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DESENVOLVIMENTO DE EQUIPAMENTO E MÉTODO PARA
LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO COM VÍDEO-REGISTRO DE DEFEITOS
DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS
Carlos Alberto Ramim Reis
DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DOS
PROGRAMAS DE PÓS-GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE
FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS
NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIAS EM
ENGENHARIA CIVIL.
Aprovada por:
________________________________________________
Prof.ª Laura Maria Goretti da Motta, D.Sc.
________________________________________________ Prof. Jacques de Medina, L.D.
________________________________________________ Prof. Washington Peres Núñez, D.Sc.
RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL
JUNHO DE 2007
ii
REIS, CARLOS ALBERTO RAMIM
Desenvolvimento de Equipamento e
Método para Levantamento Visual Contínuo
com Vídeo-Registro de Defeitos de Pavimentos
Rodoviários [Rio de Janeiro] 2007
XV, 171 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ,
M.Sc., Engenharia Civil, 2007)
Dissertação - Universidade Federal do
Rio de Janeiro, COPPE.
1. Gerência de Pavimentos
2. Levantamento Visual Contínuo
3. Vídeo-Registro
4. Defeitos
I. COPPE/UFRJ II. Título ( série )
iii
Poema para meu filho: “Puro amor de minha alma Estrela linda e brilhante De rostinho fascinante Razão desse meu viver Filho após você nascer... Tudo é paz, carinho... bem querer. És a felicidade, orgulho Na vida de seu pai meu filho Razão de todo amor És meu sangue meu fervor Que Deus te abençoe pra sempre Um anjo em forma de gente Eu te amarei para sempre. Suave riso inocente Um olhar bem contente Luz divina e reluzente Você meu filho querido É a alegria que eu tinha pedido És minha paixão... Amor... pulsar do meu coração.”
Dedico cada letra, cada palavra, cada gesto, cada sorriso, cada sonho que constituíram este trabalho ao meu querido filho Carlos Alberto.
iv
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, que é a fonte de toda a minha esperança e sabedoria, e
que me deu forças para superar e conquistar todos os obstáculos desta longa jornada.
A Prof.ª Laura Maria Goretti da Motta por ter me orientado com extrema sensatez e
sabedoria e pelo apoio, paciência, compreensão, atenção e segurança, passados desde o
primeiro encontro.
Ao Prof. Jacques de Medina pelo interesse e disponibilidade nesta pesquisa. Ao Prof.
Washington Peres Núñez por ter aceitado o convite para compor esta banca,
enriquecendo ainda mais o presente trabalho.
Às firmas de Consultoria Consulte Consultores de Engenharia Ltda representada pelos
grandes companheiros Prof. Paulo Emílio dos Santos Queiroz e Prof. Cezar Augusto
Vieira Queiroz e Enggeotech Engenharia Ltda, representada pelo companheiro Eng.
Rafael Cerqueira Silva, pela grande ajuda no desenvolvimento desta pesquisa.
Aos amigos engenheiros: Olímpio Luiz Pacheco de Moraes, Fabrício de Castro Alves,
Mônica Vasconcelos Reis, Fernanda Botelli Fagundes, Rodrigo Menegaz Muller e
Kefren Klein Lopes Vianna pela fundamental ajuda e cooperação nesta dissertação.
A minha esposa Aline Trindade Marlière e ao meu filho Carlos Alberto Marlière Reis
pela força e incondicional amor.
A todos os meus familiares, em especial minha mãe Vera Alice Ramim, meu pai Carlos
Alberto Reis, meus irmãos Affonso Henrique, Karla, Carlos Augusto e Carlos André, e
ao meu tio Paulo Roberto Reis pela confiança depositada e extraordinário apoio.
E finalmente a todos os meus amigos de trabalho, faculdade e mestrado, em especial
Diogo, Hugo, Dudu, Magrão, Diegles, Rogerinho e Flávio Pacheco pela ajuda nos
momentos difíceis e pelo simples fato de serem grandes amigos.
v
Resumo da Dissertação apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos
necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.).
DESENVOLVIMENTO DE EQUIPAMENTO E MÉTODO PARA
LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO COM VÍDEO-REGISTRO DE DEFEITOS
DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS
Carlos Alberto Ramim Reis
Junho/2007
Orientadora: Laura Maria Goretti da Motta
Programa: Engenharia Civil
A avaliação funcional dos pavimentos é parte essencial de todo Sistema de
Gerência de Pavimentos na constituição do banco de dados rodoviários. Este trabalho
tem como principal objetivo apresentar um novo método de Levantamento Visual
Contínuo de defeitos da superfície de pavimentos rodoviários. Com as constantes
inovações da informática e das técnicas de filmagem, junto com o desenvolvimento dos
veículos e dos sistemas de georreferenciamento via GPS (“global positioning system”),
foi possível a adaptação do veículo de Levantamento Visual Continuo para um
laboratório móvel de coleta de dados rodoviários. São apresentados os equipamentos
necessários para realização dos levantamentos e os softwares utilizados na coleta e
elaboração de dados, que em conjunto compõem a essência do laboratório móvel. Com
o intuito de verificar os dados utilizando este novo método, foram realizados
levantamentos na ilha do Fundão, no campus principal da UFRJ, e comparações dos
resultados obtidos com dados de uma avaliação objetiva realizada no mesmo local. Os
resultados não apresentaram uma correlação aceitável tendo afirmado a necessidade de
uma atualização nos procedimentos atuais de Levantamento Visual Contínuo.
vi
Abstract of Dissertation presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the
requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.).
DEVELOPMENT OF EQUIPMENT AND METHOD FOR CONTINUOUS VISUAL
SURVEY WITH VIDEO FILMING OF DISTRESSES OF ROAD PAVEMENTS
Carlos Alberto Ramim Reis
June/2007
Advisor: Laura Maria Goretti da Motta
Department: Civil Engineering
The functional evaluation of pavements is an essential tool of any Pavement
Management System and an important part of a road data base. This work has as main
objective to present a new method for Continuous Visual Survey of distresses of surface
of road pavement. With the constant innovations in computer science, filming
techniques and the development of the vehicles and the GPS - Global Positioning
System, it was possible to adapt a vehicle used for Continuous Visual Survey in a
mobile laboratory that collects road data. Brief description of necessary equipment for
the surveying and the software for data acquisition and processing are presented. They
constitute the base of the mobile laboratory. In order to check data acquired using this
new method surveys, have been carried out in the Fundão Island in Rio de Janeiro,
Brazil, and the results were compared to these resulting of an objective evaluation in the
same site. The results have not shown an acceptable correlation ship. As a consequence,
it is strongly suggested the to develop of new testing procedure for Continuous Visual
Survey of pavements.
