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Notas de aulas de Pavimentação (parte 11)
Hélio Marcos Fernandes Viana
Tema:
Introdução ao gerenciamento de pavimentos
Conteúdo da parte 1
1 Introdução
2 Serventia
3 Irregularidade longitudinal
4 Avaliação da aderência em pistas
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1 Introdução 1.1 Gerência de pavimentos Segundo Hass et al. (1994), gerência de pavimentos é um processo que abrange todas as atividades envolvidas com o propósito de fornecer e manter pavimentos em um nível adequado de serviço. A gerência de pavimentos envolve: i) A obtenção de informações para o planejamento e elaboração de orçamentos; ii) A monitoração (ou acompanhamento) do pavimento em serviço; e iii) As atividades de reabilitação (ou de manutenção) do pavimento ao longo do tempo. As atividades de reabilitação (ou de manutenção) do pavimento devem ser realizadas de forma contínua devido ao constante aparecimento de defeitos, que são causados pelas solicitações impostas pelo tráfego e pelo meio ambiente. 1.2 Pavimentação e pavimento Pavimentação é o conjunto de atividades técnicas, que transformam o terreno natural em uma via de boa qualidade, onde ocorre tráfego de veículos e/ou aeronaves. O objetivo principal da pavimentação é garantir a trafegabilidade em qualquer época do ano, e em qualquer condições climáticas, e também proporcionar aos usuários conforto ao rolamento e segurança. O pavimento é construído sobre o subleito, e é constituído por diversas camadas, as quais suportam as cargas dos veículos e diminuem as tensões que chegam ao subleito da estrada. OBS. Subleito é o solo que serve de fundação para o pavimento. O terreno natural não é suficientemente resistente para suportar a repetição de cargas oriunda do tráfego, pois o tráfego de veículos causa os seguintes defeitos nas estradas de solo natural: a) Deformações longitudinais permanentes ou rodeiras; e/ou b) Buracos ou panelas nos períodos de chuva.
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1.3 Desempenho do pavimento O desempenho (ou a qualidade) de um pavimento depende: a) Da capacidade suporte (CBR) das camadas do pavimento e do subleito; b) Da durabilidade do pavimento, a qual depende do tráfego e das condições climáticas; c) Do conforto ao rolamento; d) Da segurança oferecida aos usuários pelo pavimento; e e) Etc. 1.4 Desafios quando se projeta um pavimento O desafio de projetar um pavimento reside no fato de projetar uma obra de engenharia que atenda: i) A um determinado ciclos de carregamento de um eixo padrão; ii) A uma boa condição de rolamento para os usuários; iii) A boas condições de segurança; iv) A custos de execução o mais econômico possível; e v) Etc. OBS(s). a) O item i, anterior, se relaciona à estrutura do pavimento; e b) Os itens ii e iii, anteriores, se relacionam às características funcionais do pavimento. 1.5 Importância do conforto ao rolamento sobre o pavimento Do ponto de vista do usuário, o estado da superfície do pavimento é o mais importante, pois os defeitos e irregularidades na superfície do pavimento são percebidos facilmente, uma vez que afetam de imediato o conforto da viagem do usuário. Quando o conforto ao rolamento é prejudicado significa que o veículo também sofre mais intensamente devido aos defeitos, os quais causam desconforto ao usuário na pista de rolamento. Pode-se citar como defeitos, que causam desconforto na pista de rolamento, os seguintes defeitos: - Buracos ou panelas; - Trilhas de roda (ou rodeiras); - Trincas tipo couro de jacaré; e - Etc.
