avaliaÇÃo econÓmica de diferentes soluÇÕes de … 3 pp_2 maria de... · objectivos >melhor...

AVALIAÇÃO ECONÓMICA DE

DIFERENTES SOLUÇÕES DE

PAVIMENTAÇÃO

AO LONGO DO CICLO DE VIDA DAS

INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

Maria de Lurdes Antunes

Vânia Marecos

Objectivos

>Melhor conhecimento dos custos associados a diferentes

soluções de pavimentação ao longo do ciclo de vida das

infra-estruturas

>Minimização dos custos ao longo do ciclo de vida sem

comprometer a qualidade do serviço

Consideração de pavimentos destinados a diferentes

cenários (classes de tráfego e tipos de fundação)

Plano de trabalhos

Definição de casos

de estudoTráfego, fundação

Estruturas Tipo

Cálculo do custo total ao

longo do ciclo de vida

dono de obra;

concessionário

Modelos de evolução das

degradações

Estratégias de conservação e

reabilitação (C&R)

Custos de

construçãoCustos de C&R

Outros custos

Utentes; sociedade

Análise Multicritério

Intervenções de

C&RAmbiente

Selecção de estruturas de pavimento

Tráfego T5

TMDAp entre 150 e 300

Tráfego T1

TMDAp entre 1200 e 2000

Fundação F2

E entre 50 e 80 MPa

Fundação F3

E entre 80 e 150 MPa

Fundação F3

E entre 80 e 150 MPa 41 e

stru

tura

s d

e p

avim

ento

Estruturas de pavimento

0

10

20

30

40

50

60

70

FL1

.T5.

F2

FL1

.T5.

F2.

OP

FL2

.T5.

F2

FL3

.T5.

F2

FL4

.T1.

F3

FL4

.T1.

F3.

RU

FL4

.T1.

F3.

RU

.RC

FL5

.T5.

F3

FL6

.T1.

F3

FL6

.T1.

F3.

RU

FL6

.T1.

F3.

RU

.RC

FL6

.T1.

F3.

OP.

RU

FL6

.T1.

F3.

OP.

RU

.RC

FL7

.T5.

F3

FL7

.T5.

F3.

OP

FL8

.T1.

F3

FL8

.T1.

F3.

RU

FL8

.T1.

F3.

RU

.RC

FL9

.T5.

F3

SC G BP BAC BC MB

Pavimentos flexíveis

0

10

20

30

40

50

60

70

SR

1.T

5.F

2

SR

1.T

5.F

2.A

F

SR

2.T

5.F

2

SR

2.T

5.F

2.A

F

SR

3.T

1.F

3

SR

3.T

1.F

3.R

U

SR

3.T

1.F

3.A

F.R

U

SR

4.T

5.F

3

SR

4.T

5.F

3.A

F

SR

5.T

1.F

3

SR

5.T

1.F

3.R

U

SR

5.T

1.F

3.A

F.R

U

SR

6.T

5.F

3

SR

6.T

5.F

3.A

F

R1

.T5

.F2.B

C

R2

.T5

.F2

.BA

C

R3

.T1

.F3.B

C

R4

.T5

.F3.B

C

R5.T

1.F

3.B

AC

R5

.T1

.F3

.BA

C.B

B

R6.T

5.F

3.B

AC

SC G BP BAC BC MB

Estruturas de pavimento

Pavimentos semi-rígidos Pavimentos rígidos


degradações nos pavimentos

Pavimentos

flexíveis

Pavimentos

semi-rígidos

Pavimentos

rígidos

•Fendilhamento (superfície, origem estrutural)

•Deformação à superfície

•Degradação das características superficiais

•Fendilhamento (superfície, origem estrutural)

•Reflexão de fendas (retracção da camada de base)