vii
ÍNDICE INTRODUÇÃO ...............................................................................................................1
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.......................................................................................7
2.1 – SISTEMAS DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS ............................................. 7
2.1.1 - Conceitos e Objetivos de Sistemas de Gerência de Pavimentos (SGPs) ...... 7
2.1.2 - Níveis de Decisão na Gerência de Pavimentos ........................................... 10
2.1.3 - Atividades Básicas de um SGP................................................................... 11
2.1.4 - Implementação de um Sistema de Gerência de Pavimento ........................ 13
2.2 – AVALIAÇÃO DE PAVIMENTOS .................................................................. 15
2.2.1 - Definição e generalidades ........................................................................... 15
2.2.2 - Defeitos dos Pavimentos ............................................................................. 17
2.2.2.1 - Tipos de Defeitos e suas descrições ..................................................... 18
2.2.2.2 – Métodos de avaliação dos defeitos de superfície ................................ 38
2.2.3 - A Irregularidade dos Pavimentos ................................................................ 52
2.2.3.1 - Métodos e Equipamentos de medida das irregularidades .................... 54
2.2.3.2 - Escalas de irregularidade...................................................................... 61
2.2.4 - Avaliação Estrutural dos Pavimentos: Deformações dos pavimentos ........ 64
2.2.4.1 - Métodos e Equipamentos de medida das deflexões ............................. 65
LABORATÓRIO MÓVEL DE COLETA DE DADOS RODOVIÁRIOS ..............74
3.1 – INTRODUÇÃO................................................................................................. 74
3.2 – VEÍCULO DE LEVANTAMENTO ................................................................. 75
3.3 – FONTE DE ENERGIA ..................................................................................... 76
3.4 – ODÔMETRO DIGITAL ................................................................................... 77
3.5 – RECEPTORES GPS - GLOBAL POSITIONING SYSTEM ........................... 78
3.6 – FILMADORA DIGITAL .................................................................................. 79
3.7 – MICROCOMPUTADOR DE LEVANTAMENTO.......................................... 80
viii
3.8 – INSTALAÇÃO, MONTAGEM E DISPOSIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS NO
INTERIOR DO VEÍCULO DE LEVANTAMENTO................................................ 81
OS SOFTWARES DE COLETA E PROCESSAMENTO DE DADOS
RODOVIÁRIOS ........................................................................................................... 84
4.1 – INTRODUÇÃO................................................................................................. 84
4.2 – DATAIN............................................................................................................ 85
4.3 – MOVIEMAKER................................................................................................ 87
4.4 – HOLEHUNTER ................................................................................................ 88
4.5 – DXF2XYZ 1.3 ................................................................................................... 89
4.6 – IGVH ................................................................................................................. 90
4.7 – PLANILHAS BASE DE DADOS..................................................................... 92
LEVANTAMENTOS E PROCESSAMENTOS DOS RESULTADOS DE CAMPO
– EXEMPLO APLICATIVO ......................................................................................94
5.1 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGGE A CADA 200 m (10 ESTACAS)............ 94
5.2 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGG (APLICADO AO LVC) A CADA 200 m (10
ESTACAS) ............................................................................................................... 101
5.3 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGGE A CADA 1000 m (1km – 50 estacas) ... 105
5.4 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGG (APLICADO AO LVC) A CADA 1000 m
(1km – 50 ESTACAS).............................................................................................. 108
5.5 – CONSIDERAÇÕES FINAIS DOS PROCESSAMENTOS E
LEVANTAMENTOS DE CAMPO DO EXEMPLO APLICATIVO ..................... 111
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES .................................................................113
6.1 – CONCLUSÕES............................................................................................... 113
6.2 – RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS.............................. 114
REFERÊNCIAS BIBLIOGÁFICAS .........................................................................115
ANEXO A.....................................................................................................................120
ANEXO B.....................................................................................................................136
ANEXO C.....................................................................................................................156
ix
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA 1.1 – Extensão da malha rodoviária pavimentada municipal, estadual e
federal. DNIT (PNV 2002)............................................................................................... 1
FIGURA 1.2 – Extensão da malha rodoviária federal pavimentada (pista dupla ou
simples), não pavimentada e planejada. ANTT (Anuário estatístico de transportes –
2002)................................................................................................................................. 2
FIGURA 1.3 – Idade da malha rodoviária federal. DNIT(2002). .................................... 2
FIGURA 1.4 – Comparativo da extensão da malha rodoviária federal, orçamento
destinado para as rodovias e a produção automobilística. DNIT (2006).......................... 3
FIGURA 2.1 – Fluxograma de atividades de um SGP (modificada de Haas, 1994). .... 11
FIGURA 2.2 – Exemplos de trincamento tipo jacaré, de níveis de severidade média (a) e
alta (b) (WSDOT Pavement Guide Interactive,2007). ................................................... 20
FIGURA 2.3 – Exemplos de trincamento em bloco, de níveis de severidade média (a) e
alta (b), (WSDOT Pavement Guide Interactive; 2007, DOMINGUES, 1993). ............. 21
FIGURA 2.4 – Exemplo de trinca longitudinal, de níveis de severidade média (a) e alta
(b), (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007). ........................................................ 23
FIGURA 2.5 – Exemplo de trinca transversal, de níveis de severidade alta (a) e (b),
(WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007)................................................................ 23
FIGURA 2.6 – Exemplos de trincamento de borda, de níveis de severidade média (a) e
alta (b), (PINTO e PREUSSLER, 2002). ....................................................................... 24
FIGURA 2.7 – Exemplos de trincamento parabólico, (DOMINGUES, 1993).............. 25
FIGURA 2.8 – Exemplos de afundamentos localizados ou depressão, (DOMINGUES,
1993)............................................................................................................................... 26
FIGURA 2.9 – Exemplos de afundamentos na trilha de roda, (WSDOT Pavement Guide
Interactive, 2007; DOMINGUES, 1993)........................................................................ 27
FIGURA 2.10 – Exemplos de afundamento plástico, (WSDOT Pavement Guide
Interactive, 2007; DOMINGUES, 1993)........................................................................ 28
FIGURA 2.11 – Exemplos de corrugação, (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007;
DOMINGUES, 1993)..................................................................................................... 29
FIGURA 2.12 – Exemplos de escorregamento de capa, (PINTO e PREUSSLER, 2002).
