4
a
Tentativa, está demonstrada no
Anexo 2.
O item 4.5 a seguir apresenta-se um estudo sobre o efeito da variação da forma,
natureza e granulometria do material na realização do ensaio de Mancha de Areia,
pois os valores de
IFI
(Sp; F
60
) têm forte dependência deste ensaio.
4.5 Efeito da Variação da Granulometria da Areia ou Micro Esfera de Vidro
na Determinação da Macrotextura por meio do Ensaio ASTM E 965-96
Após a verificação da granulometria de micros esferas de vidro, originada de diversos
fabricantes, foi observada que as mesmas não atendiam a curva estabelecida pela
Norma ASTM E 965-96 (2001) e era necessário realizar o peneiramento para ajustar
a curva desejada. O objetivo dessa pesquisa foi verificar se a Areia Normal Brasileira
132
pode ser uma alternativa pela sua facilidade de obtenção atendo aos requisitos
especificados em norma. De acordo com a especificação da norma ASTM E 965-96
(2001)
Standard Test Method for Measuring Surface Macro Texture Depth Using a
Volumetric Technique
, foram realizados ensaios com o objetivo de verificar a
validade da utilização de outro tipo de areia distinta daquela recomendada pela
norma.
A ASTM E 965-96 (2001) recomenda que seja utilizado como material micro esferas
de vidro de acordo com o procedimento ASTM D1155 (mínimo 90% de esfericidade)
com 90% de material passando na peneira de abertura 0,25 mm (# n
o
60) e ficando
retido na peneira de abertura 0,177 mm (# n
o
80). Nesta pesquisa foram utilizados
três tipos distintos de material:
1) Micro esferas de vidro de acordo com a recomendação da ASTM;
2) Areia Normal Brasileira de acordo com a granulometria recomendada pela
ASTM;
3) Areia Normal Brasileira em uma das granulometrias produzidas
comercialmente, ou seja, areia passando na peneira de abertura 0,3 mm
(# n
o
50) e ficando retido na peneira de abertura 0,149 mm (# n
o
100).
A característica da forma dos grãos observada em microscópio eletrônico pode
ser observada na Figura 4.5.1.
A Areia Normal Brasileira, produzida há aproximadamente 30 anos pelo IPT, é uma
areia padrão para execução de ensaio de resistência à compressão de cimento
Portland
, conforme preconiza a norma NBR 7215/96 Cimento
Portland
–
Determinação da resistência à compressão; é regulamentada pela norma NBR 7214 –
"Areia Normal para ensaio de cimento", que fixa as características necessárias da
matéria-prima, sua origem, procedimentos de produção, ensaios de caracterização e
o controle do produto, por meio de análises diárias e semanais tais como
amostragem, granulometria, índice de matéria orgânica, índice de materiais
pulverulento, análise petrográfica, entre outros.
133
Figura 4.5.1 Características da forma dos grãos: a) Micro esfera de vidro; b) Areia
Normal Brasileira; c) Areia comum
O local selecionado para a pesquisa foi o Corredor Tecnológico, cujos detalhes estão
apresentados no Capítulo 3, que possui cinco tipos de revestimentos asfáltico:
Concreto Asfáltico convencional na faixa III da Prefeitura do Município de São Paulo
(CAP 20), Concreto Asfáltico convencional na faixa B do DERSA (CAP 20), Concreto
Asfáltico convencional na faixa IV-b do Instituto do Asfalto norte-americano (CAP
20), Concreto Asfáltico com asfalto modificado por polímero na faixa IV-b do
Instituto do Asfalto norte-americano (CAP modificado com
SBS
) e
SMA
com asfalto
modificado por polímero na faixa alemã D 0-11 (CAP modificado com
SBS
).
No Delineamento do Experimento foi estabelecido: que os ensaios seriam realizados
por único operador, em cinco diferentes tipos de superfícies, quatro repetições por
tipo de superfície e três tipos diferentes de areia.
Primeiramente foram selecionados visualmente trechos homogêneos para cada seção
de pavimento, e estas áreas foram marcados com giz para que todos os ensaios
fossem realizados no mesmo local. Após a realização do procedimento para um tipo
de areia, a superfície era cuidadosamente limpa e o procedimento repetido
exatamente no mesmo local, conforme pode ser visto na Figura 4.5.2. Os resultados
obtidos com os valores dos diâmetros e as alturas médias calculadas estão
apresentados nas Tabelas 4.5.1 e 4.5.2.
134
Figura 4.5.2 Seleção de trechos homogêneos
Tabela 4.5.1 Resultados obtidos para micro esferas de vidro
Microesfera # 60-80
Tipos de
revestimentos
D1 D2 D3 D4 Dm HS
255 258 242 253 252,0 0,50
226 222 230 250 232,0 0,59
250 243 247 225 241,3 0,55
200 215 210 205 207,5 0,74
1
CA convencional na
faixa III da PMSP
240 265 245 260 252,5 0,50
220 223 222 220 221,3 0,65
225 241 228 222 229,0 0,61
230 240 225 245 235,0 0,58
265 270 260 268 265,8 0,45
2
CA convencional na
faixa B do DERSA
225 245 246 240 239,0 0,56
300 270 274 290 283,5 0,40
290 280 264 270 276,0 0,42
305 275 288 260 282,0 0,40
3
CA com asfalto
convencional na
faixa IV-b do
Instituto do Asfalto
333 300 310 287 307,5 0,34
280 265 280 274 274,8 0,42
291 285 265 275 279,0 0,41
266 278 264 266 268,5 0,44
4
CA com asfalto
mod por polímero
na faixa IV-b do
Instituto do Asfalto
294 266 275 290 281,3 0,40
210 215 220 205 212,5 0,70
220 200 205 205 207,5 0,74
190 195 195 192 193,0 0,85
5
SMA
modificado
por polímero na
faixa alemã D 0-11
200 195 180 200 193,8 0,85
135
Tabela 4.5.2 Resultados obtidos para Areia Normal Brasileira em duas
granulometrias
Areia # 60 - 80 Areia Normal # 50-100
Tipos de
revestimentos
D1 D2 D3 D4 Dm HS D1 D2 D3 D4 Dm HS
250 234 254 255 248,3
0,52
250 267 250 254 255,3
0,49
232 225 237 230 231,0
0,60
240 242 245 223 237,5
0,56
260 252 230 250 248,0
0,52
257 242 245 260 251,0
0,51
200 205 205 200 202,5
0,78
175 210 180 195 190,0
0,88
1
CA convencional
na faixa III da
PMSP
255 262 260 245 255,5
0,49
260 230 252 248 247,5
0,52
240 215 210 230 223,8
0,64
215 225 230 225 223,8
0,64
237 215 235 234 230,3
0,60
228 225 224 235 228,0
0,61
245 228 252 242 241,8
0,54
208 235 230 230 225,8
0,62
270 228 252 242 248,0
0,52
260 270 262 255 261,8
0,46
2
CA convencional
na faixa B do
DERSA
240 237 245 235 239,3
0,56
241 235 255 225 239,0
0,56
290 290 270 275 281,3
0,40
294 284 275 290 285,8
0,39
280 290 293 287 287,5
0,39
270 271 277 278 274,0
0,42
273 264 276 280 273,3
0,43
260 262 272 270 266,0
0,45
3
CA com asfalto
convencional na
faixa IV-b do
Instituto do Asfalto
323 290 300 305 304,5
0,34
295 295 280 280 287,5
0,39
275 294 297 290 289,0
0,38
270 273 273 264 270,0
0,44
280 287 284 270 280,3
0,41
292 260 295 270 279,3
0,41
270 283 272 266 272,8
0,43
270 275 280 280 276,3
0,42
4
CA com asfalto
mod por polímero
na faixa IV-b do
Instituto do Asfalto
280 286 294 280 285,0
0,39
288 288 300 292 292,0
0,37
210 215 205 206 209,0
0,73
195 220 200 200 203,8
0,77
220 205 204 210 209,8
0,72
215 210 220 210 213,8
0,70
202 200 195 200 199,3
0,80
205 210 195 210 205,0
0,76
5
SMA
modificado
por polímero na
faixa alemã D 0-11
210 195 200 200 201,3
0,79
200 212 190 205 201,8
0,78
Os cinco trechos avaliados se enquadram na classificação média para a textura, mas
pode-se observar, por meio da Figura 4.5.3, a homogeneidade existente entre os
trechos 1 e 2, e também 3 e 4; para este caso, pode-se inferir que o trecho 1 e 2
apresentam textura media (HS médio entre 0,58 e 0,57mm), o trecho 2 e 3
mediamente fina (HS médio entre 0,40 e 0,41mm) e o trecho 5 medianamente
grossa (Hs = 0,77mm).
Analisando o desvio padrão das médias por trecho entre os materiais, conforme
apresentado na Tabela 4.5.3, observa-se que o trecho 5 cuja textura é mais aberta
apresentou maior dispersão entre os resultados.
136
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
0 5 10 15 20 25
Pontos Avaliados
HS (mm)
Microesf era # 60-80
Areia Normal # 50-100
Areia # 60 - 80
trecho 1
trecho 2
trecho 3
trecho 4
trecho 5
Figura 4.5.3 Homogeneidade existente entre os trechos
Tabela 4.5.3 Valores médios por trechos e tipo de material
Tipo
Trecho
1
Trecho
2
Trecho
3
Trecho
4
Trecho
5
Média - Microesfera # 60-80 0,58 0,57 0,39 0,42 0,79
Média - Areia # 60 - 80 0,58 0,57 0,39 0,40 0,76
Média - Areia Normal # 50-100 0,59 0,58 0,41 0,41 0,75
Média
0,58 0,57 0,40 0,41 0,77
Desvio Padrão
0,009 0,006 0,014 0,009 0,019
A ASTM E 965-96 (2001) comenta que esse ensaio realizado em superfícies
homogêneas em campo comparando trecho a trecho, pode apresentar um desvio
padrão de até 27% (0,27). O maior desvio padrão encontrado foi de 16% (0,16),
conforme pode ser visto na Tabela 4.5.4.