•Deformação à superfície


•Fendilhamento por fadiga

•Escalonamento entre lajes nos pav. betão com juntas

•Lasqueamento nos pavimentos em betão com juntas

•Degradação do selante




•Modelos estabelecidos com base em

resultados da observação do comportamento

de secções piloto em Portugal e outros

países Europeus

•Experiência das entidades responsáveis

pelas infra-estruturas

Pavimentos

flexíveis

Fendilhamento em pavimentos flexíveis

0

100

200

300

400

0 5 10 15 20 25 30 35 Ano

CI

FL.T5

FL.T1

Evolução do

fendilhamento à

superfície



•Modelos estabelecidos com base em

resultados da observação do comportamento

de secções piloto em Portugal e outros

países Europeus



Reflexão de fendas em pavimentos semi-rígidos

0

20

40

60

80

100

0 5 10 15 Ano

Fen

das/k

m

SRR1

SRR2

SRG

SRIF

Pavimentos

semi-rígidos

Evolução da reflexão

de fendas

•Bibliografia





Esca

lona

me

nto

(m

m)

Escalonamento (mm)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

0 5 10 15 20 25 30 35

Ano

R1.T5.F2.BC

R3.T1.F3.BC

R4.T5.F3.BC

Escalonamento (mm)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

0 5 10 15 20 25 30 35

Ano

R1.T5.F2.BC

R3.T1.F3.BC

R4.T5.F3.BC

Ano

(a) Juntas sem Passadores (LTE=0%) (b) Juntas com passadores de =25 mm (LTE=80%)

Pavimentos

rígidos

Evo

luç

ão

do

es

ca

lon

am

en

to n

as

jun

tas

Custos

suportados

pela

administração

Custos de

Construção

Custos C&R

Valor Residual

•Base de dados da EP (2007)

•Alves Ribeiro

•Mota-Engil

•Tecnovia

•Reabilitação estrutural durante

o período de estudo (35 anos)

35

1 1

1

1

1

iVR

iCustoC&Ronstrução Custo de cVA

kn

N

k

k

Custos ao longo do ciclo de vida

10 20 30 40 50 60

FL1.T5.F2

FL1.T5.F2.OP

FL2.T5.F2

FL3.T5.F2

FL5.T5.F3

FL7.T5.F3

FL7.T5.F3.OP

FL9.T5.F3

SR1.T5.F2

SR1.T5.F2.AF

SR2.T5.F2

SR2.T5.F2.AF

SR4.T5.F3

SR4.T5.F3.AF

SR6.T5.F3

SR6.T5.F3.AF

R1.T5.F2.BC

R2.T5.F2.BAC

R4.T5.F3.BC

R6.T5.F3.BAC

10 20 30 40 50 60

FL4.T1.F3.RU

FL4.T1.F3

FL6.T1.F3.RU

FL6.T1.F3.OP.RU

FL6.T1.F3

FL8.T1.F3.RU

FL8.T1.F3

SR3.T1.F3.RU

SR3.T1.F3.AF.RU

SR3.T1.F3

SR5.T1.F3.RU

SR5.T1.F3.AF.RU

SR5.T1.F3

R3.T1.F3.BC

R5.T1.F3.BAC

Custos de construção (€/m2)

Tráfego T5 Tráfego T1

Custos de C&R (€/m2)

Custo mín.

(€/m2)

1Fresagem e reposição 5 cm, nova camada de

desgaste em BD (5 cm)3,91 € 7,39 € 11,60 €

2Fresagem e reposição 5 cm, nova camada de

desgaste em BDRug (4 cm)4,71 € 7,03 € 9,08 €

3Fresagem e reposição 5 cm, reforço em MBD (5

cm), nova camada de desgaste em BD (5 cm)6,89 € 12,45 € 18,44 €

4Fresagem e reposição 5 cm, reforço em MB (7 cm),

nova camada de desgaste em BD (5 cm)7,86 € 14,09 € 20,62 €

5Fresagem e reposição 5 cm, reforço em MB (8 cm),

nova camada de desgaste em BDRug (4 cm)9,63 € 14,58 € 18,43 €

6Reciclagem com cimento em 20 cm de

profundidade, camada de MB com 6 cm6,72 € 11,26 € 16,58 €

7

Reciclagem com cimento em 20 cm de

profundidade, camada de MB com 6 cm, camada

de desgaste em BDRug (4 cm)

10,00 € 14,95 € 19,11 €

Id. Intervenção (combinação de acções)Custo méd.