........................................................................................................................................ 30
FIGURA 2.13 – Exemplos de desgaste, de níveis de severidade média (a) e alta (b)
(WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007)................................................................ 31
x
FIGURA 2.14 – Exemplos de exsudação, de níveis de severidade média (a) e alta (b)
(WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007)................................................................ 32
FIGURA 2.15 – Exemplos de agregado polido, (WSDOT Pavement Guide Interactive,
2007)............................................................................................................................... 33
FIGURA 2.16 – Exemplos de remendo, (PINTO e PREUSSLER, 2002). .................... 34
FIGURA 2.17 – Exemplos de Panela, de níveis de severidade média (a) e alta (b)
(DOMINGUES, 1993). .................................................................................................. 35
FIGURA 2.18 – Exemplos de desnível entre pista e acostamento, (PINTO e
PREUSSLER, 2002)....................................................................................................... 36
FIGURA 2.19 – Exemplos de separação entre pista e acostamento, (DOMINGUES,
1993)............................................................................................................................... 37
FIGURA 2.20 – Exemplos de bombeamento, (WSDOT Pavement Guide Interactive,
2007; DOMINGUES, 1993)........................................................................................... 37
FIGURA 2.21 – Exemplo de envelhecimento, (WSDOT Pavement Guide Interactive,
2007)............................................................................................................................... 38
FIGURA 2.22 – Sistema PASCO ROADRECON, (Haas et. al.,1994). ........................ 49
FIGURA 2.23 – Sistema GERPHO, (Haas et. al.,1994). ............................................... 49
FIGURA 2.24 – Sistema ARAN, (Haas et. al.,1994)..................................................... 50
FIGURA 2.25 – Método estático nível e mira, (SAYERS e KARAMIHAS,1998)....... 56
FIGURA 2.26 – Esquema de um Dipstick, (SAYERS E KARAMIHAS,1998). .......... 56
FIGURA 2.27 – Analisador de Perfil Longitudinal (APL-LCPC)................................. 57
FIGURA 2.28 – Componentes básicos do Merlin, (CASSANIGA e MACHADO
FILHO, 2002). ................................................................................................................ 58
FIGURA 2.29 – Maysmeter (SOUZA et al., 2001) ....................................................... 59
FIGURA 2.30– Detalhe do integrador IPR/USP, (DOMINGUES, 2003). .................... 59
FIGURA 2.31– Esquema do Perfilômetro do TRRL, (HAAS et al.,1994).................... 60
FIGURA 2.32 – Esquema do Perfilômetro da Cibermétrica, com 3 sensores, montado
no Brasil, (Foto do autor, 2006). .................................................................................... 61
FIGURA 2.33 – Esquema do simulador de quarto-de-carro [Fonte: DNER (1998)]..... 62
FIGURA 2.34 – Limite de classificação de Irregularidades em vários países, (FARIAS e
SOUZA, 2002). .............................................................................................................. 64
FIGURA 2.35 – Posicionamento da Viga Benkelman, (WORD BANK, 2007; DNER
ME 024/94)..................................................................................................................... 67
FIGURA 2.36 – Equipamento de GEORADAR (WORD BANK, 2007)...................... 69
xi
FIGURA 2.37 – Gráfico dos dados de deflexão obtidos com viga e FWD em diversos
segmentos da MG 353, (CONSULTE E ENGGEOTECH, 2004). ................................ 72
FIGURA 2.38 – Gráfico de barras correlacionando a viga e o FWD em diversos
segmentos da MG 353. ................................................................................................... 72
FIGURA 2.39 – Correlação entre medidas com a viga e o FWD em segmentos pontuais
da MG 353. ..................................................................................................................... 73
FIGURA 3.1 – Veículo Tipo de Levantamento Visual Contínuo, (usado nesta pesquisa).
........................................................................................................................................ 76
FIGURA 3.2 – Inversor de energia utilizado nesta pesquisa. ........................................ 77
FIGURA 3.3 – Característica frontal do hodômetro digital de precisão usado nesta
pesquisa. ......................................................................................................................... 77
FIGURA 3.4 – GPS de navegação da marca GARMIN usado neste estudo.................. 79
FIGURA 3.5 – Filmadora Digital utilizada no laboratório móvel deste estudo............. 79
FIGURA 3.6 – Microprocessador de levantamento desta pesquisa. .............................. 81
FIGURA 3.7 – Indicação da disposição dos equipamentos no veículo de levantamento
desta pesquisa. ................................................................................................................ 83
FIGURA 3.8 – Foto de dentro do laboratório móvel depois de todos os equipamentos
montados e instalados..................................................................................................... 83
FIGURA 4.1 – Tela do programa DataIN. ..................................................................... 86
FIGURA 4.2 – Tela do programa MovieMaker. ............................................................ 87
FIGURA 4.3 – Tela do programa HoleHunter. .............................................................. 88
FIGURA 4.4 – Tela do programa DXF2XYZ1.3........................................................... 89
FIGURA 4.5 – Tela do programa IGVH........................................................................ 92
FIGURA 5.1 – Mapa de localização do Campus do Fundão (UFRJ) no Município do
Rio de Janeiro. ................................................................................................................ 94
FIGURA 5.2 – Mapa de localização do Projeto Fundão................................................ 95
FIGURA 5.3 – Evolução entre o IGG e o IGGE a cada 10 estacas ............................. 100
FIGURA 5.4 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGGE a cada 10 estacas. 101
FIGURA 5.5 – Evolução entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC a cada 10 estacas ... 104
FIGURA 5.6 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC a cada
10 estacas...................................................................................................................... 105
FIGURA 5.7 – Evolução entre o IGG e o IGGE a cada 50 estacas ............................. 107
FIGURA 5.8 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC.... 108
FIGURA 5.9 – Evolução entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC a cada 50 estacas ... 110
xii
FIGURA 5.10 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC.. 110
ÍNDICE DE TABELAS
TABELA 2.1 – Quadro resumo de defeitos (DNIT 005/2003-TER) ............................. 41
TABELA 2.2 – Fatores de ponderação para defeitos de superfície (DNIT, 006/2003). 43
TABELA 2.3 – Conceitos de degradação do pavimento em função do IGG (DNIT,
006/2003)........................................................................................................................ 44
TABELA 2.4 – Freqüência de defeitos (DNIT,008/2003 – PRO). ................................ 45
TABELA 2.5 – Conceitos do ICPF (DNIT,008/2003)................................................... 46
TABELA 2.6 – Determinação do índice de gravidade (DNIT 008/2003). .................... 46
TABELA 2.7 – Pesos para cálculo do IGG (DNIT008/2003 – PRO)............................ 47
TABELA 2.8 – IES - Índice do Estado de Superfície do Pavimento (DNIT,008/2003).48
TABELA 2.9 – Faixas de classificação de Irregularidade com base no IRI, (FARIAS e
SOUZA, 2002). .............................................................................................................. 63
TABELA 2.10 – Distâncias de ensaio em relação à borda do revestimento (DNER-ME
24/94).............................................................................................................................. 66
TABELA 2.11 – Dados de deflexão obtidos com viga e FWD em diversos segmentos da
MG 353, (CONSULTE E ENGGEOTECH, 2004)........................................................ 71
TABELA 5.1– Dados do IGG calculado pela norma DNIT 006/2003 a cada 10 estacas
........................................................................................................................................ 96
TABELA 5.2 – Dados do IGGE calculado pela norma DNIT 008/2003 cada 10 estacas
........................................................................................................................................ 98
TABELA 5.3 – Dados do IGG aplicado ao LVC a cada 10 estacas ............................ 102
TABELA 5.4 – Dados do IGG calculado pela norma DNIT 006/2003 a cada 50 estacas
...................................................................................................................................... 106
TABELA 5.5 – Dados do IGGE calculado pela norma DNIT 008/2003 a cada 50
estacas........................................................................................................................... 106
TABELA 5.6 – Dados do IGG aplicado ao LVC calculado pela norma DNIT 006/2003
a cada 50 estacas........................................................................................................... 109
xiii
GLOSSÁRIO
AASHO - American Association of State Highway Officials.
AASHTO – American Association of State Highway and Transportation Officials.