137
Tabela 4.5.4 Desvio padrão por trechos e tipo de material
Desvio Padrão
Tipo
Trecho
1
Trecho
2
Trecho
3
Trecho
4
Trecho
5
Microesfera # 60-80
0,10 0,07 0,04 0,02 0,08
Areia # 60 - 80
0,12 0,05 0,04 0,02 0,04
Areia Normal # 50-100
0,16 0,07 0,03 0,03 0,04
Observa-se que a correlação existente entre a micro esfera de vidro e os dois tipos
de areia é positiva e forte (0,99 e 0,96); a correlação entre as areia também é
positiva e forte (0,95); isto pode ser visto observando a Figura 4.54 e a Tabela 4.5.5.
Tabela 4.5.5 Matriz de correlação linear (Pearson)
Fator
Microesfera
# 60-80
Areia
# 60 - 80
Areia Normal
# 50-100
Microesfera
# 60-80
1 0,99 0,96
Areia
# 60 - 80
0,99 1 0,95
Areia Normal
# 50-100
0,96 0,95 1
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00
Areia # 50-100
Areia # 60 - 80
Figura 4.5.4 Dispersão da micro esfera de vidro com a Areia Normal Brasileira
138
Analisando os resultados anteriores é possível inferir, para estes dados, que os dois
tipos de areia possuem características e comportamentos similares, podendo ser
utilizado em substituição da micro esfera de vidro na realização do ensaio ASTM E
965-96 (2001).
139
Capítulo 5 Estudo de Caso – Seção
Teste na Via Anchieta
Para validar a 4
a
Tentativa de faixas classificatórias das superfícies quanto à
aderência pneu-pavimento por meio do índice combinado
IFI
(International Friction
Index)
, apresentadas no Capítulo 4, as mesmas análises estatísticas foram repetidas
para a amostra denominada nesta pesquisa de Grupo de Controle apresentadas
neste capítulo.
Este capítulo apresenta a avaliação do revestimento do tipo
SMA
(
Stone Matrix
Asphalt
), executado em seção teste e comparado com dois trechos contíguos, um de
Concreto Asfáltico convencional na faixa III da DERSA, usinado com CAP 20, e outro
também com Concreto Asfáltico na faixa IV-b do Instituto do Asfalto norte-
americano, porém empregando asfalto modificado por borracha. O
SMA
foi
selecionado para Grupo de Controle por ser uma seção teste onde se tem um
conhecimento detalhado do projeto de mistura asfáltica, dos procedimentos
construtivos e de controle. Além disso, monitoramentos foram realizados neste
trecho periodicamente para o estudo das características de textura e sua evolução.
Este Banco de Dados é composto por 102 valores, sendo 50 referentes à
macrotextura, 37 à microtextura, 15 à drenabilidade, e 38 pares de valores (Sp;F
60
).
5.1 A Seção-Teste na Via Anchieta
As avaliações de campo foram realizadas em seção-teste na Via Anchieta, sentido
descendente, cujo tráfego diário médio desta rodovia é de aproximadamente 40.000
veículos, com 50% de caminhões pesados; a estrada liga a cidade de São Paulo a
Santos, por onde escoa as cargas para o principal Porto do país. A rodovia foi
construída no final da década de 40, em CCP (Concreto de Cimento de
Portland
) e
140
recebeu sucessivos recapeamentos em Concreto Asfáltico sobre a superfície que
apresentava fissuras provenientes da reflexão das trincas das placas de CCP (Figura
5.1.1).
A seção-teste de revestimento do tipo
SMA
(Stone Matrix Asphalt
) foi concebida com
o projeto de dosagem segundo a normalização alemã com a faixa 0/11 S, destinada
ao tráfego pesado, empregando asfalto modificado por polímero SBS, no teor de
projeto de 6,1%, com agregados pétreos do tipo gnaisse, fíler calcáreo e cal
hidratada, e 0,45% de fibras de celulose impregnadas com emulsão na forma de
pellets
. A descrição mais detalhada do projeto encontra-se em Reis (2002). A Figura
5.1.2(a) mostra um aspecto do
SMA
com sua particularidade de textura superficial.
Figura 5.1.1 Trincamento no Concreto Asfáltico devido à reflexão de trincas das
placas de Concreto de Cimento
Portland
(Bernucci, 2002)
A seção-teste foi construída em agosto de 2001 em um local muito peculiar,
considerado pela concessionária Ecovias, responsável pela rodovia, como um dos
locais de solicitação mecânica mais severa - Figura 5.1.2(b), com um potencial
elevado para acidentes, devido a uma curva perigosa, acentuada, conhecida por
“curva da onça”, em declive e com um índice pluviométrico anual médio elevado, de
cerca de 3500 a 4000 mm/ano.
141
Figura 5.1.2 (a) Aspecto da textura superficial de revestimento asfáltico tipo
SMA
(Bernucci, 2002), e (b) vista geral da curva onde foi executado o trecho experimental
com
SMA
na Via Anchieta
O trecho em curva e declive foi construído na década de 40 quando, provavelmente,
a definição do perfil vertical do traçado da rodovia foi conseqüência da topografia do
terreno e do nível de segurança e das técnicas disponíveis àquela época.
A forte declividade e o comprimento são os principais fatores que afetam a
ocorrência de acidentes em rampas, aliados à presença de veículos pesados que
combinados, tendem a registrar maior número de acidentes devido às diferenças de
velocidades que se acentuam nessas condições de operação. O número de acidentes
em rampas descendentes é 63% maior que em rampas ascendentes. Acidentes em
declives também resultam maior percentual de feridos e mortes quando comparados
aos acidentes em aclives (FHWA, 1992 apud Nodari 2003).
Sabe-se por meio da revisão da literatura que o aumento da textura superficial do
revestimento asfáltico reduz a ocorrência de acidentes; buscava-se neste estudo de
caso a comparação dos dados de acidentes, antes e depois da construção dos
trechos experimentais com objetivo de realizar essa verificação. Porém, a
metodologia de coleta de dados dos acidentes em todo o Estado de São Paulo é
baseada nas informações dos BOATRv (Boletins de Acidentes de Trânsito Rodoviário
da Polícia Rodoviária) que foram insuficientes para esse tipo de análise.
142
Por meio da análise dos dados de acidentes podem-se cometer muitos erros; as
pesquisas de acidentes para diagnóstico do resultado obtido por meio de intervenção
nos pavimentos devem ser realizadas antes e depois, no local selecionado e em
outro para grupo de controle com o objetivo de garantir que fatores exógenos não
ocorreram, como por exemplo, instalação de placas de sinalização, campanhas
educativas, desvios em outras rodovias aumentando o volume de tráfego entre
outros.
O estado de São Paulo recebe 53% do volume de tráfego pedagiado do país de
aproximadamente 643.000.000 veículos; conforme pode ser visto na Figura 5.1.3,
estima-se que 8% façam uso da Via Anchieta, o que mostra a necessidade de se
trabalhar com pavimentos mais aderentes, com boa macrotextura devido aos altos
índices pluviométricos, e adequada microtextura devido à baixa velocidade em curvas
descendentes, freqüentes ocorrências de frenagens emergenciais e elevado volume
de tráfego. A Figura 5.2(b) ilustra esta situação.
6%
10%
12%
19%
53%
RGS
Paraná
Outros Estados
Rodovias Federais
São Paulo
Figura 5.1.3 Tráfego total pedagiado em 2005 (ABCR, 2005)
Vale ressaltar a dificuldade para obtenção de dados junto às concessionárias, seja
em relação ao VDM ou coleta de acidentes para a realização de um estudo mais
aprofundado. A Figura 5.1.4 mostra os dados obtidos sobre acidentes, que
infelizmente não fornecem informações suficientes para que se possa obter
143
quaisquer relação das intervenções realizadas com a ocorrência de acidentes ou
fatores exógenos nestes anos em questão.
-
10
20
30
40
50
60
70
80
Molhada Seca Molhada Seca Molhada Seca Molhada Seca
Set/98 a Ago/99 Set/99 a Ago/00 Set/00 a Ago/01 Set/01 a Ago/02
Pista - Sul (curva da onça)
Acidentes
Figura 5.1.4: Acidentes ocorridos na Via Anchieta de 1998 a 2002
5.2 Ensaios Realizados e Resultados Obtidos
Para obtenção dos valores apresentados neste capítulo foram realizados ensaios e/ou
coletados, dados de macrotextura, microtextura, drenabilidade e calculados os
valores de
IFI
,
International Friction Index
. Os valores de macrotextura foram
obtidos por meio do ensaio de Mancha de Areia, conforme preconizado pela ASTM E
965-96 e comparados com os valores resultantes do ensaio de Drenabilidade com
objetivo de verificar o comportamento da textura do pavimento frente a chuvas visto
que o local apresenta alto índice pluviométrico.
Os valores de microtextura foram obtidos por meio de avaliações com o Pêndulo
Britânico, cuja utilização é especificada pelo método da ASTM E-303-93. Deve-se
realçar que a medida de microtextura é um importante fator nas operações a baixa
velocidade. Além do potencial intrínseco de polimento dos agregados pela natureza,
144
deve-se ressaltar que em declives os pneus de caminhões e as forças tangenciais
tendem a agir como veículos de aceleração do polimento dos agregados.
Em 2002 foram realizadas as primeiras medidas de atrito e de textura da superfície
usando o Pêndulo Britânico e o ensaio de Mancha de Areia, outras avaliações foram
realizadas posteriormente, em novembro de 2002. Em junho de 2003 além de novos
ensaios, com a finalidade de comparação, foram realizadas também medições em
outras curvas com características semelhantes onde foram executados
recapeamentos em Concreto Asfáltico convencional na faixa III da DERSA (CAP 20) e
outro na faixa IV-b do Instituto do Asfalto norte-americano, porém com asfalto
modificado por borracha.