(€/m2)

Custo máx.

(€/m2)

Custos de C&R (€/m2)

Custo mín.

(€/m2)

8Limpeza e selagem de fendas transversais (em

pavimentos semi-rígidos)0,05 € 0,05 € 0,05 €

9

Reparação pontual de juntas transversais (em 5%

das juntas), limpeza e selagem de juntas

longitudinais e transversais (em BC)

1,53 € 1,72 € 1,91 €

10Limpeza e selagem de juntas longitudinais (em

BAC)0,95 € 1,07 € 1,19 €

11Reabilitação da textura superficial através de

grenalhagem (em pavimentos rígidos)1,90 € 1,90 € 1,90 €

12Microfresagem e colocação de camada de desgaste

em BDRug BB (4 cm)6,29 € 6,36 € 6,46 €

13

Microfresagem, membrana anti-fissuras (SAMI) e

colocação de camada de desgaste em BDRug BB

(4 cm)

7,44 € 7,92 € 8,05 €

Custo máx.

(€/m2)

Id.Custo méd.

(€/m2)

Intervenção (combinação de acções)

Programação das acções de C&R

ExemploEstrutura de

pavimento

Período de

dimensionamento (anos)

Ano 15 30

Actividade 1 1

Ano 15 30

Actividade 1 3

Ano 15 30

Actividade 1 3

Ano 15 30

Actividade 1 3

Ano 10 20 30

Actividade 1 4 1

Ano 10 20 30

Actividade 2 5 2

Ano 10 20 30

Actividade 2 7 2

Ano 15 30

Actividade 1 3

Ano 10 20 32

Actividade 1 1 4

Ano 10 20 32

Actividade 2 2 5

Ano 10 20 32

Actividade 2 2 7

Ano 10 20 30

Actividade 2 5 2

Ano 10 20 30

Actividade 2 7 2

Ano 15 32

Actividade 1 3

Ano 17 32

Actividade 3 1

Ano 17 32

Actividade 6 1

Ano 10 20 30

Actividade 1 4 1

Ano 10 20 30

Actividade 2 5 2

Ano 10 20 30

Actividade 2 7 2

Ano 15 30

Actividade 1 3

FL7.T5.F3 35

20FL7.T5.F3.OP

FL6.T1.F3.OP.RU.RC 20

35

FL6.T1.F3.RU.RC 35

Programação das actividades de

conservação e reabilitação

FL4.T1.F3 25

FL1.T5.F2 > 35

FL1.T5.F2.OP

FL2.T5.F2

FL6.T1.F3.OP.RU 20

FL6.T1.F3.RU

FL4.T1.F3.RU.RC

FL5.T5.F3 25

25

FL9.T5.F3 25

20

20FL8.T1.F3.RU.RC

FL8.T1.F3.RU

20

FL8.T1.F3 20

FL7.T5.F3.OP.RC

FL6.T1.F3 35

25

30

FL3.T5.F2 25

FL4.T1.F3.RU 25

Estrutura de

pavimento

Período de

dimensionamento (anos)