ANFAVEA – Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores.
ANTT – Agência Nacional de Transportes Terrestres.
BPR - Bureau of Public Road.
CBUQ – Concreto betuminoso usinado a quente.
CEBTP - Centre d’Études et des Recherches du Bâtiment et des Travaux Publics.
CENPES – Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguez de
Mello – PETROBRAS.
COM 1 ou 2 – Porta serial ou USB do hardware (CPU).
COPPE - Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia.
DATAIN – Software de coleta de dados rodoviários.
Defeito – é toda imperfeição visível na superfície do pavimento.
Deflexão – é a deformação vertical recuperável da superfície de um pavimento quando
submetida a um carregamento.
Degradação – é a deterioração do pavimento causado pelo tráfego e fatores climáticos.
DNER – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem.
DNIT - Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes.
Dynaflect - Sistema eletro-magnético destinado à mensuração de deflexões dinâmicas
da superfície ou estrutura de um pavimento causadas por vibrações de cargas aplicadas.
DXF2XYZ1.3 – Software que extrai pontos (x,y,z) de arquivos de extensão dxf.
FHWA - Federal Highway Administration.
FWD - Falling Weight Deflectometer.
GEIPOT - Empresa Brasileira de Planejamento de Transportes.
GMR - General Motors Company Research
GPS - Global Positioning System.
HOLEHUNTER – Software de processamento de dados rodoviários.
ICPF - Índice de Condição do Pavimento Flexível.
IES - Índice de Estado de Superfície.
IGG - Índice de Gravidade Global.
IGGE - Índice de Gravidade Global Expedito.
xiv
IGH – Índice de Geometria Horizontal
IGI - Índice de Gravidade Individual.
IGV – Índice de Geometria Vertical
IGVH – Software para cálculo dos índices de geometria horizontal e vertical.
IPR - Instituto de Pesquisas Rodoviárias.
IRI - Índice Internacional de Irregularidade, m/km.
Irregularidade – é uma característica da condição funcional do rolamento de veículos de
um pavimento, decorrente de todos os desvios verticais nos sentidos longitudinal e
transversal, relacionados à superfície original.
LCD - liquid crystal display – Monitor de cristal líquido.
LCPC - Laboratoire Central des Ponts de Chaussées.
LVC - Levantamento visual contínuo.
M&R - Manutenção e reabilitação.
Manutenção – compreende qualquer atividade executada para preservar a superfície
original e as qualidades estruturais de um pavimento, a fim de permitir o uso seguro,
econômico e eficiente da rodovia.
Mays Ride Meter ou Maysmeter – dispositivo constituído de haste anexada ao eixo e a
um transmissor, ambos instalados em um veículo de passeio, destinado a medir
irregularidades.
Merlin - Machine for Evaluating Roughness using Low-cost Instrumental.
MOVIEMAKER – Software de edição de vídeos.
NITESTAR – marca de hodômetro digital de precisão.
NTSC - Este termo indica um padrão elétrico de cores usado em TVs ou Vídeos. Este
código elétrico de cores é usado como padrão nos EUA e Japão.
PETROBRÁS - Petróleo Brasileiro S/A.
PIB – Produto Interno Bruto.
PICR - Pesquisa do Inter-relacionamento de Custos de Construção, Manutenção e
Utilização de Rodovias (1981).
PNV – Plano Nacional de Viação.
PRO – Procedimento.
PSI – Present Serviceability Index.
QI - Quociente de irregularidade, obtido com o Integrador de Irregularidade
Longitudinal IPR/USP, em contagens/km.
RST - Road Surface Test.
xv
Serventia – é a aptidão de um trecho específico de um pavimento para servir ao tráfego
nas condições existentes, em um tempo particular.
Serventia atual - é a condição de um pavimento, quanto à superfície de rolamento,
conforme percepção pelo público em geral.
SGP - Sistemas de Gerência de Pavimentos.
Sistema de Gerência de Pavimentos – é um conjunto de procedimentos ou métodos que
ajudam os tomadores de decisão a encontrar estratégias viáveis para fornecer, analisar e
manter pavimentos em condições adequadas.
SHRP - Strategic Highway Research Program.
SMITR – sistema medidor tipo-resposta.
TER – Terminologia.
TRRL - Transport and Road Research Laboratory.
USA – United States of America.
USB -Universal Serial Bus é um tipo de conexão Plug and Play que permite a conexão
de periféricos sem a necessidade de desligar o computador.
UTM - Sistema Universal Transverso de Mercartor.
Viga Benkelman - equipamento utilizado em medidas de deflexões.
VMD - Volume médio diário de veículos.
VSA - Valor de Serventia Atual.
WSDOT - Washington State Department of Transportation's
1
Extensão Total 172.897,8 km Municipal
(20.914,9 km)12%
Federal (57.211,1 km)
33%
Estadual (94.753,8 km)
55%
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
O período que vai de 1969 a 1980 ficou conhecido como a época do “Milagre
Econômico”. O PIB brasileiro crescia a uma taxa de quase 12% ao ano, entretanto a
inflação beirava os 18%. Com investimentos internos e empréstimos do exterior, o país
desenvolveu sua infra-estrutura rodoviária. Foram executadas algumas obras de grande
porte, como a Rodovia Transamazônica e a Ponte Rio-Niterói. Neste contexto foi
bastante ampliado o sistema rodoviário nacional. De acordo com dados do plano
nacional de viação (DNIT - PNV 2002) a rede rodoviária pavimentada corresponde a
uma extensão total de 172.897 quilômetros: desta extensão pavimentada 57.211
quilômetros são de rodovias federais (33%), 94.753 quilômetros são estaduais (55%) e
20.914 quilômetros de rodovias municipais (12%), conforme ilustrado na figura 1.1.
FIGURA 1.1 – Extensão da malha rodoviária pavimentada municipal, estadual e federal. DNIT (PNV 2002).
Somente a rede rodoviária federal tem uma extensão de 92.037 quilômetros dos quais
20.642 quilômetros são planejadas, 13.594 quilômetros são não pavimentadas, 3.294
quilômetros são pavimentadas em pista dupla e 54.428 quilômetros são em pista simples
(DNIT –PNV 2002) – Figura 1.2 .
2
Até 5 anos 5% De 5 até 10 anos
15%
Mais de 10 anos80%
Extensão Total 92.037,6 km
Pav Pista Dupla (3.294,7 km)
4%
Pav Pista Simples (54.428,4 km)
58%
Não Pavimentada (13.594,3 km)
15%
Planejada (20.642,6 km)
23%
FIGURA 1.2 – Extensão da malha rodoviária federal pavimentada (pista dupla ou simples), não pavimentada e planejada. ANTT (Anuário estatístico de transportes –
2002).
Como mostra a Fig. 1.3, 80 % das rodovias federais sofreram a última restauração há
mais de 10 anos, por isso a malha rodoviária encontra-se num estado bastante
deteriorado, em decorrência da falta de recursos financeiros, agravado pelo aumento da
produção automobilística, conforme dados da ANFAVEA e DNIT, mostrados na Fig.
1.4.