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O desconforto na pista de rolamento devido aos defeitos gera as seguintes consequências: i) Maiores gastos com peças e manutenção de veículos; ii) Maior consumo de combustível nas viagens; iii) Maior consumo de pneus nas viagens; iv) Maior tempo para realizar as viagens; e v) Etc. Atualmente, existem modelos que mostram a correlação entre as irregularidades na pista e os custos de viagem. Tais modelos são empregados para o planejamento e gerência de pavimentos. OBS. Como exemplo de um modelo de gerência de pavimentos tem-se o modelo HDM-III (The Highway Design and Maintenance - III, ou Manutenção e Projeto de Estradas - III). 2 Serventia 2.1 Avaliação funcional de um pavimento A avaliação funcional de um pavimento relaciona-se: - A verificação do estado da superfície do pavimento; e - A verificação de como o estado da superfície do pavimento influencia no conforto ao rolamento. A avaliação funcional do pavimento é feita com base na SERVENTIA de um trecho de pavimento. A SERVENTIA de um pavimento corresponde a uma nota média dada por avaliadores (ou pessoas) para condições de rolamento de um trecho de pavimento. O método de avaliação funcional de pavimentos com base na SERVENTIA foi criado por Carey e Irick (1960). 2.2 Determinação da serventia de um trecho de pavimento De acordo com a norma DNIT (2003), o valor da serventia de um trecho de pavimento é um valor numérico compreendido em uma escala de 0 a 5, que corresponde a uma média de notas atribuídas por avaliadores a um trecho de pavimento. Os avaliadores que dão notas ao trecho de pavimento, na verdade, dão notas em relação ao conforto proporcionado pelo pavimento a um veículo em movimento, o qual transporta os avaliadores.
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O valor da SERVENTIA de um trecho do pavimento irá corresponder a média das notas dadas pelos avaliadores, a qual se relaciona ao conforto ao rolamento de um trecho de pavimento, em um dado momento DA VIDA DO PAVIMENTO. A Tabela 2.1, baseada na norma DNIT 2003d, mostra os NÍVEIS DE SERVENTIA (ou os NÍVEIS DE CONFORTO), que a pista oferece ao rolamento em função da média das notas fornecidas por avaliadores de um trecho de pavimento. Tabela 2.1 - NÍVEIS DE SERVENTIA (ou os NÍVEIS DE CONFORTO), que a pista
oferece ao rolamento em função da média das notas fornecidas por avaliadores de um trecho de pavimento (Fonte: DNIT 2003d)
2.2.1 Valor da serventia atual (VSA) No Brasil, a avaliação subjetiva do conforto ao rolamento no pavimento é realizada com base na média das notas dadas por avaliadores; Assim sendo, a média das notas dos avaliadores dadas para as condições de rolamento da pista corresponde ao VALOR DA SERVENTIA ATUAL (VSA). OBS. A avaliação é dita subjetiva, pois se baseia no senso crítico de pessoas (ou avaliadores) e não em medidas com aparelhos. Em geral, o VALOR DA SERVENTIA ATUAL (VSA) é obtido logo após a construção do pavimento, pois o pavimento apresenta uma superfície suave ao rolamento, e praticamente sem irregularidades. A condição de perfeição, ou seja, VSA = 5, que corresponde a um pavimento sem qualquer irregularidade não é encontrada na prática. Atualmente, com o aprimoramento das técnicas construtivas de pavimentos, pode-se obter tanto para pavimentos asfálticos como para pavimentos de cimento Portland valores de VSA (VALOR DA SERVENTIA ATUAL) muito próximos a 5 (cinco).
Excelente 4 a 5
Bom 3 a 4
Regular 2 a 3
Ruim 1 a 2
Péssimo 0 a 1
Conforto ao rolamento do
trecho de pavimento
Notas dadas pelos
avaliadores
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O valor da serventia atual (VSA) do pavimento diminui com o passar do tempo devido a dois fatores principais, os quais são: - O tráfego; e - As intempéries. OBS. Intempéries são o conjunto de fatores climáticos (temperatura, chuvas, ventos, etc.) que causam a desintegração e decomposição da matéria. A Figura 2.1 mostra o exemplo de uma Curva de Serventia para um trecho de pavimento, a qual é obtida em termos do valor da serventia atual (VSA) do pavimento versus Tempo (em anos de utilização do pavimento). Observa-se, na Figura 2.1, que a Curva de Serventia apresenta dois limites distintos, os quais são: i) O limite de aceitabilidade da pista, onde já são necessárias intervenções para manutenção da pista; e ii) O limite de trafegabilidade na pista, onde é necessário a completa reconstrução do pavimento. Ainda, observa-se, na Figura 2.1, que à medida que o tempo passa o valor da serventia atual (VSA) do pavimento tende a diminuir até alcançar o limite de aceitabilidade, onde o pavimento se torna desconfortável ao rolamento, e é necessário uma manutenção no pavimento. OBS. Abaixo do limite de aceitabilidade o conforto proporcionado pelo pavimento é inaceitável.