Ano 15 30

Actividade 1 1

Ano 15 30

Actividade 1 3

Ano 15 30

Actividade 1 3

Ano 15 30

Actividade 1 3

Ano 10 20 30

Actividade 1 4 1

Ano 10 20 30

Actividade 2 5 2

Ano 10 20 30

Actividade 2 7 2

Ano 15 30

Actividade 1 3

Ano 10 20 32

Actividade 1 1 4

Ano 10 20 32

Actividade 2 2 5

Ano 10 20 32

Actividade 2 2 7

Ano 10 20 30

Actividade 2 5 2

Ano 10 20 30

Actividade 2 7 2

Ano 15 32

Actividade 1 3

Ano 17 32

Actividade 3 1

Ano 17 32

Actividade 6 1

Ano 10 20 30

Actividade 1 4 1

Ano 10 20 30

Actividade 2 5 2

Ano 10 20 30

Actividade 2 7 2

Ano 15 30

Actividade 1 3

FL7.T5.F3 35

20FL7.T5.F3.OP

FL6.T1.F3.OP.RU.RC 20

35

FL6.T1.F3.RU.RC 35

Programação das actividades de

conservação e reabilitação

FL4.T1.F3 25

FL1.T5.F2 > 35

FL1.T5.F2.OP

FL2.T5.F2

FL6.T1.F3.OP.RU 20

FL6.T1.F3.RU

FL4.T1.F3.RU.RC

FL5.T5.F3 25

25

FL9.T5.F3 25

20

20FL8.T1.F3.RU.RC

FL8.T1.F3.RU

20

FL8.T1.F3 20

FL7.T5.F3.OP.RC

FL6.T1.F3 35

25

30

FL3.T5.F2 25

FL4.T1.F3.RU 25

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

55,0

60,0

65,0

70,0

FL9.T

5.F

3

FL3.T

5.F

2

FL5.T

5.F

3

FL7.T

5.F

3

FL1.T

5.F

2.O

P

FL7.T

5.F

3.O

P.R

C

FL2.T

5.F

2

FL7.T

5.F

3.O

P

FL1.T

5.F

2

SR

6.T

5.F

3

SR

4.T

5.F

3

SR

6.T

5.F

3.A

F

R4.T

5.F

3.B

C

SR

4.T

5.F

3.A

F

SR

2.T

5.F

2

SR

1.T

5.F

2

SR

2.T

5.F

2.A

F

R1.T

5.F

2.B

C

SR

1.T

5.F

2.A

F

R6.T

5.F

3.B

AC

R2.T

5.F

2.B

AC

Valo

r actu

al (€/m

2)

Valor actual para estruturas com tráfego T5 (valor esperado e desvio padrão)

Desvio padrão

Valor Actual

Tráfego T5

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

55,0

60,0

65,0

70,0

R3.T

1.F

3.B

C

FL8.T

1.F

3.R

U

SR

5.T

1.F

3.R

U

FL8.T

1.F

3.R

U.R

C

SR

3.T

1.F

3.R

U

FL6.T

1.F

3.R

U

FL6.T

1.F

3.R

U.R

C

SR

5.T

1.F

3.A

F.R

U

FL8.T

1.F

3

SR

3.T

1.F

3.A

F.R

U

SR

5.T

1.F

3

SR

3.T

1.F

3

FL6.T

1.F

3

FL6.T

1.F

3.O

P.R

U

FL4.T

1.F

3.R

U

FL6.T

1.F

3.O

P.R

U.R

C

FL4.T

1.F

3.R

U.R

C

FL4.T

1.F

3

R5.T

1.F

3.B

AC

R5.T

1.F

3.B

AC

.BB

Valo

r actu

al (€/m

2)

Valor actual para estruturas com tráfego T1 (valor esperado e desvio padrão)

Desvio padrão

Valor Actual

Tráfego T1

Consideração de outros custos

>Custos suportados pelos utentes

Custos de operação dos veículos equivalentes em todas as soluções

Custos devidos aos condicionamentos de tráfego durante as intervenções

de C&R proporcionais ao tempo de execução dos trabalhos

>Custos ambientais

Emissões de CO2 difíceis de comparar para as diversas soluções

Custos devidos ao consumo de recursos naturais proporcionais ao volume

de materiais envolvido

>Utilização de análise multi-critério para avaliar o desempenho

Custo dos UtentesDuração

(dias)

1 Fresagem e reposição 5 cm, nova camada de desgaste em BD (5 cm) 29

2 Fresagem e reposição 5 cm, nova camada de desgaste em BDRug (4 cm) 28

3Fresagem e reposição 5 cm, reforço em MBD (5 cm), nova camada de desgaste

em BD (5 cm)39

4Fresagem e reposição 5 cm, reforço em MB (7 cm), nova camada de desgaste

em BD (5 cm)42

5Fresagem e reposição 5 cm, reforço em MB (8 cm), nova camada de desgaste

em BDRug (4 cm)42

6 Reciclagem com cimento em 20 cm de profundidade, camada de MB com 6 cm 37

7Reciclagem com cimento em 20 cm de profundidade, camada de MB com 6 cm,

camada de desgaste em BDRug (4 cm)47

Id. Intervenção (combinação de acções)