FIGURA 1.3 – Idade da malha rodoviária federal. DNIT (2002).
3
FIGURA 1.4 – Comparativo da extensão da malha rodoviária federal, orçamento
destinado para as rodovias e a produção automobilística. DNIT (2006).
A deterioração da rede rodoviária por falta de manutenção adequada e a escassez de
recursos para a sua reabilitação geram muitas perguntas: Como alocar melhor os
investimentos para manutenção e reabilitação da malha viária? Qual é a ordem de
prioridade na manutenção? Quais os benefícios para a sociedade decorrentes da
aplicação de recursos em manutenção ou construção se comparados ao investimento em
outro setor da economia? Estas questões, entre outras, mostram a necessidade de um
processo racional de seleção dos trechos prioritários de alocação de recursos numa rede
rodoviária.
Para este fim deve-se recorrer ao Sistema de Gerência de Pavimentos (SGP) como
ferramenta para melhor monitorar e administrar recursos para a infra-estrutura
rodoviária.
Conforme definido por HAAS et al. (1994), um Sistema de Gerência de Pavimentos
consiste de um elenco de atividades coordenadas, relacionadas com o planejamento,
projeto, construção, manutenção, avaliação e pesquisa de pavimentos, cujo objetivo
principal é utilizar informações confiáveis e critérios de decisão para produzir um
programa de construção, manutenção e reabilitação de pavimentos que proporcione a
máxima eficiência possível com os recursos disponíveis. Uma malha viária bem conservada permite o escoamento das safras acelerando o
desenvolvimento da região, contribuindo assim para promover a indústria e o comércio,
4
para melhorar a viabilidade das zonas urbanas, com o aumento dos empregos, com a
educação e com a geração de novas oportunidades (QUEIROZ et al., 1992).
Dentro de um Sistema de Gerência de Pavimentos, a avaliação do estado da superfície,
funcional e estrutural dos pavimentos bem como os modelos de desempenho dos
mesmos são imprescindíveis para a priorização e seleção de projetos e de estratégias de
manutenção e reabilitação, para a previsão orçamentária, programação plurianual de
investimentos e para a alocação adequada dos recursos públicos.
Por isso, um Sistema de Gerência de Pavimentos necessita dispor de informações
periódicas do pavimento de toda a rede, para que se possa gerar um banco de dados
confiável e atualizado. Esses bancos são constituídos de dados que possuem as
informações das condições dos pavimentos, coletados através de levantamentos de
campo. Por isso existe a constante necessidade de aprimoramento nas técnicas
existentes de levantamentos da condição do pavimento. O banco de dados é o centro de
toda a gerência de pavimento, sendo uma ferramenta fundamental, pois está relacionado
com todas as atividades da gerência.
Neste contexto de SGP em nível de rede, o presente trabalho se destina a apresentar um
novo método de avaliação do estado de superfície dos pavimentos asfálticos. Com base
nas inovações tecnológicas da informática e na evolução das técnicas de captação de
vídeo e do aperfeiçoamento tecnológico dos automóveis, foi possível aprimorar as
técnicas de levantamento de defeitos dos pavimentos na forma proposta.
A presente dissertação objetiva apresentar um equipamento e método de avaliação
funcional do estado de superfície de pavimentos; que permite o cálculo do índice de
geometria vertical e horizontal dos pavimentos e vídeo-registro de rodovias
pavimentadas.
De início, revisão da bibliografia quanto aos métodos existentes de avaliação dos
pavimentos e de vídeo-registro de rodovias pavimentadas serviu de apoio ao trabalho.
Para elaboração desta dissertação foi de fundamental importância o trabalho que o autor
presta nas firmas de consultoria rodoviária: Consulte Consultores de Engenharia Ltda,
5
cujos sócios gerentes são os engenheiros Paulo Emílio dos Santos Queiroz e Cezar
Augusto Queiroz e Enggeotech Engenharia Ltda, cujo sócio gerente é o engenheiro
Rafael Cerqueira Silva. Com base no programa de levantamentos rodoviários criado
nestas empresas, foi possível desenvolver este novo método de levantamento, realizar
estudos com o laboratório móvel destas firmas na Ilha do Fundão (campus principal da
UFRJ) e apresentar os resultados e elaborar o tema desta dissertação.
Os levantamentos de pavimentos realizados pela COPPE/UFRJ no Projeto Fundão
(COPPETEC, 2006) sob coordenação da professora Laura Maria Goretti da Motta,
forneceram dados que foram comparados com os dados levantados pelo novo método
proposto nesta dissertação. Foi elaborado pelo autor o levantamento visual contínuo e
vídeo-registro nas ruas circundantes da ilha do Fundão, utilizando o laboratório móvel
das empresas acima citadas. Estes resultados foram confrontados com os obtidos pelos
estudos da COPPE/UFRJ.
Os resultados alcançados nesta comparação sugeriram o interesse de uma normatização
de levantamentos das condições da superfície dos pavimentos de forma contínua com
vídeo-registro.
Esta dissertação está estruturada em 6 capítulos:
No capítulo 2 faz-se uma revisão bibliográfica dos Sistemas de Gerência de Pavimentos,
objetivando caracterizar conceitos fundamentais. A avaliação funcional dos pavimentos,
o método de identificação e classificação de defeitos, o levantamento visual contínuo e
o vídeo-registro, são especialmente enfocados por constituírem os objetivos principais
deste trabalho.
O capítulo 3 descreve o laboratório móvel. São apresentados detalhadamente os
equipamentos e seu desenvolvimento nas empresas Consulte Ltda e Enggeotech Ltda,
com a participação do autor.
No capítulo 4 são apresentados os softwares DataIn, HoleHunter, IGVH e programas
auxiliares criados para coleta e interação dos dados de campo, como também as
análises, relatórios, processamento de banco de dados informatizado e a geração dos
6
vídeos-registros das rodovias analisadas. Estes fazem parte do acervo técnico das
empresas acima citadas, com direitos autorais assegurados.
No capítulo 5 faz-se a apresentação dos resultados dos levantamentos objetivos e
contínuo feitos na ilha do Fundão e os cálculos utilizados na determinação do índice da
condição do pavimento.
Por fim, no capítulo 6, apresentam-se as conclusões desta pesquisa, e fazem-se
sugestões de estudos que dêem continuidade a este trabalho no campo de engenharia de
pavimentação.
Apresentam-se, ainda, três anexos que constam do tutorial de funcionamento dos
softwares apresentados nesta pesquisa.
7
CAPÍTULO 2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 – SISTEMAS DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS
2.1.1 - Conceitos e Objetivos de Sistemas de Gerência de Pavimentos (SGP)
Os Sistemas de Gerência de Pavimentos (SGP) são definidos por muitos autores, de
formas diferentes, porém todas as definições têm em comum alguns princípios básicos.
Dentre elas, podem ser destacada as seguintes:
.• Um sistema de gerência de pavimentos consiste em um conjunto amplo e coordenado
de atividades associadas com o planejamento, projeto, construção, manutenção,
avaliação e pesquisa de pavimentos (HAAS e HUDSON et al., 1978).