Figura 2.1 - Exemplo de uma Curva de Serventia para um trecho de pavimento,
a qual é obtida em termos do valor da serventia atual (VSA) do pavimento versus Tempo (em anos de utilização do pavimento)
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A Figura 2.2 mostra o exemplo de uma Curva de Serventia para um trecho de pavimento, a qual é obtida em termos do valor da serventia atual (VSA) do pavimento versus Tráfego (dado em termos de número de solicitações do eixo de 8,2 ton). Observa-se, na Figura 2.2, que à medida que a solicitação de tráfego sobre o pavimento aumenta o valor da serventia atual (VSA) do pavimento tende a diminuir até alcançar o limite de aceitabilidade, onde o pavimento se torna desconfortável ao rolamento, e é necessário uma manutenção no pavimento.
Figura 2.2 - Exemplo de uma Curva de Serventia para um trecho de pavimento,
a qual é obtida em termos do valor da serventia atual (VSA) do pavimento versus Tráfego (em número de solicitações do eixo de 8,2 ton)
De acordo com a norma AASHTO (1993), tem-se que: Para vias com alto volume de tráfego, o LIMITE DE ACEITABILIDADE da pista corresponde a um valor de serventia atual (VSA) igual a 2,5; e Para vias com tráfego menores do que o alto volume de tráfego, o LIMITE DE ACEITABILIDADE da pista corresponde a um valor de serventia atual (VSA) igual a 2,0. OBS. De acordo com Barros e Preusler (1985), o tráfego pesado ou de volume
elevado de tráfego corresponde a uma pista projetada com N 5,0 . 107 solicitações do eixo de 8,2 ton.
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Na prática, sempre que o valor da serventia atual (VSA) do pavimento atinge o LIMITE DE ACEITABILIDADE deve-se realizar na pista intervenções ou manutenções para melhorar as condições de rolamento da pista. A Figura 2.3 mostra a variação da serventia atual (VSA) de um trecho pavimento ao longo dos anos. Pode-se observar, na Figura 2.3, que: a) No ano de inauguração do pavimento, ou no ano 0, o valor da serventia atual (VSA) do trecho do pavimento é igual a 4,5, e este valor inicial jamais será alcançado, mesmo após a manutenção do pavimento; b) A primeira manutenção do pavimento ocorre após 15 anos da construção do pavimento, quando o valor da serventia atual (VSA) do pavimento alcançou o valor igual a 2; e c) Após a manutenção do pavimento o valor da serventia atual (VSA) do pavimento alcança um valor igual a 3,8. OBS. A durabilidade de uma manutenção depende: - Do tipo de revestimento asfáltico; - Da espessura da camada asfáltica; - Da qualidade da execução da camada asfáltica; e - Etc.
Figura 2.3 - Variação da serventia atual (VSA) de um trecho pavimento ao longo
dos anos
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2.2.2 Fatores que causam a deterioração do pavimento Os fatores que causam a deterioração do pavimento são os que se seguem: i) O tráfego Todos os veículos que passam sobre o pavimento contribuem para a deterioração do pavimento; Assim sendo, ao longo dos anos, o tráfego sobre o pavimento deteriora a sua superfície e causa desconforto para o usuário. A ação do tráfego causa, ao longo do tempo, as trincas conhecidas como trincas couro de jacaré. Nos períodos de chuva o tráfego de veículos, sobre pavimentos com trincas, contribui para formação de panelas ou buracos nos pavimentos. O tráfego de veículos pesados como caminhões e ônibus causam um aumento significativo de defeitos já existentes sobre a pista, tais como: corrugações (ou ondas transversais na pista), trilhas de rodas (ou rodeiras), e outros defeitos. ii) O clima O clima contribui para aceleração da deterioração do pavimento, uma vez que a água da chuva pode causar: a) A diminuição da capacidade suporte (ou do CBR) das camadas do pavimento; e b) O aumento da defomabilidade do pavimento. Como consequência da atuação da água no pavimento tem-se que o pavimento sofre maiores deslocamentos verticais devido aos carregamentos do tráfego, o que gera danos estruturais na superfície do pavimento como trincas e buracos (que são a evolução das trincas). iii) A temperatura A temperatura também afeta os pavimentos, pois: O aumento da temperatura reduz a viscosidade dos ligantes asfálticos e reduz a resistência das misturas asfálticas, o que facilita o surgimento de deformações permanentes na pista, por exemplo: o surgimento de trilhas de rodadas na pista. A diminuição da temperatura da pista pode causar trincas por retração, e facilitar o surgimento de trincas de fadiga no pavimento, uma vez que o asfalto em baixas temperaturas fica mais rígido (ou menos flexível). iv) O ar Ao longo do tempo o asfalto pode sofrer envelhecimento devido às reações de oxidação entre o cimento asfáltico de petróleo (CAP) com o oxigênio do ar; A oxidação do asfalto causa a fissuração na capa asfáltica.
