Avaliação Funcional de Pavimentos
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- Kléber Cunha Guimarães
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1 Avaliação Funcional de Pavimentos TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira
2 Avaliação Funcional - Objetivos Inventariar o pavimento Defeitos Causas (mecanismos de Ruptura) Processos Corretivos Inferir sobre a adequação do pavimento Conforto Segurança Estabelecer locais/serviços prioritários (plano plurianual de investimentos sob restrição orçamentária) Auxiliar no Dimensionamento Estrutural de Reforços de Pavimentos e medidas corretivas anteriores aos trabalhos de restauração estrutural Fundamental na Gerência de Pavimentos TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 2
3 Evolução dos Parâmetros Funcionais Ex.: Serventia Fonte: Balbo, 2007 TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 3
4 Levantamentos Parâmetros Funcionais Avaliação das Condições de Superfície do Pavimento Índice Geral de Grupo (IGG) Avaliação Objetiva Levantamento Visual Contínuo (LVC) Avaliação Objetiva Expedita Valor de Serventia Atual (VSA) Avaliação Subjetiva análogo à Serventia TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 4
5 Levantamentos Parâmetros Funcionais Avaliação da Irregularidade Longitudinal do Pavimento Conforto Quociente de Irregularidade (QI) correlação com o IRI (International Roughness Index ou Índice Internacional de Irregularidade) Avaliação da Aderência Pneu-Pavimento (Atrito) Mancha de Areia Pêndulo Britânico Medição Direta Skid-Meter Mu-Meter TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 5
6 Índice Geral de Grupo (IGG) DNIT 006/2003 PRO (Avaliação Objetiva da Superfície de Pavimentos Flexíveis e Semi- Rígidos Procedimentos) Validade: Pavimentos com Revestimentos Asfálticos Objetivo Determinar o nível de deterioração do pavimento através da identificação e mensuração dos defeitos superficiais do pavimento e dos afundamentos nas trilhas de roda TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 6
7 Índice Geral de Grupo (IGG) Identificação de todos os defeitos dentro da área 15% do pavimento é inventariado (pista simples) Mede-se os ATR (Treliça com base de 1,2m) Segmentos Homogêneos iguais características Adequado à Fase Projeto Fonte: Notas de Aula Prof. Pugliero (UPF) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 7
8 Índice Geral de Grupo (IGG) Fonte: DNIT 006/2003 TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 8
9 Índice Geral de Grupo (IGG) Fonte: DNIT 006/2003 TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 9
10 Índice Geral de Grupo (IGG) Fonte: DNIT 006/2003 TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 10
11 Índice Geral de Grupo (IGG) Fonte: DNIT 006/2003 TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 11
12 Índice Geral de Grupo (IGG) Fonte: DNIT 006/2003 TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 12
13 Levantamento Visual Contínuo (LVC) Levantamento Contínuo (veíc. ± 40 Km/h) Documenta-se os defeitos na fx de rolamento e acostamento (caso necessário) Segmentos subdivididos de Km em Km Adequado para Ante-projetos e Gerência de Pavimentos Freqüências/extensão de ocorrência dos defeitos: Alta: >80% Média: entre 50 e 80% Baixa: <30% TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 13
14 Levantamento Visual Contínuo (LVC) Severidade 1: Leve 2: Média 3: Elevada Atribui-se uma nota para o Valor de Serventia Atual do pavimento (0-5) Faz-se registro fotográfico Preenche-se Planilhas semelhantes àquelas do IGG Registra-se fotograficamente o segmento mais próximo da característica média do trecho (1Km) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 14
15 Valor de Serventia Atual (VSA) DNIT 009/2003 PRO (Avaliação Subjetiva da Superfície de Pavimentos Flexíveis e Semi-Rígidos Procedimentos) Validade: Pavimentos com Revestimentos Asfálticos (também empregado para Pavimentos de CCP) Objetivo Avaliar um trecho rodoviário segundo sua capacidade de oferecer, na opinião subjetiva de usuários rios, rolamento suave e confortável Avaliadores: 5 membros 2 veículos de passeio: médio-padrão (idênticos) Motorista do veículo não avalia o pavimento Necessidade de seleção e qualificação estatística dos mesmos TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 15