Custo dos UtentesDuração

(dias)

8 Limpeza e selagem de fendas transversais (em pavimentos semi-rígidos) 4

9Reparação pontual de juntas transversais (em 5% das juntas), limpeza e

selagem de juntas longitudinais e transversais (em BC)14

10 Limpeza e selagem de juntas longitudinais (em BAC) 7

11Reabilitação da textura superficial através de grenalhagem (em pavimentos

rígidos)18

12 Microfresagem e colocação de camada de desgaste em BDRug BB (4 cm) 19

13Microfresagem, membrana anti-fissuras (SAMI) e colocação de camada de

desgaste em BDRug BB (4 cm)30

Id. Intervenção (combinação de acções)

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

FL9.

T5.F

3

FL3.

T5.F

2

FL5.

T5.F

3

FL1.

T5.F

2

R4.

T5.F

3.BC

FL7.

T5.F

3

FL1.

T5.F

2.O

P

R1.

T5.F

2.BC

FL7.

T5.F

3.O

P.RC

FL7.

T5.F

3.O

P

FL2.

T5.F

2

SR6.

T5.F

3.AF

SR4.

T5.F

3.AF

SR2.

T5.F

2.AF

SR1.

T5.F

2.AF

SR6.

T5.F

3

SR4.

T5.F

3

SR2.

T5.F

2

SR1.

T5.F

2

R6.

T5.F

3.BA

C

R2.

T5.F

2.BA

C

Ava

liaçã

o gl

obal

Tráfego T5 - 70% VA + 30% CU

Análise multi-critério: Tráfego T5

70% VA + 30% UTENTES

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

R6.

T5.F

3.BA

C

R2.

T5.F

2.BA

C

R4.

T5.F

3.BC

R1.

T5.F

2.BC

FL1.

T5.F

2

SR6.

T5.F

3.AF

SR4.

T5.F

3.AF

SR2.

T5.F

2.AF

SR1.

T5.F

2.AF

FL9.

T5.F

3

FL3.

T5.F

2

FL7.

T5.F

3.O

P.RC

FL5.

T5.F

3

FL7.

T5.F

3

FL1.

T5.F

2.O

P

FL7.

T5.F

3.O

P

FL2.

T5.F

2

SR6.

T5.F

3

SR4.

T5.F

3

SR2.

T5.F

2

SR1.

T5.F

2

Ava

liaçã

o gl

obal




0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

R3.T

1.F3

.BC

SR5.

T1.F

3.AF

.RU

SR3.

T1.F

3.AF

.RU

SR5.

T1.F

3.RU

SR3.

T1.F

3.RU

SR5.

T1.F

3

SR3.

T1.F

3

FL8.

T1.F

3.RU

FL8.

T1.F

3

FL8.

T1.F

3.RU

.RC

FL6.

T1.F

3.RU

FL6.

T1.F

3.RU

.RC

FL6.

T1.F

3

FL6.

T1.F

3.O

P.RU

FL4.

T1.F

3.RU

FL4.

T1.F

3

FL6.

T1.F

3.O

P.RU

.RC

FL4.

T1.F

3.RU

.RC

R5.T

1.F3

.BAC

R5.T

1.F3

.BAC

.BB

Aval

iaçã

o gl

obal



0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

R3.T

1.F3

.BC

SR5.

T1.F

3.AF

.RU

SR3.

T1.F

3.AF

.RU

R5.T

1.F3

.BAC

R5.T

1.F3

.BAC

.BB

SR5.

T1.F

3.RU

SR3.

T1.F

3.RU

SR5.

T1.F

3

SR3.

T1.F

3

FL8.

T1.F

3.RU

FL6.

T1.F

3.RU

FL8.

T1.F

3

FL6.

T1.F

3.O

P.RU

FL4.

T1.F

3.RU

FL6.

T1.F

3

FL8.

T1.F

3.RU

.RC

FL6.

T1.F

3.RU

.RC

FL4.