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3 Irregularidade longitudinal 3.1 Introdução A irregularidade longitudinal é o somatório dos desvios verticais do pavimento em relação a um plano considerado ideal. A irregularidade longitudinal do pavimento afeta: - O custo de operação do veículo (ou seja, afeta o consumo de combustível, o desgaste das peças do veículo, etc.); - A qualidade da pista ao rolamento; - A drenagem superficial da via; e - Etc. OBS. Desvantagem e vantagem das ruas de paralelepípedo: a) As ruas e avenidas de paralelepípedo, geralmente, apresentam maiores irregularidades verticais do que as ruas e avenidas de pista de asfalto. Devido a maior quantidade de bacias, nas ruas e avenidas de paralelepípedo, podem se formar acúmulo de água nas bacias e prejudicar a drenagem na rodovia. b) A vantagem da rua de paralelepípedo em relação à pista asfáltica é a durabilidade. 3.2 Índice de irregularidade internacional ou International Roughness Index (IRI) O índice de irregularidade internacional representa a medida da irregularidade do pavimento no sentido longitudinal, e é denominado IRI (International Roughness Index, ou Índice de Irregularidade Internacional). O IRI é um índice expresso em mm/m, e quantifica os desvios verticais da superfície do pavimento em relação à superfície projetada para o pavimento. O índice de irregularidade (IRI) é medido ao longo de uma linha paralela ao eixo da estrada, e em geral, a linha que é paralela ao eixo da estrada coincide com as regiões de trilhas de roda. 3.3 Faixas de variações do Índice de Irregularidade (ou Roughness) Internacional (IRI) Em alguns países, o IRI (International Roughness Index, ou Índice de Irregularidade Internacional) tem sido utilizado como parâmetro de controle e aceitação de obras na área de pavimentos. A Figura 3.1 mostra a faixa de variação do Índice de Irregularidade Internacional (IRI) para diversos tipos de pavimentos.
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Pode-se observar, na Figura 3.1, que o IRI para pavimentos novos varia de cerca de 1,5 a 3,5, e para pavimentos deteriorados o IRI varia de 4 até 11.
Figura 3.1 - Faixa de variação do Índice de Irregularidade Internacional, ou
International Roughness Index (IRI), para diversos tipos de pavimentos
3.4 O perfilômetro ou perfilógrafo O perfilômetro, ou perfilógrafo, é o equipamento utilizado para medir o Índice de Irregularidade (ou roughness) Internacional (IRI) no sentido longitudinal do pavimento. OBS. Roughness é a palavra inglesa para irregularidade. Um dos primeiros perfilômetros existentes no mundo foi desenvolvido, na década de 1920, pelo Departamento de Transportes do Estado de Illinois nos EUA (Estados Unidos da América). A Figura 3.2 mostra o perfilômetro utilizado na pista experimental da AASHO na década de 1960. Pode-se observar, na Figura 3.2, que o perfilógrafo da AASHO era rebocado por um automóvel.
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OBS. A AASHO é a atual AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials).