16 Valor de Serventia Atual (VSA) Velocidade: vel. máx. operacional Premissas para avaliação Hipótese: necessidade de viajar durante 8h em uma rodovia com aquelas características Sem trocas de percepções entre os avaliadores Não executar avaliações em condições climáticas desfavoráveis (chuva, neblina,...) Desprezar: Indicativos visuais de defeitos do pavimento Eventuais falhas geométricas no traçado da via Futuras evoluções dos mecanismos de degradação do pavimento Resistência à derrapagem Recalques de aterros, cruzamentos ferroviários, acessos à pontes e viadutos, recalques de bueiros TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 16
17 Valor de Serventia Atual (VSA) Formulário de Avaliação VSA do trecho é igual à média dos 5 avaliadores Fonte: DNIT 009/2003 TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 17
18 Valor de Serventia Atual (VSA) Peculiaridades Relativas aos Avaliadores Técnicos são mais severos que Leigos ao avaliarem os pavimentos Mulheres são mais rigorosas que Homens Estrangeiros (1 Mundo) mais intolerantes que Brasileiros (Pesquisa do GEIPOT-MT) Nos EUA, avaliação idêntica entre veículos CORSA e VECTRA TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 18
19 Características Médias dos Segmentos Condição Boa (Poucos Defeitos ; VSA Alto) Fonte: Notas de Aula Prof. Pugliero (UPF) Fonte: Notas de Aula Prof. Pugliero (UPF) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 19
20 Características Médias dos Segmentos Condição Regular (Alguns Defeitos ; VSA Médio) Fonte: Notas de Aula Prof. Pugliero (UPF) Fonte: Notas de Aula Prof. Pugliero (UPF) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 20
21 Características Médias dos Segmentos Condição Ruim (Muitos Defeitos ; VSA Baixo) Fonte: Notas de Aula Prof. Pugliero (UPF) Fonte: Notas de Aula Prof. Pugliero (UPF) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 21
22 Inventário Automatizado dos Defeitos de Superfície do Pavimento Registro contínuo dos defeitos do pavimento Filmagem do pavimento Fonte: : Cibermétrica TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 22
23 Inventário Automatizado dos Defeitos de Superfície do Pavimento Baixo Custo Alta Velocidade Fonte: : Cibermétrica TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 23
24 Inventário Automatizado dos Defeitos de Superfície do Pavimento Fonte: : Cibermétrica TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 24
25 Irregularidade Longitudinal do Pavimento - Conforto Conceito De acordo com DNER PRO 164/94: é o desvio da superfície da rodovia, em relação a um plano de referência, que afeta a dinâmica dos veículos, a qualidade do rolamento e as cargas dinâmicas sobre a via. Prof. F. Domingues: é o conjunto dos desvios de sua superfície, ao longo das trilhas de roda, em relação à superfície ideal projetada, com características tais que afeta o movimento dos veículos, a qualidade do rolamento, as cargas dinâmicas que atuam sobre a via e a drenagem da superfície. Irregularidades de Interesse Comprim. Onda: 0,5 e 50m TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 25
26 Irregularidade Longitudinal do Pavimento - Conforto Finalidade Alimentar bancos de dados que ajudam gestores a decidir sobre a intervenção nos pavimentos - Onde, Quanto e Como. (tanto no âmbito público, quanto no privado). Fiscalizar cumprimento de contratos de execução ou de concessão, por exemplo (fatores de pagamento) Ajudar na determinação do tipo de intervenção de manutenção Afetam Custos Operacionais (Manutenção e consumo de Combustíveis) Emissão de Gases Poluentes Sensação de Conforto do Motorista TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 26
27 Irregularidade Longitudinal do Pavimento - Conforto Processos de Obtenção Medidores de irregularidade do tipo-resposta A partir da década d de 1920 Medem os movimentos da suspensão do veículo Resultados dependem da velocidade do veículo Não permite a localização das causas de irregularidade TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 27
28 Irregularidade Longitudinal do Pavimento - Conforto Processos de Obtenção Medidores de perfil: Nível-e-mira / Dipstick (estáticos) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 28
29 Irregularidade Longitudinal do Pavimento - Conforto Processos de Obtenção Medidores de perfil: Medição com perfilômetros inerciais Desenvolvido pela GM na década de 1960 Emprego de Aceleração e um medidor de distância sem contato Fonte: Cibermétrica TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 29