• Um sistema de gerência de pavimentos constitui-se de um conjunto de ferramentas que
auxiliam na administração da infra-estrutura rodoviária. Envolvem, num sentido mais
amplo, todas as atividades relacionadas ao projeto, construção, manutenção, reabilitação
e pesquisa na área de pavimentos. (QUEIROZ, 1984).
• Um sistema de gerência de pavimentos é um conjunto de ferramentas que serve para
auxiliar os tomadores de decisão na busca de estratégias viáveis para avaliar, prover e
manter os pavimentos em boas condições durante um determinado período de tempo
(AASHTO, 1993).
É consenso que muito mais importante do que definir e conscientizar todos os níveis de
decisão de um órgão rodoviário dos benefícios que a implantação de um sistema
gerencial de pavimentos traz para a sociedade. Os pavimentos rodoviários representam
um valioso patrimônio cuja conservação e restaurações oportunas são essenciais para a
sua preservação. Qualquer interrupção ou redução na intensidade ou na freqüência dos
serviços necessários à manutenção desse patrimônio implicará aumentos substanciais
nos custos de operação dos veículos e na necessidade de investimentos cada vez mais
vultosos para recuperação da malha rodoviária.
8
De acordo com VISCONTI (2000), um pavimento, que é restaurado no momento
adequado, poderá exigir apenas uma camada delgada de recapeamento, sobreposta à
estrutura atual, sendo de custo relativamente baixo. Entretanto, se só for restaurado
quando atingir a condição mau/péssimo, o pavimento excessivamente deteriorado
exigirá serviços cujos custos atingirão valores três vezes superiores.
O objetivo principal de um sistema de gerência de pavimentos é a utilização banco de
dados tendo informações confiáveis dos pavimentos e critérios de decisão que
possibilitem o estabelecimento de um programa de construção, manutenção e
reabilitação de pavimentos, racionalizando a alocação e a aplicação de recursos que
permitam oferecer um transporte rodoviário seguro, compatível e econômico. Para que
este objetivo seja alcançado, o SGP deve ser capaz de comparar, priorizar e alocar os
recursos do seu programa de manutenção e reabilitação.
QUEIROZ et al. (1992) afirmam que o principal objetivo de um SGP é usar informação
confiável e critérios de decisão em uma estrutura organizada para produzir um programa
de pavimentação viável.
MARCON, (1996), destaca que os principais objetivos de um SGP podem ser reunidos
em três grupos:
• Usar um conjunto de informações confiáveis, para auxiliar a administração superior.
• Propiciar conforto e segurança ao usuário, reduzindo os custos de operações dos
veículos.
• Através de métodos sistemáticos, embasados em critérios técnicos, administrativos e
econômicos, tomar decisões de seleção e priorização das intervenções em uma rede de
pavimento.
Um sistema de gerência de pavimentos compreende, portanto, uma gama de atividades
que inclui o planejamento, a programação dos investimentos, o projeto, as obras de
manutenção e a avaliação periódica dos pavimentos.
9
A questão fundamental é prever o custo total no ciclo de vida do pavimento,
considerando os custos de construção e manutenção de via e operacional de veículos. Os
SGP utilizam, para tanto, modelos de deterioração que possibilitam a comparação dos
custos de construção combinados com futuros custos de manutenção e operação de
veículos, de diversas alternativas de intervenções em pavimentos já existentes ou de
diversas composições da estrutura para construção de novos pavimentos.
A adoção de um sistema gerencial de pavimentos por um órgão rodoviário trará
benefícios, em primeiro lugar, aos usuários das rodovias e à população de uma forma
geral, pois os recursos públicos serão aplicados nas obras rodoviárias com maior
eficiência. Também a administração do órgão, em seus diversos níveis, será beneficiada
com a utilização do sistema de gerência, devido à maior possibilidade de serem
adotadas decisões corretas, da maior coordenação entre os diversos setores do órgão e
do favorecimento das atividades de treinamento e aperfeiçoamento de pessoal.
Embora teoricamente um sistema gerencial de pavimentos deva incluir entre os seus
objetivos o estabelecimento de prioridades para a construção de novas ligações
pavimentadas, a escassez de recursos e a predominância de critérios político-
administrativos para inclusão desse tipo de obra no programa de investimentos, têm
limitado a abrangência do SGP da maioria dos órgãos rodoviários brasileiros até o
momento apenas em manutenção preventiva e reabilitação dos pavimentos existentes.
As atividades de manutenção podem ser preventivas e corretivas. As primeiras são
aplicadas no estágio inicial e as últimas na fase mais extensiva de deterioração do
pavimento.
A ausência de uma política consistente para a gerência de um sistema viário, do qual os
pavimentos representam parcela significativa, tem contribuído para que haja
desperdícios de recursos financeiros, de mão-de-obra qualificada e de equipamentos.
Deve-se também salientar que as atividades de M&R, têm sido realizadas, na maioria
das vezes, fora das recomendações técnicas, ocasionando grandes prejuízos financeiros
para o poder público e para os usuários (PATERSON, 1987).
10
De modo geral, atualmente cada órgão rodoviário já iniciou alguma forma de SGP. Por
não haver uma padronização na organização de um sistema de gerência, um órgão ao
implantá-lo, faz uma adaptação que atenda a vários fatores, dentre os quais: as
necessidades, as características da malha viária própria e os recursos disponíveis
(MARCON, 1996; YSHIBA, 2003).
2.1.2 - Níveis de Decisão na Gerência de Pavimentos
Tradicionalmente, o processo decisório de um sistema de gerência de pavimentos pode
ser considerado em nível de rede e em nível de projeto.
A gerência em nível de rede indica os trechos prioritários da malha rodoviária que
devem ser objeto de investimentos em manutenção, de forma que os recursos públicos
alocados para um determinado período tenham o melhor retorno econômico possível.
Neste nível de gerência já são indicados, para cada trecho da malha, a alternativa de
manutenção ideal, bem como a época em que se deve proceder ao investimento. No
entanto, tais indicações não apresentam detalhes de projeto, uma vez que se baseiam em
dados coletados em amostras que representam a totalidade da rede. O conjunto das
recomendações tem como principal objetivo permitir a elaboração de um programa
plurianual de investimentos, no qual estejam contemplados os projetos e as obras que
serão realizadas em médio prazo.
Já a gerência em nível de projeto envolve atividades detalhadas do próprio projeto e da
execução de obras em um trecho específico da malha, atividades essas que deverão
confirmar e detalhar as recomendações da gerência em nível de rede e que normalmente
deverão subsidiar orçamentos e programas de curto prazo. Os dados são analisados de
forma mais intensa com estudos da estrutura das camadas do pavimento, determinando
as causas do aparecimento de defeitos, procurando avaliar e selecionar o tipo e a data de
execução do serviço de manutenção e/ou construção.
Não deve haver, contudo, uma linha divisória entre os níveis de decisão, procurando-se,
isto sim, uma integração tanto nos aspectos técnicos como nos administrativos. A inter-
relação existente entre os dois níveis existe porque um é complemento do outro. Em
11
nível de rede, o direcionamento é feito para toda rede viária, em nível de projeto, o
direcionamento é para estudos específicos em trechos selecionados situados na rede
viária em questão.