Figura 3.2 - Perfilômetro utilizado na pista experimental da AASHO na década
de 1960 3.5 Tipos de equipamentos de medida das irregularidades verticais longitudinais do pavimento para o cálculo do IRI Existem vários equipamentos para medida das irregularidades verticais longitudinais do pavimento para determinação do IRI, os quais são: O nível e a mira; O dipstick; O perfilômetro APL (ou avaliador de perfil longitudinal); O perfilômetro PTU (ou perfilômetro transverso à ultra-som); O perfilômetro integrador (ou perfilômetro tipo IPR-USP); e Etc. OBS(s). a) IPR = Instituto de Pesquisas Rodoviárias; e b) USP = Universidade de São Paulo. a) Avaliação das irregularidades longitudinais do pavimento com Nível e Mira A determinação das irregularidades verticais longitudinais com nível e mira topográfica é um método lento e trabalhoso. O levantamento das irregularidades do pavimento com nível e mira é feito no sentido longitudinal do pavimento, a cada 0,50 m, nas trilhas de roda interna e externa (que fica próxima ao acostamento).
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b) Avaliação das irregularidades longitudinais com uso do Dipstick O dipstick é um método de levantamento das irregularidades verticais longitudinais do pavimento bastante demorado. Durante o levantamento das irregularidades verticais longitudinais do pavimento, o aparelho dipstick é girado 180º várias vezes, ao longo de uma linha longitudinal na trilha de roda, e a cada giro é feita uma leitura no inclinômetro do dipstick. A Figura 3.3 mostra uma foto do aparelho dipstick, que mede as irregularidades verticais longitudinais do pavimento.
Figura 3.3 - Foto do aparelho dipstick, que mede as irregularidades verticais
longitudinais do pavimento
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c) Avaliação das irregularidades verticais longitudinais com a utilização do perfilômetro APL O perfilômetro APL (Avaliador do Perfil Longitudinal) foi desenvolvido na França, e serve para medir as irregularidades verticais longitudinais dos pavimentos. O perfilômetro APL é um equipamento rebocável, que opera a uma velocidade de 72 km/h. A Figura 3.4 mostra a foto de um perfilômetro APL (ou Avaliador do Perfil Longitudinal). Observa-se, na Figura 3.4, que o APL é constituído por um automóvel e um reboque.
Figura 3.4 - Foto de um perfilômetro APL (ou Avaliador do Perfil Longitudinal) d) Avaliação da irregularidades verticais longitudinais com a utilização do perfilômetro PTU O perfilômetro PTU (Perfilômetro Transverso à Ultra-som) é composto de uma barra de ultra-som instalada na parte dianteira de um automóvel, o qual percorre o trecho do pavimento a ser analisado. O perfilômetro PTU emprega ondas ultra-sônicas para fazer o levantamento das irregularidades verticais longitudinais do pavimento. A Figura 3.5 ilustra um perfilômetro tipo PTU (Perfilômetro Transverso à Ultra-som). Pode-se observar, na Figura 3.5, que a barra de ultra-som do perfilômetro foi instalada a alguns centímetros do pára-choque dianteiro do automóvel, que percorre o trecho de estrada.
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Figura 3.5 - Foto de um perfilômetro tipo PTU (Perfilômetro Transverso à Ultra-
som), que possui uma barra de ultra-som instalada a alguns centímetros do pára-choque dianteiro do automóvel, que percorre o trecho de estrada
e) Avaliação das irregularidades verticais longitudinais do pavimento feita com a utilização do perfilômetro Integrador (tipo IPR-USP) O perfilômetro Integrador é composto basicamente por dois equipamentos, os quais são: Um sensor de deslocamentos vertical, que mede o deslocamento vertical entre o chassi e o diferencial de um automóvel; e Um contador digital das irregularidades verticais do pavimento. A Figura 3.6 ilustra a localização do sensor de deslocamentos verticais entre o chassi e o diferencial, no automóvel que transporta o perfilômetro Integrador (tipo USP-IPR).