Em maio de 2006 foram realizadas medidas de textura e de atrito na seção de
SMA
.
Nesta data a via estava sofrendo intervenções por meio da remoção do revestimento
antigo e reposição com
SMA
com asfalto modificado por borracha e os ensaios foram
realizados no trecho que não necessitou de intervenção; porém, não foi possível a
realização desses ensaios na seção de Concreto Asfáltico convencional e Concreto
Asfáltico modificado por borracha, pois as mesmas não foram preservadas por
apresentarem necessidade de manutenção.
Após a realização dos ensaios de campo para complementação dos resultados, foram
calculados valores de
IFI
(
International Friction Index
), conforme a ASTM E-1960-98.
A descrição dos ensaios de campo realizados e o procedimento para a determinação
dos valores de
IFI
estão descritos no Capítulo 2.
Os resultados obtidos por meio de ensaios de campo, na Via Anchieta, foram
realizados em março de 2002 por Reis (2002) e em novembro de 2002 e março de
2003 por Aps
et al
. (2003) e em maio de 2006 por técnicos do IPT- Instituto de
Pesquisa Tecnológica do Estado de São Paulo. Estes dados estão apresentados nas
Tabelas 5.2.1, 5.2.2, 5.2.3 e 5.2.4.
145
Tabela 5.2.1 Resultados coletados de macrotextura e microtextura de Reis (2002) e
cálculo de
IFI
em março de 2002
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm) Pend. Britânico
IFI
Diam. Média
Nº Tipo
Méd.
(cm)
Hs=Tx
Classi-
ficação
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1
SMA
faixa alemã D0-11S 17,30 1,06 G 54 MR 109,17 0,33
2
SMA
faixa alemã D0-11S 17,25 1,07 G 47 MR 109,87 0,29
3
SMA
faixa alemã D0-11S 18,70 0,91 G 49 MR 91,77 0,28
4
SMA
faixa alemã D0-11S 16,25 1,20 MG 50 MR 125,28 0,32
5
SMA
faixa alemã D0-11S 18,10 0,97 G 52 MR 98,73 0,31
Para as Tabelas 5.2.1, 5.2.2, 5.2.3 e 5.2.4 é válida a seguinte legenda:
Mancha de Areia
CLASSIFICAÇÃO
MF
MUITO FINA
F
FINA
M
MÉDIA
G
GROSSEIRA
MG
MUITO GROSSEIRA
Onde:
Mancha de Areia = média da profundidade de areia em mm;
Drenabilidade = volume por tempo de escoamento;
Pêndulo = média de 5 leituras corrigidas (dividido por 100);
IFI
= valor calculado de acordo com a ASTM E-1960-98.
Pêndulo Britânico
CLASSIFICAÇÃO
P
PERIGOSA
ML
MUITO LISA
L
LISA
IR
INSUFICIENTEMENTE RUGOSA
MR
MEDIANAMENTE RUGOSA
R
RUGOSA
MuR
MUITO RUGOSA
146
Tabela 5.2.2 Resultados obtidos do ensaio de macrotextura para a Via Anchieta em
novembro de 2002 (Aps
et al
., 2003)
Macrotextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm)
Diam.
Nº Tipo
Méd.
(cm)
Hs=Tx
Classi-
ficação
1 Concreto Asfáltico mod 30 0,35 F
2 Concreto Asfáltico mod 36,9 0,23 F
3 Concreto Asfáltico mod 29,2 0,37 F
4 Concreto Asfáltico mod 26,2 0,46 M
5 Concreto Asfáltico mod 28,1 0,4 M
6
SMA
faixa alemã D0-11S 26,5 0,45 M
7
SMA
faixa alemã D0-11S 23,2 0,59 M
8
SMA
faixa alemã D0-11S 19,7 0,82 G
9
SMA
faixa alemã D0-11S 20,2 0,78 M
10
SMA
faixa alemã D0-11S 19,3 0,85 G
11
SMA
faixa alemã D0-11S 20,3 0,77 M
12 Concreto Asfáltico 20,2 0,78 M
13 Concreto Asfáltico 21,5 0,69 M
A Figura 5.2.1 apresenta a Mancha de Areia realizada em trecho em Concreto
Asfáltico e trecho em
SMA
contíguos da SP-150 realizados em 21/11/02.
Figura 5.2.1 Mancha de Areia realizada em trecho em Concreto Asfáltico e trecho
em
SMA
contíguos da SP-150 (ensaios realizados em 21/11/02)
147
Tabela 5.2.3 Resultados obtidos de macrotextura, microtextura, drenabilidade e
cálculo de valores de
IFI
para a Via Anchieta em junho de 2003 (Aps
et al
., 2003b)
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm) Pend. Britânico
IFI
Diam. Média
Nº Tipo
Méd.
(cm)
Hs=Tx
Classi-
ficação
Drena-
bilidade
(l/s)
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
1 Concreto Asfáltico mod 31 0,331 F 0,119 30 ML 26,01 0,09
2 Concreto Asfáltico mod 29,2 0,373 F 0,063 40 IR 30,79 0,12
3 Concreto Asfáltico mod 29,3 0,371 F 0,097 31 ML 30,50 0,10
4 Concreto Asfáltico mod 25,8 0,478 M 0,072 39 LISA 42,70 0,15
5 Concreto Asfáltico mod 27,8 0,412 M 0,058 48 MR 35,17 0,15
6 Concreto Asfáltico mod 26,7 0,446 M 0,093 36 LISA 39,10 0,14
7
SMA
faixa alemã D0-11S 24,8 0,517 M 0,110 23 P 47,17 0,12
8
SMA
faixa alemã D0-11S 22,3 0,64 M - 44 IR 61,09 0,21
9
SMA
faixa alemã D0-11S 23,8 0,562 M - 44 IR 52,21 0,19
10
SMA
faixa alemã D0-11S 20,2 0,78 M 0,140 41 IR 76,98 0,23
11
SMA
faixa alemã D0-11S 20 0,795 M - 45 IR 78,77 0,25
12
SMA
faixa alemã D0-11S 19,3 0,854 G - 42 IR 85,44 0,24
13
SMA
faixa alemã D0-11S 19,3 0,854 G 0,208 41 IR 85,44 0,24
14
SMA
faixa alemã D0-11S 20,3 0,772 M 0,198 35 LISA 76,11 0,20
15
SMA
faixa alemã D0-11S 20,2 0,78 M - 42 IR 76,98 0,23
16
SMA
faixa alemã D0-11S 21,5 0,688 M - 35 LISA 66,60 0,19
17 Concreto Asfáltico 21,2 0,708 M 0,150 48 MR 68,82 0,24
18 Concreto Asfáltico 23,5 0,576 M 0,057 51 MR 53,85 0,22
19 Concreto Asfáltico 19,8 0,812 G 0,140 46 IR 80,60 0,25
20 Concreto Asfáltico 24,3 0,539 M 0,097 44,2 IR 49,61 0,19
21 Concreto Asfáltico 25,2 0,501 M 0,085 47 MR 45,32 0,18
Tabela 5.2.4 Resultados obtidos do ensaio de macrotextura, microtextura e cálculo
de valores de
IFI
em maio de 2006 realizados por técnicos do IPT
Macrotextura Microtextura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm) Pend. Britânico
IFI
Diam. Média
Nº Tipo
Méd.
(cm)
Hs=Tx
Classi-
ficação
FRS
Classi-
ficação
Sp F60
2
SMA
faixa alemã D0-11S 18,50 0,93 G 50,4 MR 94,01 0,29
3
SMA
faixa alemã D0-11S 18,38 0,94 G 47,8 MR 95,45 0,28
4
SMA
faixa alemã D0-11S 18,38 0,94 G 52,6 MR 95,45 0,31
5
SMA
faixa alemã D0-11S 17,95 0,99 G 52,8 MR 100,58 0,31
6
SMA
faixa alemã D0-11S 18,68 0,91 G 55,6 MR 92,04 0,31
7
SMA
faixa alemã D0-11S 17,83 1,00 G 45,4 MR 102,16 0,28
8
SMA
faixa alemã D0-11S 20,68 0,74 G 47,6 MR 72,96 0,25
9
SMA
faixa alemã D0-11S 18,50 0,93 G 47,6 MR 94,01 0,28
10
SMA
faixa alemã D0-11S 21,73 0,67 G 49,4 MR 64,98 0,24
11
SMA
faixa alemã D0-11S 19,03 0,88 G 47,6 MR 88,26 0,27
12
SMA
faixa alemã D0-11S 18,98 0,88 G 45,2 MR 88,79 0,26
148
5.3 Análise dos Resultados Parciais
A partir dos valores contidos nas Tabelas 5.2.1, 5.2.2, 5.2.3 e 5.2.4 serão
apresentadas as análises e discussões dos resultados obtidos por meio de
confrontos, tentativas de correlação e de observações de como esses dados refletem
as condições observadas em campo. Os dados foram divididos em três grupos
distintos de pavimentos asfálticos: Concreto Asfáltico convencional, Concreto
Asfáltico modificado por borracha e
SMA
, e tratados separadamente.
5.3.1 Concreto Asfáltico Convencional (faixa III da DERSA - CAP 20)
Foi construída a Matriz de Correlação Linear (Pearson) apresentada na Tabela
5.3.1.1, onde se pode observar a correlação das variáveis X
i
e X
j
em cada interseção
linha (i) coluna (j).