2.1.3 - Atividades Básicas de um SGP
A seqüência de atividades que envolvem a estruturação geral de um sistema gerência de
pavimentos pode ser representada como no esquema indicado na figura 2.1
FIGURA 2.1 – Fluxograma de atividades de um SGP (modificada de Haas, 1994).
Assim, um sistema de gerência de pavimentos compreende uma ampla gama de
atividades, incluindo o planejamento, a programação de investimentos, orçamento, o
projeto, a construção, a manutenção e reabilitação, a avaliação, levantamento e o
controle periódico de todas as fases do processo e da própria rede pavimentada.
12
A atividade de planejamento inclui a análise de dados de tráfego, a apreciação das
deficiências da rede, o estabelecimento de prioridades e a preparação de programa
plurianual de execução de trabalhos. As decisões quanto aos investimentos, tendo em
conta as restrições orçamentárias, deverão ser tomadas nesta etapa.
A atividade de programação consiste na preparação de programa de investimentos de
médio prazo (3 a 5 anos). Esta atividade tem como característica ser quase sempre
específica de cada organização rodoviária, sendo difícil estabelecer procedimentos que
sejam comuns às diversas organizações.
A fase de projeto consiste na análise dos dados com séries históricas relativas aos
materiais constituintes, aos estados funcionais e estruturais dos pavimentos, ao tráfego,
ao clima, aos custos, concluindo com o estudo das soluções viáveis. As alternativas
corretivas de investimento são em seguida submetidas finalmente a uma análise de
viabilidade técnica econômica para definir a solução final.
A etapa de construção compreende atividades como o calendário e programação dos
trabalhos de construção, a administração das operações de construção, o controle de
qualidade e o tratamento dos dados recolhidos.
A manutenção e reabilitação incluem o estabelecimento de um programa específico com
calendário dos trabalhos e intervenções, resultante de considerações financeiras e lista
de operações de manutenção e reabilitação (M&R).
A avaliação periódica dos pavimentos consiste na obtenção de todos os dados e
informações necessárias para que seja alcançado o objetivo do sistema gerencial de
pavimentos. Sem dúvida, é a etapa mais difícil e mais importante de um sistema
gerencial. De nada adiantará um modelo sofisticado para definição das prioridades de
investimentos se os dados de entrada para o modelo não forem confiáveis.
A avaliação comporta também a análise e a obtenção de dados para utilização em outros
setores do Sistema de Gerência.
13
O banco de dados é a base de todo SGP, principalmente por fornecer informações a
todas as outras atividades. Geralmente os sistemas de gerência usam base de dados,
cujas informações, constituídas por registros acumulados ao longo dos anos, podem ser
compartilhados e acessados por diversos tipos de usuários.
2.1.4 - Implementação de um Sistema de Gerência de Pavimento
Para o desenvolvimento e implementação de um sistema de gerência de pavimento é
necessário uma série de etapas seqüenciais (MARCON, 1996):
• Decisão e apoio da direção do órgão de implantar um SGP.
• Estabelecimento dos grupos de trabalho e de gerência.
• Caracterização de procedimentos, dos tipos de informação e de recursos
necessários ao SGP.
• Conhecimento das necessidades do órgão.
• Adoção de critérios de decisão, de priorização e de modelos de otimização dos
recursos disponíveis e modelos de previsão.
• Apoiar todas as decisões em dados objetivos e atualizados.
A colocação em operação de um SGP exige do órgão rodoviário tarefas demoradas, o
que provoca relutância, da administração superior, em implementar tal atividade,
exigindo persistência da equipe encarregada do seu desenvolvimento.
Para a sua implementação é necessário levantar a história inicial e atual dos pavimentos
que formam a rede, criando um banco de dados. As informações necessárias para este
banco de dados referem-se basicamente ao acompanhamento sistemático e periódico
dos pavimentos, de forma a permitir a avaliação em serviço. A partir dessa avaliação
14
será possível prever curvas de desempenho do pavimento e planejar políticas de
manutenção e reabilitação para a rede rodoviária.
A coleta de informações para o banco de dados compreende, resumidamente:
• Históricos do pavimento: Dados referentes à história e à estrutura dos pavimentos,
normalmente denominados dados de inventário, projetos executivos dos mesmos, as-
built dos projetos executados, materiais utilizados, nas ações de manutenção e
reabilitação com as respectivas datas, qualidade da execução (controle tecnológico),
tipos de defeitos mais freqüentes, geometria das seções, (comprimento, largura total,
número de faixas e espessura), acostamento, materiais das camadas do pavimento, e
procedimentos e processos de avaliações;
• Coleta das características da via quanto: à classe de projeto, à classificação funcional e
à geometria vertical e horizontal;
• Coleta para avaliação dos pavimentos: características dos pavimentos que se
modificam pela ação de tráfego e do ambiente e que permitam as seguintes avaliações:
a) Avaliações Funcionais, onde são levantados dados de irregularidades
longitudinais, transversais e o estado de superfície do pavimento;
b) Avaliações Estruturais, onde é apurada a atual estrutura do pavimento,
fazendo parte integrante o estudo de tráfego.
• Vídeo-Registro dos pavimentos;
• Coleta para determinação do tráfego: tipo, classificação e volume de tráfego da frota
atual e prevista.
• Pesagem da frota circulante existente.
• Coletas de fatores do meio ambiente: temperatura, pluviometria, umidade e drenagem
do local inspecionado.
15
Esses levantamentos, específicos para o SGP deverão ser complementados por dados
referentes aos custos unitários de execução dos diversos serviços de manutenção e
reabilitação e aos custos operacionais dos veículos.
A existência de um banco de dados real e confiável é fundamental. Caso contrário se
torna totalmente errada qualquer tipo de análise e previsão de desempenho do
pavimento existente. O banco de dados é o centro do SGP, é ele que abastece todas as
atividades da gerência.
2.2 – AVALIAÇÃO DE PAVIMENTOS
2.2.1 - Definição e generalidades
A avaliação da superfície dos pavimentos é uma atividade do SGP que possui métodos e
procedimentos padronizados para levantamento de medidas e observações de campo
que possibilitem que sejam estudadas as condições estruturais e funcionais dos
pavimentos.
O objetivo fundamental da avaliação de pavimentos é fornecer dados para projetos de
reabilitação e de manutenção e para o SGP. A partir dos dados levantados é possível
criar um banco de dados das condições reais do pavimento e monitorar o seu
desempenho a partir de levantamentos periódicos.
De acordo com Yoder e Witczak (1975), a condição funcional descreve a qualidade da
rodovia em termos de conforto, custos e segurança, enquanto a condição estrutural está
relacionada à capacidade de suporte.
A condição estrutural do pavimento indica por quanto tempo este manterá um nível
adequado de condição funcional ou serventia. A condição de um pavimento representa o
nível de degradação resultante do processo de deterioração (DNER, 1998).