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Figura 3.6 - Localização do sensor de deslocamentos verticais entre o chassi e
o diferencial, no automóvel que transporta o perfilômetro Integrador (tipo USP-IPR)
O perfilômetro Integrador, também é designado como perfilômetro tipo resposta. No Brasil, a medição das irregularidades verticais longitudinais com o perfilômetro tipo Integrador é padronizado pela norma DNER-PRO 182/94. O Índice de Irregularidade (roughness) Internacional (IRI) do trecho do pavimento analisado com o perfilômetro Integrador é obtido pela seguinte equação: (3.1) em que: IRI = Índice de Irregularidade (roughness) Internacional (mm/m); e QI = quociente de irregularidade medido com o perfilômetro Integrador. 4 Avaliação da aderência em pistas 4.1 Introdução O atrito pneu-pavimento é um importante fator (ou variável), que se relaciona à qualidade da pista quanto à segurança; Além disso, o atrito pneu-pavimento deve ser avaliado principalmente para condição de pista molhada. Tanto o atrito como a resistência à derrapagem de uma pista podem ser quantificados; Assim sendo, é possível verificar se uma pista é segura ou não segura, quanto à possibilidade de derrapagem de veículos.
QI.077,0IRI
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4.2 Fatores que colaboram para a aderência pneu-pavimento em pistas molhadas Dentre os fatores que colaboram para a aderência pneu-pavimento em pistas molhadas destacam-se. a) A textura superficial da pista; e b) As características dos pneus, tais como: - Ranhuras dos pneus; - Pressão dos pneus; e - Dimensões dos pneus. 4.3 Hidroplanagem ou aquaplanagem A hidroplanagem ou aquaplanagem é um fenômeno que ocorre quando os pneus do veículo perdem o contato com o pavimento e derrapam devido a presença de uma fina camada de água sobre a pista, a qual não é rompida nem pelo pneu nem pelas partículas da pista. Na situação da aquaplanagem os pneus do veículo perdem o atrito com a pista e passam a escorregar sobre a pista, o que faz o veículo perder a direção, e também prejudica a frenagem do veículo. Assim sendo, a pista deve ser segura o suficiente para evitar o fenômeno da aquaplanagem. 4.4 Microtextura e macrotextura 4.4.1 Microtextura A microtextura da pista é a parte da textura da pista com depressões ou profundidades menores ou iguais a 0,5 mm. A microtextura da pista é importante, pois uma pista pode ser aceita ou rejeitada com base na microtextura. Para uma pista ser aceita deve apresentar um Valor da Resistência à Derrapagem (VRD) igual ou superior a 47, ou seja, a pista deve apresentar uma microtextura medianamente rugosa, ou rugosa, ou muito rugosa. O ensaio utilizado para determinação da microtextura da pista, ou para determinação do Valor da Resistência a Derrapagem (VRD), é o ensaio com o pêndulo britânico, o qual é padronizado pela norma ASTM - E303.
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As principais características do ensaio com o pêndulo britânico são as seguintes: i) No ensaio com o pêndulo britânico, uma sapata de borracha presa a um pêndulo é solta a uma altura padronizada; Então, a sapata de borracha é atritada contra o asfalto molhado; ii) Após a sapata de borracha atritar contra o asfalto molhado; Então, a sapata se choca contra uma agulha do marcador pendular do equipamento de ensaio; e iii) Finalmente, a agulha indica no marcador pendular o Valor da Resistência à Derrapagem (VDR) da pista. A Figura 4.1 ilustra o ensaio com o pêndulo britânico, após a sapata de borracha passar pela pista molhada e mover a agulha do marcador pendular, a qual indica o Valor da Resistência à Derrapagem (VRD) da pista.
Figura 4.1 - Ensaio com o pêndulo britânico, após a sapata de borracha passar
pela pista molhada e mover a agulha do marcador pendular, a qual indica o Valor da Resistência à Derrapagem (VRD) da pista
A Tabela 4.1 mostra a relação existente entre o Valor da Resistência a Derrapagem (VRD) e a microtextura da pista. OBS. Destaca-se mais uma vez que para uma pista ser aceita deve apresentar um Valor da Resistência à Derrapagem (VRD) igual ou superior a 47, ou seja, a pista deve apresentar uma microtextura medianamente rugosa, ou rugosa, ou muito rugosa.