Observa-se a forte correlação positiva existente entre o ensaio de Mancha de Areia e
de Drenabilidade com o valor de
IFI
(F
60
) calculado e a correlação fraca existente
entre os valores obtidos de atrito por meio do Pêndulo Britânico e os valores
calculados de
IFI
(F
60
); sabendo-se que os valores de
IFI
(Sp; F
60
)
são obtidos a
partir de dados de textura e de atrito, pode-se inferir, para estes dados, que o valor
de
IFI
está mais afetado pela variação do índice de textura do que pelo índice de
atrito medido pelos equipamentos padronizados nessa norma.
Para melhor entendimento dos valores foi construída a Matriz de Covariância, Tabela
5.3.1.2, cuja diagonal contém a variância da variável e cada interseção linha (i)
coluna (j) a covariância das variáveis X
i
e X
j
.
Analisando a diagonal da Tabela 5.3.1.2, onde são apresentadas as variâncias das
variáveis, pode-se observar a homogeneidade entre os valores de cada variável. Por
sua vez observando-se os valores das covariâncias, verifica-se a variabilidade baixa
entre as variáveis.
149
Tabela 5.3.1.1 Matriz de correlação linear para Concreto Asfáltico
Fator
HS
(mm)
Drenabilidade
(l/s)
BPN F60
HS
(mm)
1 0,787 -0,046 0,955
Drenabilidade
(l/s)
0,787 1 -0,413 0,665
BPN -0,046 -0,413 1 0,240
F60 0,955 0,665 0,240 1
Tabela 5.3.1.2 Matriz de covariância para Concreto Asfáltico
Fator
HS
(mm)
Drenabilidade
(l/s)
BPN F60
HS
(mm)
0,013 0,003 0,000 0,003
Drenabilidade
(l/s)
0,003 0,001 0,000 0,001
BPN 0,000 0,000 0,001 0,000
F60 0,003 0,001 0,000 0,001
5.3.2 Concreto Asfáltico Modificado (faixa IV-b do Instituto do Asfalto
Norte-americano Modificado por Borracha)
Analisando os dados da matriz de correlação e de covariância apresentadas nas
Tabelas 5.3.2.1 e 5.3.2.2, pode-se observar que para este pavimento cuja textura
pode ser classificada entre média a fina, a correlação entre os valores obtidos pelos
ensaios de mancha de areia e de atrito, apresenta forte correlação com o
IFI
(F
60
);
conforme era de se esperar, pois para texturas mais fechadas o atrito começa a
exercer maior influência.
O ensaio de Drenabilidade quando correlacionado com o valor de
IFI
(F
60
) calculado
apresenta correlação negativa forte, ou seja, inversamente proporcional ao até agora
150
observado; isso leva à reflexão se esse ensaio é válido para pavimentos cuja textura
é fechada.
Tabela 5.3.2.1 Matriz de correlação linear para Concreto Asfáltico modificado
Fator
HS
(mm)
Drenabilidade
(l/s)
BPN F60
HS (mm) 1 -0,469 0,453 0,903
Drenabilidade
(l/s)
-
0,469
1 -0,909 -0,744
BPN 0,453 -0,909 1 0,790
F60 0,903 -0,744 0,790 1
Tabela 5.3.2.2 Matriz de covariância para Concreto Asfáltico modificado
Fator
HS
(mm)
Drenabilidade
(l/s)
BPN F60
HS (mm) 0,002 0,000 0,001 0,001
Drenabilidade
(l/s)
0,000 0,000 -0,001 0,000
BPN 0,001 -0,001 0,004 0,001
F60 0,001 0,000 0,001 0,001
A dispersão dos valores obtidos por meio do ensaio de Mancha de Areia e
Drenabilidade podem indicar limitações, deste último ensaio, para texturas fechadas
e muito abertas de pavimentos em Concreto Asfáltico, conforme constatou Ferreira
(2002) em sua pesquisa de Mestrado.
5.3.3
SMA
(
Stone Matrix Asphalt
) de Acordo com a Normalização Alemã
com a Faixa 0/11 S
Para o caso do revestimento do tipo
SMA
a análise será apresentada em quatro
etapas. As três primeiras por meio de matriz de correlação e covariância referentes
as avaliações de campo realizadas em março de 2002, junho de 2003 e maio de
151
2006 e a quarta por meio do
boxplot
incluindo também a avaliação realizada em
novembro de 2002.
5.3.3.1 Dados Obtidos em Março de 2002
As Tabelas 5.3.3.1.1 e 5.3.3.1.2 apresentam valores de ensaio em pavimentos tipo
SMA
, logo após a sua construção, ou seja, quando esses pavimentos ainda estão
com a textura mais aberta e os agregados recobertos ainda com uma película de
asfalto no início da operação da pista recapeada, inibindo a microtextura. Apesar
desta particularidade, analisando os dados da matriz de correlação e de covariância
observa-se que há forte correlação positiva entre o ensaio de Mancha de Areia e de
Pêndulo Britânico e com o valor de
IFI
(F
60
) calculado. Possivelmente a película de
ligante sobre os agregados foi arrancada rapidamente devido às condições de
elevados esforços tangenciais na curva com
SMA
.
A correlação entre o ensaio de Mancha de Areia e o valor de Pêndulo Britânico é
negativa fraca a inexistente, assim como já observado que o mesmo ensaio pode
não ser válido para pavimentos de textura muito grossa como aqueles com
grooving
(Aps
et al
., 2003).
Tabela 5.3.3.1.1 Matriz de correlação linear (Pearson) para
SMA
– março de
2002
Fator HS (mm) BPN F60
HS
(mm)
1 -0,008 0,701
BPN -0,008 1 0,706
F60 0,701 0,706 1
152
Tabela 5.3.3.1.2 Matriz de covariância para
SMA
– março de 2002
Fator HS (mm) BPN F60
HS
(mm)
0,0100 0,0000 0,0012
BPN 0,0000 0,0006 0,0003
F60 0,0012 0,0003 0,0003
5.3.3.2 Dados Obtidos em Junho de 2003
Analisando os dados da matriz de correlação e de covariância apresentadas nas
Tabelas 5.3.3.2.1 e 5.3.3.2.1, observa-se que há forte correlação positiva entre o
ensaio de Mancha de Areia, Pêndulo Britânico e de Drenabilidade com o valor de
IFI
(F
60
) calculado.
Tabela 5.3.3.2.1 Matriz de correlação linear para
SMA
– junho de 2003
Fator
HS
(mm)
Drenabilidade
(l/s)
BPN F60
HS
(mm)
1 0,832 0,475 0,858
Drenabilidade
(l/s)
0,832 1 0,645 0,719
BPN 0,475 0,645 1 0,855
F60 0,858 0,719 0,855 1
Tabela 5.3.3.2.2 Matriz de covariância para
SMA
– junho de 2003
Fator
HS
(mm)
Drenabilidade
(l/s)
BPN F60
HS
(mm)
0,012 0,004 0,003 0,003
Drenabilidade
(l/s)
0,004 0,002 0,002 0,001
BPN 0,003 0,002 0,004 0,002
F60 0,003 0,001 0,002 0,001
153
5.3.3.3 Dados Obtidos em Maio de 2006
Analisando os dados da matriz de correlação e de covariância apresentadas nas
Tabelas 5.3.3.3.1 e 5.3.3.3.2, observa-se que a forte correlação positiva entre o
ensaio de Mancha de Areia e Pêndulo Britânico com o valor de
IFI
(F60) calculado
continua mantida.
Tabela 5.3.3.3.1 Matriz de correlação linear (Pearson) para
SMA
– maio de
2006
Fator HS (mm) BPN F60
HS
(mm)
1 0,175 0,784
BPN 0,175 1 0,744
F60 0,784 0,744 1
Tabela 5.3.3.3.2 Matriz de covariância para
SMA
– maio de 2006
Fator HS (mm) BPN F60
HS
(mm)
0,0085 0,0005 0,0017
BPN 0,0005 0,0011 0,0006
F60 0,0017 0,0006 0,0006
5.3.3.4 Comparação das Quatro Avaliações Realizadas
As Figuras 5.3.3.4.1 e 5.3.3.4.2 mostram a evolução da textura superficial do
pavimento
SMA,
por meio das quatro avaliações de campo apresentadas
anteriormente, de março de 2002 a maio de 2006 em função da textura e do atrito
respectivamente, por meio dos
boxplots
.
154
BoxPlot dos Ensaios de Mancha de Areia - SMA
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1 Avaliação 2 Avaliação 3 Avaliação 4 Avaliação
Hs (mm)
Q1
Mínim o
Mediana
Máximo
Q3
Figura 5.3.3.4.1
Boxplots
dos ensaios de Mancha de Areia realizados em diversas
datas para pavimentos asfálticos tipo
SMA
Observa-se uma grande variação inicial da textura do pavimento tendendo a se
fechar sob a ação do tráfego, porém após essa alteração há uma tendência em se
manter constante; além disso, observa-se também que com o passar do tempo os
valores ficam menos dispersos como visto na Figura 4.3.3.4.1 por meio da variação
do intervalo entre
quartis
. Valores extremos mínimos encontrados, na segunda e
terceira avaliação, podem ser explicados devido ao gráfico contemplar as avaliações
realizadas nas faixas 1 e 2 de tipo e volume de tráfego distintos. Após decorridos
quatro anos do revestimento estar sujeito às ações do tráfego pesado, nota-se a
tendência da textura ficar mais aberta; isso pode ser explicado devido ao desgaste
do mástique da mistura ou ao possível início do processo de desagregação.
A Figura 5.3.3.4.2 apresenta três medições realizadas com o Pêndulo Britânico,
comparando a primeira e a segunda medição, cujo intervalo é de aproximadamente
um ano e três meses, pode-se observar a variação do grau de polimento do
agregado com o passar do tempo. A primeira avaliação possui maior
homogeneidade; a dispersão do valor mínimo da segunda avaliação pode receber a
155
mesma interpretação da textura, ou seja, avaliações realizadas nas faixas 1 e 2.