T1.F

3

FL6.

T1.F

3.O

P.RU

.RC

FL4.

T1.F

3.RU

.RC

Aval

iaçã

o gl

obal



0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

R3.T

1.F3

.BC

R5.T

1.F3

.BAC

R5.T

1.F3

.BAC

.BB

FL8.

T1.F

3.RU

.RC

SR5.

T1.F

3.RU

SR5.

T1.F

3.AF

.RU

FL8.

T1.F

3.RU

SR3.

T1.F

3.RU

SR5.

T1.F

3

SR3.

T1.F

3.AF

.RU

FL8.

T1.F

3

SR3.

T1.F

3

FL4.

T1.F

3.RU

.RC

FL4.

T1.F

3.RU

FL4.

T1.F

3

FL6.

T1.F

3.O

P.RU

.RC

FL6.

T1.F

3.RU

.RC

FL6.

T1.F

3.O

P.RU

FL6.

T1.F

3.RU

FL6.

T1.F

3

Aval

iaçã

o gl

obal

Tráfego T1 - 30% VA + 70% CA

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

R3.

T1.F

3.BC

SR5.

T1.F

3.R

U

FL8.

T1.F

3.R

U.R

C

SR5.

T1.F

3.AF

.RU

FL8.

T1.F

3.R

U

SR3.

T1.F

3.R

U

SR5.

T1.F

3

FL8.

T1.F

3

SR3.

T1.F

3.AF

.RU

SR3.

T1.F

3

FL4.

T1.F

3.R

U.R

C

FL6.

T1.F

3.R

U.R

C

FL4.

T1.F

3.R

U

FL4.

T1.F

3

FL6.

T1.F

3.R

U

FL6.

T1.F

3

FL6.

T1.F

3.O

P.R

U.R

C

FL6.

T1.F

3.O

P.R

U

R5.

T1.F

3.BA

C

R5.

T1.F

3.BA

C.B

B

Ava

liaçã

o gl

obal

Tráfego T1 - 70% VA + 30% CA


70% VA + 30% AMBIENTE

30% VA + 70% AMBIENTE

Materiais com ligantes hidráulicos vs

Materiais Granulares em camadas de sub-base

0

10

20

30

0 €

10 €

20 €

30 € Período de dim

ensionamento

(anos)

Cus

tos

de C

onst

ruçã

o

SbG SC SbG SC SbG SC

Utilização de ligantes hidráulicos

em leitos de pavimento

Nota: Substituição da fundação existente e sua reposição até à cota inicial (não tem em

consideração movimentos de terras que possam ser necessários executar por forma a

garantir a rasante estabelecida para o pavimento)

Alternativas para obter uma fundação F3

a partir de um Solo inicial S2

Tipo de solo S3 S4 ST2

Espessura 60 cm 30 cm 25 cm

Custo unitário de

construção3,62 €/m2 2,70 €/m2 1,89 €/m2

Conclusões

>A utilização de solo-cimento em camadas de sub-base de

pavimentos flexíveis e semi-rígidos é mais económica

>Para tráfegos mais intensos, os pavimentos semi-rígidos

conduzem a menores custos suportados pela

Administração ao longo do ciclo de vida

>Pavimentos em BAC representam a solução com maiores

custos; no entanto, a informação relativa a custos de

construção destes pavimentos era reduzida.

Conclusões

>Análise multi-critério demonstra a importância da utilização

de pavimentos rígidos e semi-rígidos na redução dos custos

dos utentes e do consumo de matérias primas

>Quanto maior o factor de ponderação atribuído aos custos

dos utentes e ao ambiente, melhor o desempenho

económico das estruturas de pavimento rígido e semi-rígido

>Reciclagem com cimento constitui solução competitiva para

a reabilitação de pavimentos

Colaborações

> Vânia Marecos (LNEC, Departamento de Transportes)

> José Neves (IST)

> João Morgado (IST)

Obrigada pela vossa atenção!

avaliaÇÃo econÓmica de diferentes soluÇÕes de … 3 pp_2 maria de... · objectivos >melhor...

Documents