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Tabela 4.1 - Relação existente entre o Valor da Resistência a Derrapagem (VRD) e a microtextura da pista
4.4.2 Macrotextura da pista Macrotextura da pista é a parte da textura da pista com depressões ou profundidades no seguinte intervalo: em que:
= depressão ou profundidade da textura da pista (mm).
OBS. é a letra grega lambda. A macrotextura é uma das características mais importantes da pista, pois a macrotextura afeta na aderência (ou ligação) pneu-pavimento, principalmente, para velocidades de deslocamento acima de 50 km/h. A macrotextura da pista é determinada com base no ensaio da Altura Média da Mancha de Areia, o qual é padronizado pela norma ASTM-E 965-96 (2001). i) Procedimentos básicos do ensaio Altura Média da Mancha de Areia Os procedimentos básicos do ensaio Altura Média da Mancha de Areia são os que se seguem: 1.o (primeiro) passo: Tomar uma porção de 25.000 mm3 de uma areia uniforme e arredondada, a qual passa na peneira número 60 (ou de malha (#) 0,177 mm) e seja retida na peneira número 80 (ou de malha (#) 0,25 mm). 2.o (segundo) passo: Limpa-se o local do ensaio com um pincel; Então, a porção de areia é espalhada na superfície da pista em forma de um círculo de forma homogênea com o auxílio de um pistão de nivelamento e de um pincel. 3.o (terceiro) passo: O espalhamento da areia na pista com auxílio do pistão de nivelamento é parado quando aparece algumas pontas do agregado da pista.
Perigosa VRD < 25
Muito lisa 25 VRD 31
Lisa 32 VRD 39
Insuficientemente rugosa 40 VDR 46
Medianamente rugosa 47 VDR 54
Rugosa 55 VDR 75
Muito rugosa VDR > 75
Classes da Microtextura
da Pista
Valor da Resistência à Derrapagem
(VRD)
)cm5ou(mm50mm5,0
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4.o (quarto) passo: Com auxílio de uma trena ou régua mede-se o diâmetro do círculo de areia, formado sobre a pista, em três direções distintas. 5.o (quinto) passo: Finalmente, calcula-se a Altura Média da Mancha de Areia (Hs) com base na seguinte equação: (4.1) em que:
Hs = = altura média da mancha de areia = depressão ou profundidade da textura da pista (mm); V = volume constante da porção de areia utilizada no ensaio = 25.000 mm3; e D = diâmetro médio do círculo de areia (mm). OBS. No ensaio, além da porção de areia são utilizados: trena ou régua, pincel, pistão de nivelamento. A Figura 4.2 ilustra o espalhamento da porção de areia sobre a pista, em forma de círculo, com auxílio do pistão de nivelamento, na fase inicial do ensaio da Altura Média da Mancha de Areia.
Figura 4.2 - Espalhamento da porção de areia sobre a pista, em forma de
círculo, com auxílio do pistão de nivelamento, na fase inicial do ensaio da Altura Média da Mancha de Areia
A Figura 4.3 ilustra a determinação do diâmetro médio do círculo da mancha de areia sobre a pista, com auxílio de uma trena, durante o ensaio Altura Média da Mancha de Areia.
2D
V.273,1Hs
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Figura 4.3 - Determinação do diâmetro médio do círculo da mancha de areia
sobre a pista, com auxílio de uma trena, durante o ensaio Altura Média da Mancha de Areia
ii) Classificação da macrotextura da pista com base na Altura Média da Mancha de Areia (Hs) A Tabela 4.2 mostra a relação existente entre a macrotextura da pista e a Altura Média da Mancha de Areia (Hs). Tabela 4.2 - Relação existente entre a macrotextura da pista e a Altura Média da
Mancha de Areia (Hs).