Observando-se a terceira avaliação, decorridos quatro anos, em comparação com as
duas anteriores nota-se que o coeficiente de atrito apresenta uma elevação, assim
como na análise da textura, isso pode ser explicado devido ao desgaste do mástique
da mistura, expondo agregados que na avaliação anterior encontravam-se
revestidos.
BoxPlot dos Ensaios de Pêndulo Britânico - SMA
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0,55
0,6
1 Avaliação 2 Avaliação 3 Avaliação
Hs (mm)
Q1
Mínim o
Mediana
Máxim o
Q3
Figura 5.3.3.4.2
Boxplots
dos ensaios de Atrito realizados em três datas distintas
para pavimentos asfálticos
SMA
5.4 Análise dos Valores Calculados de
IFI
(Sp; F
60
) Visando às
Necessidades de Intervenção
Com os valores obtidos por meio dos ensaios e dos cálculos realizados, apresentados
na Tabela 5.2.1, 5.2.3 e 5.2.4, a Figura 5.4.1 apresenta os valores obtidos em ensaio
de campo com o Pêndulo Britânico e a Mancha de Areia, bem como os valores limites
recomendados pelo DNIT, conforme visto no Capítulo 2. Observa-se que o
revestimento do tipo
SMA
novo (2002) é o único que não necessita de correções; o
156
revestimento do tipo
SMA
depois de decorrido um ano de operação, de acordo com a
figura, precisaria receber intervenções para melhorar a microtextura; possivelmente
o agregado já não apresentava de partida uma elevada resistência ao polimento.
Ensaios desta natureza não são previstos nas normas brasileiras, ao contrário da
prática francesa e européia em geral. Nota-se também, que o
SMA
na avaliação de
maio de 2006 necessita de intervenção para melhoria da microtextura, porém sem
necessidade de urgência.
O Concreto Asfáltico modificado por borracha necessitaria de intervenções visando à
melhora da macrotextura e da microtextura; sobre o Concreto Asfáltico convencional
não é possível tecer conclusões devido à heterogeneidade de situações
apresentadas.
A Figura 5.4.2 apresenta os valores calculados de
IFI
(Sp; F
60
) e valores limites
sugeridos na 4ª. Tentativa. Conforme pode ser observado nesta figura, somente o
revestimento de Concreto Asfáltico modificado com borracha necessitaria receber
intervenções para melhorar a macrotextura e a microtextura. Essa situação é bem
diferente da apresentada pela Figura 5.4.1, sendo que pela experiência adquirida em
avaliação superficial de pavimentos asfálticos, pode-se afirmar que o apresentado na
Figura 5.4.2 é o correspondente ao real observado em campo. Portanto, o índice
combinado está mais adequado para a avaliação de estratégias de intervenção do
que a análise simplista dos resultados de ensaios.
As faixas de classificação dos valores calculados de
IFI
(F
60
), sugeridas na 4ª.
Tentativa estão expressas na Tabela 5.4.1; essas faixas deverão ser atendidas além
daqueles valores obtidos nos ensaios de determinação da macrotextura e da
microtextura. Para pavimentos novos os valores deverão estar compreendidos na
classificação BOA; pavimentos em serviços serão tolerados valores na faixa
REGULAR; pavimentos com classificação inferior a REGULAR deverão sofrer
estratégias de manutenção a fim de garantir a segurança viária.
157
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50
Macrotextura (mm)
Microtextura (BPN)
SM A março 2002
SM A junho 2003
SM A maio 2006
CA IA IV-b mod borracha
CA DERSA FIII - CAP 20
Limite M acrotextura
Limite M icrotextura
Melhorar a macrotextura
Melhorar a m icrotextura
Não necessita de intervenções
Melhorar a macrotextura
e a m icrotextura
Figura 5.4.1 Valores de atrito
versus
valores de textura em função de limites
sugeridos pelo DNIT 2000
IFI
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0 25 50 75 100 125
Sp
F60
SMA março 2002
SMA junho 2003
SMA maio 2006
CA IA IV-b mod borracha
CA DERSA FIII - CA P 20
Limite F60
Limite Sp
Melhorar a
m acrotextura
Melhorar a
m acrotextura
microtextura
Não necessita de intervenções
Melhorar a m icrotextura
Figura 5.4.2 Valores de
IFI
, (Sp)
versus
(F
60
) em função de limites sugeridos na 4ª.
Tentativa
158
Tabela 5.4.1 Faixas limites de valores de
IFI
(F
60
) 4
a
Tentativa
Limites
IFI
Péssimo < 0,05
Muito Ruim 0,06 0,08
Ruim 0,09 0,11
Regular 0,12 0,14
Bom 0,15 0,21
Muito Bom 0,22 0,35
Ótimo > 0,35
Outra aplicação para esse índice (
IFI
) é a possibilidade de estimar valores de atrito
FRS, para qualquer velocidade (S). Isso na prática se torna muito interessante, como
visto neste estudo, os valores de
IFI
(Sp; F
60
) estão indicando a necessidade de
intervenções urgentes, no trecho de Concreto Asfáltico modificado, visando a
segurança dos usuários; sabe-se que tais atividades requerem estudos,
programação, contratação e interdição do tráfego local, o que nem sempre é possível
no momento. Recalculando os valores de F
60
para outras velocidades, conforme pode
ser visto na Tabela 5.4.2, pode-se optar pela redução da velocidade local até que tais
intervenções sejam realizadas.
Neste caso, se no referido trecho for recomendada uma velocidade de 60 km/h,
pode-se reduzir a velocidade para 40 km/h, garantindo melhores condições de
segurança até que as intervenções sejam feitas. Esta conclusão é decorrente da
análise dos dados da Tabela 5.4.2 que mostram valores de F(60) de 0,09 e 0,10,
classificados como ruins. Observe-se que reduzindo-se a velocidade, o F(40) passa
para 0,13 e 0,15 respectivamente, classificados como regular e bom.
Tabela 5.4.2 Valores de F
60
recalculados para outras velocidades.
Valores de F(S), km/h
Sp FRS
FR(0) F(0) FR(20) F(20) FR(40) F(40) FR(60) F(60)
26,01 30,00 44,06 0,41 20,43 0,22 9,47 0,13 4,39 0,09
30,79 40,00 55,35 0,50 28,91 0,29 15,10 0,18 7,89 0,12
30,50 31,00 43,03 0,40 22,34 0,23 11,59 0,15 6,02 0,10
42,70 39,00 49,29 0,45 30,86 0,30 19,32 0,21 12,09 0,15
35,17 48,00 63,79 0,57 36,12 0,34 20,45 0,22 11,58 0,15
39,10 36,00 46,49 0,43 27,88 0,28 16,72 0,19 10,02 0,14
159
5.5 Considerações Finais sobre as Análises da Amostra do Grupo de
Controle
Pode-se inferir, neste trabalho, que o ensaio de Mancha de Areia e o de
Drenabilidade para os pavimentos asfálticos de Concreto Asfáltico e
SMA
apresentam
boa correlação; sendo R = 0,79 (correlação forte) para Concreto Asfáltico e R = 0,83
(correlação forte) para o
SMA
.
Os valores de
IFI
obtidos por meio da ASTM E-1960-98 (2001), para pavimentos em
Concreto Asfáltico, são mais afetados pela variação do índice de textura do
pavimento do que pelo índice de atrito medido por equipamentos padronizados por
essa norma.
O ensaio de Drenabilidade, quando realizado em revestimento asfáltico Concreto
Asfáltico modificado por borracha e correlacionado com o valor de
IFI
(F
60
)
calculado, apresenta correlação negativa forte, ou seja, inversamente proporcional
ao até agora observado, isso leva à reflexão se esse ensaio é válido para pavimentos
cuja textura é fechada. Dispersões observadas nos valores obtidos por meio do
ensaio de Drenabilidade indicam limitações deste ensaio para texturas fechadas e
muito abertas de pavimentos asfálticos.
De maneira geral, pôde-se observar que o
SMA
promove uma melhor macrotextura
que o Concreto Asfáltico, como era de se esperar para os projetos de mistura
asfáltica executados. Quanto ao
IFI
, observa-se a superioridade do
SMA
e Concreto
Asfáltico convencional sobre o Concreto Asfáltico modificado.
Embora análises de dados de acidentes não tenham sido realizadas, pode-se afirmar
por meio de entrevistas realizadas com a Polícia Rodoviária local que o número de
acidentes foi reduzido significativamente após a execução do
SMA
na “curva da
onça”.
Os valores de
IFI
(Sp; F
60
) podem ser utilizados para estratégias de intervenção
visando à segurança do usuário.
160
Conclusões
As conclusões desta pesquisa estão tecidas em função do objetivo central e metas
associadas que estão apresentados no Capítulo 1, como segue:
a) Verificar a aplicabilidade da norma da ASTM E-1960-98 que define
valores de IFI
International Friction Index
:
O
IFI
pode ser utilizado por órgãos viários e aeroportuários sem necessidade de alterar
os métodos de avaliação de textura e atrito em vigor (equipamentos e
procedimentos), sem qualquer perda do histórico do banco de dados.
Os valores de
IFI
(Sp; F
60
) podem ser utilizados para estratégias de intervenção
visando a segurança do usuário.
Esses valores podem ser utilizados em estudos de acidentes, avaliações para
sistemas de gerência de pavimentos, de manutenção, operações aeroportuárias
entre outras aplicações.
b) Demonstrar que valores de macrotextura e microtextura obtidos por
meio de aparelhagem portátil podem ser empregados para o cálculo
dos valores de
IFI
:
Demonstrou-se que valores de macrotextura e microtextura obtidos por meio de
aparelhagem portátil (Mancha de Areia e Pêndulo Britânico) podem ser empregados
para o cálculo dos valores de
IFI
;
161
c) Estimar as relações existentes entre as medidas de atrito, textura e
drenabilidade variando as superfícies ensaiadas:
Pode-se inferir que o ensaio de Drenabilidade, nesta pesquisa, é válido para
pavimentos asfálticos que apresentem textura média, variando de fina a grossa.