30 Irregularidade Longitudinal do Pavimento - Conforto Processos de Obtenção Medidores de perfil: Medição com perfilômetros inerciais Benefícios Podem ser usados na velocidade da via Maior rapidez nos levantamentos Menor interferência com o tráfego A partir destes perfis é possível o cálculo c de Índices de Irregularidade Com 3 ou mais sensores, pode-se aferir os ATR Permite a exata identificação dos pontos de maior irregularidade Evitar velocidades muito baixas TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 30
31 Irregularidade Longitudinal do Pavimento - Conforto Processos de Obtenção Medidores de perfil: Perfilômetro Cibermétrica TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 31
32 Irregularidade Longitudinal do Pavimento - Conforto Índices Quociente de Irregularidade QI [cont/km] International Roughness Index ou Índice Internacional de Irregularidade) IRI [m/km] QI = 13 x IRI Conceito QI (cont/km) IRI (m/km) Ótimo Bom Regular Ruim Péssimo > ,9 1,9 2,7 2,7 3,5 3,5 4,6 > 4,6 TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 32
33 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Acidentes Diversas Causas Fonte: Aps (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 33
34 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Atrito Pneu-Pavimento Aderência Aderência Resistência à Derrapagem Estes fatores (pista molhada) Reduzem as distâncias de frenagem Garantem a dirigibilidade Interferem na aderência Agregado Textura da superfície de rolamento Presença de água, neve ou gelo na pista Geometria da via Tipo de pneu Velocidade do veículo Tipo de revestimento e método construtivo Temperatura do pavimento Sistema de freios e de suspensão dos veículos Carga de roda Presença de óleo, borracha,... sobre a pista TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 34
35 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Hidroplanagem ou Aquaplanagem Zona 1: pneu empurra água formando uma onda (ausência de contato pneupavimento) Zona 2: contato parcial entre pneu-pavimento Zona 3: teoricamente, sem a presença de água (contato total entre pneupavimento) % Áreas é função Velocidade do veículo Pressão de inflação do pneu Textura da superfície do pavimento Fonte: Aps (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 35
36 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Arrasto Hidrodinâmico Causa da Hidroplanagem Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 36
37 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Textura da Superfície de Rolamento Variável muito importante Texturas de interesse em pavimentação Microtextura Função da aspereza do agregado (rugosa ou lisa) Macrotextura Função da graduação da mistura asfáltica (aberta ou fechada) Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 37
38 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Textura da Superfície de Rolamento Texturas de interesse em pavimentação Fonte: Aps (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 38
39 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Textura da Superfície de Rolamento Texturas de interesse em pavimentação Fonte: Aps (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 39
40 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Procedimentos de Mensuração da Aderência Mancha de Areia (Macrotextura) Preenchimento dos vazios da macrotextura com mm³ ± 150mm³ de areia (0,15 mm < d < 0,3mm) Apud: : Aps (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 40
41 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Procedimentos de Mensuração da Aderência Mancha de Areia (Macrotextura) Fonte: Aps (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 41
42 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Procedimentos de Mensuração da Aderência Mancha de Areia (Macrotextura) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 42
43 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Procedimentos de Mensuração da Aderência Mancha de Areia (Macrotextura) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 43
44 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Procedimentos de Mensuração da Aderência Mancha de Areia (Macrotextura) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 44
45 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Procedimentos de Mensuração da Aderência Pêndulo Britânico (Atrito Estático) Princípio Perda de energia cinética pelo atrito de uma base de borracha com a superfície molhada do pavimento TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 45