iii) Considerações quanto a Altura Média da Mancha de Areia (Hs)
Muito fina ou muito fechada Hs 0,20
Fina ou fechada 0,20 < Hs 0,40
Média 0,40 < Hs 0,80
Grosseira ou aberta 0,80 < Hs 1,20
Muito grosseira ou muito aberta Hs > 1,20
Classes da Macrotextura da
Pista
Altura Média da Mancha de Areia,
Hs (mm)
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A Associação Brasileira de Pavimentação (ABPv, 1999) recomenda que a Altura Média da Mancha de Areia (Hs) para pavimentos asfálticos esteja entre 0,60 mm e 1,20 mm, ou seja: Valores da Altura Média da Mancha de Areia (Hs) menores que 0,60 mm, para uma pista asfáltica, aumenta o risco de aquaplanagem (ou hidroplanagem) dos veículos na pista nos períodos de chuva. Valores da Altura Média da Mancha de Areia (Hs) maiores que 1,20 mm, para uma pista asfáltica, causa os seguintes problemas: - Desgaste excessivo dos pneus; - Maior consumo de combustível nos veículos; e - Maior ruído durante o rolamento (ou viagem) com o veículo. Um dos fatores que mais interfere no atrito pneu-pavimento é a macrotextura da pista; O defeito no pavimento tipo EXUDAÇÃO causa a diminuição da Altura Média da Mancha de Areia (Hs) da pista, o que pode causar a aquaplanagem (ou hidroplanagem) dos veículos. OBS. Exudação é um defeito no pavimento caracterizado pela concentração do ligante asfáltico na superfície da camada de rolamento. 4.5 Atrito pneu-pavimento 4.5.1 Método de determinação do atrito pneu-pavimento Para determinação do atrito pneu-pavimento existem vários métodos; Um dos métodos mais comuns para determinar o atrito pneu-pavimento é o método
Meter (miMeter). As principais características do método de determinação do atrito pneu-
pavimento Meter (miMeter) são as que se seguem: O aparelho de medida do atrito pneu-pavimento é rebocado por um veículo; Os pneus do aparelho rebocado de medição de atrito são freados sobre a pista, durante o ensaio para determinação do atrito; A pista é molhada para realização do ensaio de determinação do atrito pneu-pavimento; e A velocidade usual para determinação do atrito pneu-pavimento é 60 km/h.
mm20,1Hsmm60,0
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A Figura 4.4 mostra uma foto do equipamento de medida de atrito pneu-
pavimento pelo método Meter (miMeter). Pode-se observar na Figura 4.3, que o equipamento de medida de atrito pneu-pavimento é composto por um automóvel tipo pick-up e um reboque.
Figura 4.4 - Foto do equipamento de medida de atrito pneu-pavimento pelo
método Meter (miMeter) A Figura 4.5 mostra a variação do coeficiente de atrito longitudinal pneu-pavimento para 3 (três) tipos de revestimentos asfálticos. Pode-se observar, na Figura 4.5, que: Com o aumento da velocidade do veículo na pista, o coeficiente de atrito longitudinal pneu-pavimento tende a diminuir; e O revestimento asfáltico tipo CPA (Camada Porosa de Atrito) ou Revestimento Drenante apresenta maiores coeficientes de atrito para maiores velocidades do veículo. OBS. Os coeficientes de atrito da Figura 4.5 foram obtidos com o equipamento francês de determinação do coeficiente de atrito denominado de ADHERA, que operou sobre pista molhada.
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Figura 4.5 - Variação do coeficiente de atrito longitudinal pneu-pavimento para
3 (três) tipos de revestimentos asfálticos 4.5.2 Índice de Atrito Internacional O Índice de Atrito Internacional é denominado IFI (International Friction Index ou Índice de Atrito Internacional). O Índice de Atrito Internacional (IFI) serve para qualificar as condições da pista no que se refere ao atrito pneu-pavimento. O IFI corresponde ao atrito de um veículo de passeio (ou carro) de pneus lisos, o qual tem suas rodas travadas a 60 km/h sobre uma pista molhada. O procedimento para determinação do Índice de Atrito Internacional (IFI) é padronizado pela norma ASTM-E1960 (2003). Atualmente, vem sendo realizado várias pesquisas para determinação dos limites aceitáveis para o Índice de Atrito Internacional (IFI) tanto para pavimentos de rodovias quanto para pavimentos de aeroportos. Referências Bibliográficas AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATIO
OFFICIALS - AASHTO Guide for design of pavement structures. Washington, 1993.
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