Dispersões observadas nos valores obtidos por meio do ensaio de Drenabilidade em
comparação com o ensaio de Mancha de Areia de acordo com a ASTM E 965-96
(2001) indicaram limitações deste ensaio para revestimentos cujas texturas são
muito fechadas ou muito abertas. O ensaio de Drenabilidade não apresenta relação
com a microtextura.
Em uma análise global de todos os tipos de revestimentos asfálticos, comprovou-se
que não há forte correlação entre os ensaios de Mancha de Areia e atrito pelo
Pêndulo Britânico, constituindo-se variáveis independentes. Por meio destes dois
valores, determinados em ensaios simples de campo, foi verificada a existência de
forte correlação com os valores de IFI (F60) calculados. Os valores de
IFI
para
revestimentos asfálticos são mais afetados pela variação do índice de textura do
pavimento (determinado pela Mancha de Areia), do que pelo índice de atrito medido
por equipamentos padronizados por essa norma.
d) Estabelecer critérios e faixas de classificação para a aderência em
função de IFI (Sp; F
60
):
Este trabalho propõe faixas de classificação para os valores de
IFI
(Sp; F
60
) com base
nas características de macrotextura e microtextura, na interpretação dos resultados
obtidos e coletados de valores reais de campo e na experiência prática da avaliação
de pavimentos. Os limites propostos poderão servir como base futura para a
evolução de uma especificação brasileira.
Pode-se inferir nesta pesquisa que as faixas propostas da 4
a
Tentativa estão aptas
para serem utilizadas em rodovias e vias urbanas de alto volume de tráfego, base do
162
banco de dados desta tese, dadas as fortes correlações verificadas e confiabilidade
dos resultados das análises.
O IFI pode ser empregado para avaliação de revestimentos de vias com tráfego
pesado, operando inclusive em baixa velocidade, pois engloba as características de
microtextura e macrotextura. Ressalta-se ainda que o
IFI
pode ser utilizado para
avaliação e verificação de limite de velocidade da pista em função de suas
características de aderência.
e) Outras observações: Considerações complementares
Vale ressaltar que as coletas de dados de acidentes, geralmente não são precisas,
pois dificilmente consegue-se registrar todos os acidentes que ocorrem em um
determinado trecho em avaliação. Destaca-se que somente nos acidentes com
vitimas, dispõe-se de maior precisão de registros, proporcionalmente àqueles em que
só ocorreram danos materiais.
As pesquisas que buscam relacionar a influência das características geométricas da
via na ocorrência de acidentes são realizadas em seções pilotos, não refletindo a
realidade de toda a rodovia, havendo, portanto necessidade da busca de mais dados
quantitativos e qualitativos envolvendo essa relação.
163
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172
Anexo 1 Par de Valores de IFI (Sp ;F
60
)
Anexo 1.1 Faixas Propostas 3
a
Tentativa
Sp F60
5,56 0,06
16,29 0,07
21,19 0,08
27,26 0,10
28,56 0,11
36,20 0,14
37,98 0,15
63,08 0,23
59,80 0,24
113,47 0,34
Anexo 1.2 Faixas Propostas 4
a
Tentativa
Sp F60
5,56 0,05
16,29 0,08
21,19 0,09
27,26 0,11
28,56 0,12
36,20 0,14
37,98 0,15
63,08 0,21
59,80 0,22
113,47 0,35
Anexo 2 Classificação e Tempo de Serviço dos Revestimentos Asfálticos
Macro Textura Micro Textura
Unidade Amostragem
Altura de Areia Hs (mm)
Drena-
bilidade
Pend. Britanico
Diam. Media
Número
de
Pontos
Nº Tipo
Anos de
Execução
Med. cm
Hs=Tx
Classi-
ficação
l/s
FRS
Classi-
ficação
Mu-
meter
S
p
FR-
60
F60
Conceito LOCAL
1 1 Concreto Asfáltico + 6 24,5 0,53 M 0,034 47,8 MR - 48,64 17,10 0,19 BOM
2 2 Concreto Asfáltico + 6 23 0,60 M 0,063 51,2 MR - 56,76 21,22 0,23 MUITO BOM
3 3 Concreto Asfáltico + 6 27 0,44 M 0,013 55,4 R - 38,00 14,86 0,17 BOM
4 4 Concreto Asfáltico + 6 23,5 0,58 M 0,087 61 R - 53,88 24,12 0,25 MUITO BOM
Campo de
Prova da
Pirreli
5 1 SMA faixa alemã D0-11S 0 16,8 1,13 G - 59 R - 116,52 38,41 0,36 ÓTIM0
6 2 SMA faixa alemã D0-11S 0 19,9 0,80 G - 59,5 R - 79,71 31,78 0,31 MUITO BOM
7 3 SMA faixa alemã D0-11S 0 20,3 0,77 M - 61 R - 76,15 31,63 0,31 MUITO BOM
8 4 SMA faixa alemã D0-11S 0 17,2 1,08 G - 52,8 MR - 110,63 33,60 0,32 MUITO BOM
9 5 SMA faixa alemã D0-11S 0 20 0,80 G - 50,4 MR - 78,80 26,72 0,27 MUITO BOM
Interlagos
10 1 CA convencional F III 4 31,3 0,32 F 0,028 54 MR - 24,75 7,16 0,11 REGULAR
11 2 CA convencional F III 4 26,8 0,44 M 0,058 49 MR - 38,38 13,32 0,16 BOM
12 3 CA convencional F III 4 24,7 0,52 M 0,164 60 R - 47,47 20,93 0,22 MUITO BOM
13 4 CA convencional F III 4 18,5 0,93 G 0,241 57 R - 94,05 33,50 0,32 MUITO BOM
14 5 CA convencional F III 3 32,4 0,3 F 0,055 58 R - 22,48 6,27 0,11 RUIM
15 6 CA convencional F III 3 30,4 0,34 F 0,047 49 MR - 27,02 7,70 0,12 REGULAR
16 7 CA convencional F III 3 28,8 0,38 F 0,031 56 R - 31,57 11,49 0,15 BOM
17 8 CA convencional F III 0 26,2 0,46 M 0,062 58 R - 40,66 16,96 0,19 BOM
18 9 CA convencional F III 0 26,2 0,46 M 0,038 58 R - 40,66 16,96 0,19 BOM
19 10 CA convencional F III 4 16 1,24 MG 0,297 58 R - 129,26 39,39 0,37 ÓTIM0
20 11 CA convencional F III 4 18 0,98 G 0,108 59 R - 99,73 35,74 0,34 MUITO BOM
21 12 CA convencional F III 3 24,9 0,51 M 0,052 48 MR - 46,34 16,32 0,19 BOM
22 13 CA convencional F III 3 24,9 0,51 M 0,089 54 R - 46,34 18,36 0,20 BOM
23 14 CA convencional F III 0 25,7 0,48 M 0,036 60 R - 42,93 18,72 0,21 BOM
24 15 CA convencional F III 0 26,5 0,45 M 0,021 57 R - 39,52 16,08 0,18 BOM
25 16 CA convencional F III 3 27,7 0,41 M 0,004 54 R - 34,98 12,93 0,16 BOM
26 17 CA convencional F III 3 28,1 0,4 M 0,019 54 R - 33,84 12,32 0,15 BOM
Santos
27 18 CA convencional F III 0 28,4 0,39 F 0,003 63 R - 32,70 13,66 0,17 BOM
28 19 CA convencional F III 0 33,5 0,28 F 0,005 59 R - 20,21 4,97 0,10 RUIM
29 20 CA convencional F III 1 25,4 0,49 M 0,034 58 R - 44,06 18,65 0,21 BOM
30 21 CA convencional F III 1 25,7 0,48 M 0,013 53 R - 42,93 16,54 0,19 BOM
31 22 CA convencional F III 1 34,7 0,26 F 0,012 54 R - 17,94 3,32 0,08 RUIM
32 1 CA faixa III - PMSP CAP 20 2 24,2 0,54 M - 66,6 R - 50,12 24,56 0,25 MUITO BOM
33 2 CA faixa III - PMSP CAP 20 2 21 0,72 M - 68 R - 70,36 33,41 0,32 MUITO BOM