46 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Procedimentos de Mensuração da Aderência Pêndulo Britânico (Atrito Estático) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 46
47 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Procedimentos de Mensuração da Aderência Pêndulo Britânico (Atrito Estático) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 47
48 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Procedimentos de Mensuração da Aderência Pêndulo Britânico (Atrito Estático) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 48
49 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Procedimentos de Mensuração da Aderência Mu-Meter (Atrito Dinâmico) Muito empregado em Aeroportos (Aeronáutica/INFRAERO) Equipamento rebocado 3 rodas (1 mede distância e 2 medem o coef. de atrito) Medidas em pavimento seco e molhado (sistema próprio de irrigação 1mm de lâmina d água) V = 65 Km/h TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 49
50 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Procedimentos de Mensuração da Aderência Mu-Meter (Atrito Dinâmico) Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 50
51 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Procedimentos de Mensuração da Aderência Mu-Meter (Atrito Dinâmico) Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 51
52 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Procedimentos de Mensuração da Aderência Mu-Meter (Atrito Dinâmico) Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 52
53 Atrito Pneu-Pavimento - Segurança Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 53
54 Atrito Pneu-Pavimento: Índices DNIT 031/2006 ES: Pavimentos flexíveis - Concreto asfáltico - Especificação de serviço Mancha de Areia Altura de Areia (HS): 0,6 a 1,2 mm Pêndulo Britânico VDR = 45 Comando da Aeronáutica (IAC-4302: Requisitos de resistência à Derrapagem para Pistas de Pouso e Decolagem, 2001) Mu-Meter Coef. Atrito = 0,5 em segmentos de 100m TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 54
55 Aeroportos Tragédia de TAM-3054 Movimentação de Congonhas Em ,5 mi de passageiros Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 55
56 Aeroportos Tragédia de TAM-3054 Pistas de Congonhas Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 56
57 Aeroportos Tragédia de TAM-3054 Estatística de Acidentes Aéreos Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 57
58 Aeroportos Tragédia de TAM-3054 Eventuais problemas na Pista são apenas uma das causas que corroboram para o acidente Área de Toque: Desgasta Pavimento Reduz atrito pneu-pavimento Emborracha superfície (reduzindo capacidade drenante do grooving ) Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 58
59 Aeroportos Tragédia de TAM-3054 Comando da Aeronáutica (IAC-4302: Requisitos de resistência à Derrapagem para Pistas de Pouso e Decolagem, 2001) Mu-Meter Periodicidade da Medida para Garantir Aderência Apud: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 59
60 Aeroportos Tragédia de TAM-3054 Grooving Função principal melhorar drenagem superficial Secundária aumentar atrito 7,35% Pistas Nacionais possuem Grooving (5/68) Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 60
61 Aeroportos Tragédia de TAM-3054 Grooving Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 61
62 Aeroportos Tragédia de TAM-3054 Grooving (Problema emborrachamento) Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 62
63 Aeroportos Tragédia de TAM-3054 Grooving (Limpeza) Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 63
64 Aeroportos Tragédia de TAM-3054 Grooving (Limpeza) Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 64
65 Aeroportos Tragédia de TAM-3054 Grooving (Antes/Após Limpeza) Fonte: Sansone (2006) TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 65
66 Aeroportos Tragédia de TAM-3054 Segundo INFRAERO Pista não possuía grooving No entanto, apresentava valores mínimos de atrito Pouco antes do acidente, medições realizadas não indicavam lâmina d água na pista Geralmente, existe um lapso de tempo entre a pavimentação e a execução das ranhuras Imprensa Divulgou problemas no Reverso Precipitado apontar causas TRP-1001 Infra-Estrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 66
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