34 3 CA faixa III - PMSP CAP 20 2 23,4 0,58 M - 67 R - 54,41 26,73 0,27 MUITO BOM
35 4 CA faixa III - DERSA CAP 20 2 32,6 0,30 F - 62,4 R - 22,41 6,70 0,11 RUIM
36 5 CA faixa III - DERSA CAP 20 2 29,3 0,37 F - 60,2 R - 30,50 11,69 0,15 BOM
37 6 CA faixa III - DERSA CAP 20 2 28,4 0,39 F - 57,6 R - 33,22 12,78 0,16 BOM
38 7 CA IA faixa IV-b CAP 20 2 31,1 0,33 F - 46,6 MR - 25,77 6,70 0,11 RUIM
39 8 CA IA faixa IV-b CAP 20 2 28,1 0,40 M - 47 MR - 34,18 10,88 0,14 BOM
40 9 CA IA faixa IV-b CAP 20 2 30,2 0,35 F - 45,8 MR - 28,03 7,70 0,12 REGULAR
41 10 CA IA faixa IV-b mod SBS 2 33,5 0,28 F - 47,2 MR - 20,61 4,17 0,09 RUIM
42 11 CA IA faixa IV-b mod SBS 2 33,3 0,29 F - 47,6 MR - 21,00 4,40 0,09 RUIM
43 12 CA IA faixa IV-b mod SBS 2 32 0,31 F - 52 MR - 23,70 6,31 0,11 RUIM
44 13 SMA faixa alemã D0-11S 2 21 0,72 M - 66,6 R - 70,36 32,72 0,32 MUITO BOM
45 14 SMA faixa alemã D0-11S 2 22 0,66 M - 68 R - 63,08 30,78 0,30 MUITO BOM
46 15 SMA faixa alemã D0-11S 2 22,1 0,65 M - 67 R - 62,41 30,07 0,30 MUITO BOM
Coredor
Tecnológico
47 1 CA faixa III - PMSP CAP 20 4 25,20 0,50 M - 56,2 R - 45,34 18,66 0,21 BOM
48 2 CA faixa III - PMSP CAP 20 4 23,20 0,59 M - 59,6 R - 55,58 24,24 0,25 MUITO BOM
49 3 CA faixa III - PMSP CAP 20 4 24,13 0,55 M - 55,4 R - 50,53 20,59 0,22 MUITO BOM
50 4 CA faixa III - PMSP CAP 20 4 20,75 0,74 M - 57 R - 72,38 28,57 0,28 MUITO BOM
51 5 CA faixa III - PMSP CAP 20 4 25,25 0,50 M - 57 R - 45,12 18,82 0,21 BOM
52 6 CA faixa III - DERSA CAP 20 4 22,13 0,65 M - 57 R - 62,27 25,54 0,26 MUITO BOM
53 7 CA faixa III - DERSA CAP 20 4 22,90 0,61 M - 57,2 R - 57,35 23,92 0,25 MUITO BOM
54 8 CA faixa III - DERSA CAP 20 4 23,50 0,58 M - 58,8 R - 53,88 23,25 0,24 MUITO BOM
55 9 CA faixa III - DERSA CAP 20 4 26,58 0,45 M - 57,7 R - 39,60 16,32 0,19 BOM
56 10 CA faixa III - DERSA CAP 20 4 23,90 0,56 M - 57,7 R - 51,70 21,94 0,23 MUITO BOM
57 11 CA IA faixa IV-b CAP 20 4 28,35 0,40 F - 45 R - 33,39 10,07 0,14 REGULAR
58 12 CA IA faixa IV-b CAP 20 4 27,60 0,42 M - 59,8 R - 35,87 14,84 0,17 BOM
Coredor
Tecnológico
59 13 CA IA faixa IV-b CAP 20 4 28,20 0,40 M - 51,4 R - 33,87 11,74 0,15 BOM
60 14 CA IA faixa IV-b CAP 20 4 30,75 0,34 F - 52 R - 26,64 7,96 0,12 REGULAR
61 15 CA IA faixa IV-b mod SBS 4 27,48 0,42 M - 50 R - 36,30 12,61 0,16 BOM
62 16 CA IA faixa IV-b mod SBS 4 27,90 0,41 M - 49,2 R - 34,85 11,72 0,15 BOM
63 17 CA IA faixa IV-b mod SBS 4 26,85 0,44 M - 48,4 R - 38,56 13,23 0,16 BOM
64 18 CA IA faixa IV-b mod SBS 4 28,13 0,40 M - 49,2 R - 34,11 11,36 0,15 BOM
65 19 SMA faixa alemã D0-11S 4 21,25 0,70 M - 48,6 R - 68,48 23,42 0,24 MUITO BOM
66 20 SMA faixa alemã D0-11S 4 20,75 0,74 M - 55 R - 72,38 27,57 0,28 MUITO BOM
67 21 SMA faixa alemã D0-11S 4 19,30 0,85 G - 48,6 R - 85,48 27,08 0,27 MUITO BOM
68 22 SMA faixa alemã D0-11S 4 19,38 0,85 G - 50,7 R - 84,73 28,10 0,28 MUITO BOM
69 1
Grooving
+ 10 31 1,55 MG 0,32 67 R 164,48 49,44 0,45 ÓTIM0
70 2
Grooving
+ 10 29,3 1,32 MG 0,26 67 R 138,35 46,68 0,43 ÓTIM0
71 3
Grooving
+ 10 25,8 1,41 MG 73 R 148,58 52,14 0,47 ÓTIM0
72 4
Grooving
+ 10 29,2 1,02 G 0,21 68 R 104,27 42,10 0,39 ÓTIM0
73 5
Grooving
+ 10 31 1,55 MG 0,27 80 MuR 164,48 59,03 0,53 ÓTIM0
74 6 Concreto Asfáltico + 10 24,7 0,52 M 0,12 60 R
68
47,47 20,93 0,22 MUITO BOM
Guarulhos
75 1 Concreto Asfáltico + 6 26,2 0,46 M 0,040 59 R - 40,66 17,25 0,19 BOM
76 2 Concreto Asfáltico + 6 30 0,35 F 0,040 59 R - 28,16 9,99 0,14 REGULAR
77 3 Concreto Asfáltico + 6 30,4 0,34 F 0,050 64 R - 27,02 10,06 0,14 REGULAR
78 4 CA /Pintura + 6 30,9 0,33 F 0,020 58 R - 25,89 8,41 0,12 REGULAR
Campo
Marte
79 1 Concreto Asfáltico 3 27,7 0,41 M 0,02 89 MuR - 34,98 21,31 0,23 MUITO BOM
80 2
Grooving
3
17,3 1,06 G 0,44 82 MuR - 108,82 51,79 0,47 ÓTIM0
81 3
Grooving
3
18,8 0,90 G 0,41 72 R - 90,64 41,47 0,39 ÓTIM0
82 4
Grooving
3 14 1,62 MG 0,29 90 MuR - 172,43 67,35 0,59 ÓTIM0
83 5
Grooving
3
15,9 1,27 MG 0,25 95 MuR - 132,67 65,17 0,58 ÓTIM0
84 6
Grooving S/E
3
17,3 1,06 G 0,29 70 R - 108,82 44,21 0,41 ÓTIM0
85 7
Grooving S/E
3 15 1,41 MG 0,32 70 R - 148,58 50,00 0,46 ÓTIM0
86 8
Grooving/E
3
21,3 0,70 M 0,35 67 R - 67,92 32,09 0,31 MUITO BOM
87 9
Grooving/E
3
19 0,88 G 0,27 69 R - 88,37 39,18 0,37 ÓTIM0
88 10
Grooving/E
3 16,1 1,22 MG 0,3 65 R - 126,99 43,85 0,41 ÓTIM0
89 11
Grooving/E
3 16 1,24 MG 0,46 68 R - 129,26 46,19 0,43 ÓTIM0
Congonhas
90 1 SMA faixa alemã D0-11S 1 23 0,60 M -
30
ML
- 56,76 12,43 0,16 BOM
Santos
91 2 SMA faixa alemã D0-11S 1 25 0,50 M -
40
IR
- 44,75 13,08 0,16 BOM
92 3 SMA faixa alemã D0-11S 1 26 0,46 M -
35
L
- 41,21 10,40 0,14 REGULAR
93 4 SMA faixa alemã D0-11S 1 25 0,52 M -
35
L
- 47,83 12,31 0,15 BOM
94 5 SMA faixa alemã D0-11S 1 25 0,52 M -
35
L
- 47,83 12,31 0,15 BOM
95 6 SMA faixa alemã D0-11S 1 24 0,54 M -
35
L
- 49,47 12,74 0,16 BOM
96 7 Tratamento Superficial 1 14,7 1,48 MA - 62,8
R
- 156,53 45,63 0,42 ÓTIM0
97 8 Tratamento Superficial 1 14,3 1,55 MA - 58,4
R
- 164,48 43,09 0,40 ÓTIM0
98 9 Microrrevestimento 1 21,8 0,67 M -
54,2
MR
- 64,26 24,89 0,26 MUITO BOM
99 10 Microrrevestimento 1 21,7 0,68 M -
53,2
MR
- 65,43 24,78 0,25 MUITO BOM
100 11 Microrrevestimento 1 19,8 0,81 G -
53,7
MR
- 80,33 28,82 0,29 MUITO BOM
101 12 Microrrevestimento 1 20,5 0,76 M -
53,7
MR
- 74,45 27,43 0,28 MUITO BOM
102 13 Microrrevestimento 1 20,8 0,73 M -
53,7
MR
- 71,72 26,74 0,27 MUITO BOM
103 14 CA Faixa 2 DERSA 1 36,8 0,23 F -
52
R
- 15,05 1,88 0,07 MUITO RUIM
104 15 CA Faixa 2 DERSA 1 39,5 0,20 F -
49,6
MR
- 11,58 0,66 0,06 MUITO RUIM
105 16 CA Faixa 2 DERSA 1 40,0 0,20 F -
50,8
MR
- 11,00 0,54 0,06 MUITO RUIM
106 17 CA Faixa 2 DERSA 1 38,8 0,21 F -
50,8
MR
- 12,38 0,89 0,06 MUITO RUIM
107 18 CA Faixa 2 DERSA 1 39,5 0,20 F -
50,8
MR
- 11,58 0,68 0,06 MUITO RUIM
108 19 CA Faixa 2 DERSA 1 39,8 0,20 F -
50,8
MR
- 11,19 0,58 0,06 MUITO RUIM
Dumont
109 1 SMA faixa alemã D0-11S 1 17,30 1,06 G - 54 MR - 109,17 34,16 0,33 MUITO BOM
110 2 SMA faixa alemã D0-11S 1 17,25 1,07 G - 47 MR - 109,87 29,82 0,29 MUITO BOM
111 3 SMA faixa alemã D0-11S 1 18,70 0,91 G - 49 MR - 91,77 28,42 0,28 MUITO BOM
112 4 SMA faixa alemã D0-11S 1 16,25 1,20 MG - 50 MR - 125,28 33,55 0,32 MUITO BOM
113 5 SMA faixa alemã D0-11S 1 18,10 0,97 G - 52 MR - 98,73 31,34 0,31 MUITO BOM
Anchieta
114 1 Concreto Asfáltico mod bor 1 30 0,35 F - - - - - - - ÓTIM0
115 2 Concreto Asfáltico mod bor 1 36,9 0,23 F - - - - - - - ÓTIM0
116 3 Concreto Asfáltico mod bor 1 29,2 0,37 F - - - - - - - ÓTIM0
117 4 Concreto Asfáltico mod bor 1 26,2 0,46 M - - - - - - - ÓTIM0
118 5 Concreto Asfáltico mod bor 1 28,1 0,4 M - - - - - - - ÓTIM0
119 6 SMA faixa alemã D0-11S 1 26,5 0,45 M - - - - - - - ÓTIM0
120 7 SMA faixa alemã D0-11S 1 23,2 0,59 M - - - - - - - ÓTIM0
121 8 SMA faixa alemã D0-11S 1 19,7 0,82 G - - - - - - - ÓTIM0
122 9 SMA faixa alemã D0-11S 1 20,2 0,78 M - - - - - - - ÓTIM0
Anchieta
123 10 SMA faixa alemã D0-11S 1 19,3 0,85 G - - - - - - - ÓTIM0
124 11 SMA faixa alemã D0-11S 1 20,3 0,77 M - - - - - - - ÓTIM0
125 12 Concreto Asfáltico 1 20,2 0,78 M - - - - - - - ÓTIM0
126 13 Concreto Asfáltico 1 21,5 0,69 M - - - - - - - ÓTIM0
127 1 Concreto Asfáltico mod bor 2 31 0,3311 F 0,119 30 ML - 26,01 4,39 0,09 RUIM
128 2 Concreto Asfáltico mod bor 2 29,2 0,37318 F 0,063 40 IR - 30,79 7,89 0,12 REGULAR
129 3 Concreto Asfáltico mod bor 2 29,3 0,37064 F 0,097 31 ML - 30,50 6,02 0,10 RUIM
130 4 Concreto Asfáltico mod bor 2 25,8 0,47802 M 0,072 39 LISA - 42,70 12,09 0,15 BOM
131 5 Concreto Asfáltico mod bor 2 27,8 0,41171 M 0,058 48 MR - 35,17 11,58 0,15 BOM
132 6 Concreto Asfáltico mod bor 2 26,7 0,44633 M 0,093 36 LISA - 39,10 10,02 0,14 REGULAR
133 7 SMA faixa alemã D0-11S 2 24,8 0,51734 M 0,110 23 P - 47,17 7,97 0,12 REGULAR
134 8 SMA faixa alemã D0-11S 2 22,3 0,63984 M - 44 IR - 61,09 19,41 0,21 MUITO BOM
135 9 SMA faixa alemã D0-11S 2 23,8 0,56173 M - 44 IR - 52,21 16,89 0,19 BOM
136 10 SMA faixa alemã D0-11S 2 20,2 0,7798 M 0,140 41 IR - 76,98 21,42 0,23 MUITO BOM
137 11 SMA faixa alemã D0-11S 2 20 0,79547 M - 45 IR - 78,77 23,85 0,25 MUITO BOM
138 12 SMA faixa alemã D0-11S 2 19,3 0,85422 G - 42 IR - 85,44 23,39 0,24 MUITO BOM
139 13 SMA faixa alemã D0-11S 2 19,3 0,85422 G 0,208 41 IR - 85,44 22,84 0,24 MUITO BOM
140 14 SMA faixa alemã D0-11S 2 20,3 0,77213 M 0,198 35 LISA - 76,11 18,15 0,20 BOM
141 15 SMA faixa alemã D0-11S 2 20,2 0,7798 M - 42 IR - 76,98 21,94 0,23 MUITO BOM
142 16 SMA faixa alemã D0-11S 2 21,5 0,68835 M - 35 LISA - 66,60 16,52 0,19 BOM
143 17 Concreto Asfáltico 2 21,2 0,70796 M 0,150 48 MR - 68,82 23,21 0,24 MUITO BOM
144 18 Concreto Asfáltico 2 23,5 0,57617 M 0,057 51 MR - 53,85 20,15 0,22 MUITO BOM
145 19 Concreto Asfáltico 2 19,8 0,81162 G 0,140 46 IR - 80,60 24,74 0,25 MUITO BOM
146 20 Concreto Asfáltico 2 24,3 0,53885 M 0,097 44,2 IR - 49,61 16,13 0,19 BOM
147 21 Concreto Asfáltico 2 25,2 0,50105 M 0,085 47 MR - 45,32 15,59 0,18 BOM
Anchieta
148 1 TSD + Capa Selante < 1 12,8 1,93 MuG 0,473 56 R - 207,65 44,02 0,41 ÓTIM0
149 2 TSD + Capa Selante 2 12,1 2,18 MuG 0,609 56 R - 236,05 45,31 0,42 ÓTIM0
150 3 TSD + Capa Selante 2 13,7 1,7 MuG 0,556 56 R - 181,52 42,52 0,40 ÓTIM0
151 4 TSS + Lama (Cape Seal) < 1 22,9 0,61 M 0,154 58 R - 57,70 24,38 0,25 MUITO BOM
152 5 TSS + Lama (Cape Seal) 2 17,7 1,01 G 0,239 58 R - 103,14 35,72 0,34 MUITO BOM
153 6 TSS + Lama (Cape Seal) 2 18,2 0,96 G 0,237 58 R - 97,46 34,72 0,33 MUITO BOM
154 7 TSS + Micro (Cape Seal) < 1 21,1 0,71 M 0,149 60 R - 69,06 29,09 0,29 MUITO BOM
RGS
155 8 TSS + Micro (Cape Seal) 2 21,8 0,67 M 0,168 60 R - 64,51 27,64 0,28 MUITO BOM
156 9 TSS + Micro (Cape Seal) 2 19,1 0,87 G 0,141 60 R - 87,23 33,82 0,33 MUITO BOM
157 1 SMA faixa alemã D0-11S 5 18,50 0,93 G - 50,4 MR - 94,01 29,61 0,29 MUITO BOM
158 2 SMA faixa alemã D0-11S 5 18,38 0,94 G - 47,8 MR - 95,45 28,31 0,28 MUITO BOM
159 3 SMA faixa alemã D0-11S 5 18,38 0,94 G - 52,6 MR - 95,45 31,15 0,31 MUITO BOM
160 4 SMA faixa alemã D0-11S 5 17,95 0,99 G - 52,8 MR - 100,58 32,12 0,31 MUITO BOM
161 5 SMA faixa alemã D0-11S 5 18,68 0,91 G - 55,6 MR - 92,04 32,30 0,31 MUITO BOM
162 6 SMA faixa alemã D0-11S 5 17,83 1,00 G - 45,4 MR - 102,16 27,83 0,28 MUITO BOM
163 7 SMA faixa alemã D0-11S 5 20,68 0,74 G - 47,6 MR - 72,96 23,99 0,25 MUITO BOM
164 8 SMA faixa alemã D0-11S 5 18,50 0,93 G - 47,6 MR - 94,01 27,97 0,28 MUITO BOM
165 9 SMA faixa alemã D0-11S 5 21,73 0,67 G - 49,4 MR - 64,98 22,89 0,24 MUITO BOM
166 10 SMA faixa alemã D0-11S 5 19,03 0,88 G - 47,6 MR - 88,26 27,01 0,27 MUITO BOM
167 11 SMA faixa alemã D0-11S 5 18,98 0,88 G 45,2 MR - 88,79 25,74 0,26 MUITO BOM
Anchieta
168 1
CPA mod SBS
2 16,35 1,19 G - 55 R - 123,58 36,70 0,35 MUITO BOM
169 2
CPA mod SBS
2 14,50 1,51 MG - 53 MR - 159,94 38,77 0,37 ÓTIM0
170 3
CPA mod SBS
2 15,25 1,37 MG - 49 MR - 144,03 34,63 0,33 MUITO BOM
171 4
CPA mod SBS
2 16,80 1,13 G - 49 MR - 116,77 31,93 0,31 MUITO BOM
172 5
CPA mod SBS
2 16,35 1,19 G - 58 R - 123,58 38,70 0,37 ÓTIM0
Dutra
173
1
SMA 0/16
0 15,35 1,35 MG - 64,4
R
- 141,76 45,26 0,42 ÓTIM0
174
2
Areia Asfalto
0 42,30 0,18 MF - 55
R
- 8,85 0,19 0,06 MUITO RUIM
175
3
CPA
0 12,68 1,98 MG - 71
R
- 213,33 56,17 0,51 ÓTIM0
LTP
176
1
Concreto Asfáltico 0 31,50 0,32 F 0,016 49,8
R
- 24,75 6,61 0,11 RUIM
177
2
Concreto Asfáltico 0 25,33 0,50 M 0,044 47,6
MR
- 45,20 15,75 0,18 BOM
178
3
Concreto Asfáltico 0 31,17 0,33 F 0,039 56,8
R
- 25,89 8,23 0,12 REGULAR
Bandeirantes
179
Anexo 3 Molde do Pavimento
Algumas tentativas de reproduzir o perfil do pavimento foram executadas, porém não
apresentaram resultados satisfatórios, como:
1) Gesso comum: aderiu ao pavimento, apresentou retração de volume e formação de
bolhas resultando em vazios.
2) Gesso pedra: de uso odontológico - aderiu ao pavimento, menor retração e menos
formação de bolhas. Houve necessidade de se aprender como realizar a adequada
espatulação do gesso.
3) Alginato: Material Odontológico usado para molde, apresentou melhor resultado
quando a superfície foi pulverizada com spray de vaselina mas mesmo assim deixou
resíduo do material no revestimento. Material caro. Dificuldade de “vazar” o molde
em laboratório para produzir o “positivo” do pavimento.
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