16
A avaliação da condição funcional da superfície do pavimento permite que sejam
estimados o conforto e a segurança que estão sendo oferecidos aos usuários. A
estimativa pode ser feita de forma subjetiva, utilizando-se pessoas que transitam pelo
trecho e dão notas, por exemplo, de zero (0) a cinco (5), associando assim aos defeitos
dos pavimentos (MEDINA, 1997).
As condições funcionais e estruturais de um pavimento são avaliadas por procedimentos
que sejam adequados às suas características, utilizando-se várias metodologias para
levantamento de defeitos que surgem na superfície dos pavimentos. Vários fatores, tais
como clima, solicitação do tráfego, má concepção do projeto, características dos
materiais e processos construtivos, atuando de forma isolada ou simultânea, são as
causas destes defeitos. De modo geral estas metodologias objetivam:
• Avaliar as condições de superfície do pavimento relativas ao conforto e à segurança
oferecidos aos usuários;
• Elaborar um inventário das principais ocorrências de defeitos na superfície dos
pavimentos asfálticos;
• Determinar por meio de medições, os fatores que causaram os defeitos na superfície
dos pavimentos;
• Descrever e caracterizar os defeitos, identificando o tipo, a severidade e a ”densidade”
dos mesmos.
No levantamento das avaliações das condições dos pavimentos, é imprescindível que
sejam definidos. De acordo com (HAAS et al., 1994, AASHTO, 1993, KUO et.al.,
2003):
• Os segmentos de pavimentos (com todos os detalhes, tais como: condição atual etc.);
• Seleção e verificação da eficácia das alternativas de M&R;
17
• Um plano de investimento em função das restrições orçamentárias para estabelecer as
prioridades;
• Estabelecimento de modelos de curvas para previsão de deterioração;
• Determinar os parâmetros que serão utilizados para a previsão da taxa de deterioração;
• Um banco de dados com as informações originadas do inventário e de um cadastro.
2.2.2 - Defeitos dos Pavimentos
A avaliação funcional dos pavimentos tem como conceito básico associado o conforto
ao rolamento. Este pode ser quantificado sob dois aspectos principais: pela
irregularidade e pelos defeitos.
A avaliação dos defeitos dos pavimentos é uma atividade que permite verificar
condições funcionais dos pavimentos. São diversas as causas destes defeitos: tráfego,
clima, deficiência de projetos, processos construtivos e características físicas dos
materiais. Estes fatores atuam separados ou concomitantemente.
O procedimento empregado na avaliação deve ser adequado às características e
peculiaridades dos pavimentos e aos objetivos pretendidos. Existe uma série de métodos
que foram elaborados e são utilizados por vários órgãos rodoviários. A eficiência destas
técnicas é variável e depende principalmente do grau de detalhamento e número de
variáveis a levantar, que, por sua vez, aumentam proporcionalmente os custos de
avaliação.
Os defeitos da superfície dos pavimentos precisam ser descritos e caracterizados de
forma adequada para que o engenheiro possa tomar decisões sobre a estratégia de
manutenção a adotar, de forma eficaz e econômica. A caracterização de um defeito é
obtida através de três requisitos principais (SHAHIN e KOHN, 1979); EPPS et. al.,
(1986); AASHTO, (1993); AUTRET, (1991); GRIVAS et al., (1991):
18
a) tipo: identificação do defeito, procurando classificá-lo pelo mecanismo causador;
b) severidade: anotação da progressão do defeito a fim de determinar o grau de
deterioração;
c) extensão: avaliação da extensão relativa de área do pavimento atingida em cada
defeito e respectiva severidade.
2.2.2.1 - Tipos de defeitos e suas descrições
As estruturas dos pavimentos e as condições ambientais são muito diversas, e também o
são os defeitos. Porém, para facilitar a identificação dos principais tipos de defeitos e
uniformizar tanto quanto possível os julgamentos de vários avaliadores, existem vários
manuais ou catálogos de identificação e causas de defeitos, nacionais e estrangeiros.
Entretanto, existe um bom nível de padronização e similaridade entre os manuais
conhecidos. (PINTO e PREUSSLER, 2002).
Alguns manuais de levantamento de defeitos encontrados na literatura são,
(BENEVIDES, 2006):
1. O Manual da AASHTO (1986), apresenta 17 (dezessete) tipos de defeitos em
pavimentos flexíveis.
2. Catálogo dos defeitos dos revestimentos dos Pavimentos (ABPv, 1978), com 64
(sessenta e quatro) defeitos, sendo 32 (trinta e dois) em pavimentos flexíveis.
3. DOMINGUES, (1993b), com 23 (vinte e três) tipos de defeitos em pavimentos
flexíveis.
4. SHAHIN e KHON, (1979), apresentam o PAVER, com 19 (dezenove) tipos de
defeitos em pavimentos asfálticos e 19 (dezenove) tipos de defeitos em pavimentos
rígidos.
19
5. SHRP, (1993 e 2003), com 15 (quinze) tipos de defeitos em pavimentos flexíveis.
6. DNER, (1998), mostra 17 (dezessete) tipos de defeitos em pavimentos flexíveis.
Os manuais acima elencados detalham os tipos de defeitos em pavimentos flexíveis. Os
defeitos são descritos indicando-se ainda as causas prováveis, ou seja, os fatos que
concorreram para a formação do defeito. A localização também é enfocada para ajudar
na distinção entre defeitos. Para auxiliar na programação das atividades de manutenção
e reabilitação são analisados os mecanismos de ocorrência que serão úteis no
diagnóstico da patologia.
Apresentam-se, a título ilustrativo, os principais defeitos dos pavimentos detalhados por
PINTO e PREUSSLER (2002) e DOMINGUES, (1993) que em grande parte coincidem
com os manuais de defeitos da AASHTO (American Association of State Highway and
Transportation Officials) e do SHRP (Strategic Highway Research Program):
I) Trincamento tipo jacaré
Este trincamento é caracterizado por uma série de trincas interligadas causadas pela
fadiga do revestimento asfáltico (ou da base cimentada), decorrentes da ação repetida
das cargas de tráfego. Seu aspecto assemelha-se ao couro de jacaré ou crocodilo. Na
figura 2.2 (a) e (b) são mostrados exemplos deste defeito.
A principal causa deste defeito é a ação repetida das cargas de tráfego. As condições
ambientais (temperatura e umidade) podem acelerar o início e a propagação das trincas
e ainda a compactação deficiente, reflexão de trincas subjacentes ao revestimento, etc.
Apresentam três níveis de severidade:
Baixa: poucas trincas conectadas, sem erosão nos bordos e sem evidências de
bombeamento.
Média: trincas conectadas e bordos levemente erodidos, mas sem evidências de
bombeamento.
20
Alta: trincas erodidas nos bordos, movimentação dos blocos quando submetidos
ao tráfego e com evidências de bombeamento.
Deve-se medir e registrar a área afetada (m²) em cada nível de severidade.
(a) (b)
FIGURA 2.2 – Exemplos de trincamento tipo jacaré, de níveis de severidade média (a) e alta (b) (WSDOT Pavement Guide Interactive,2007).
II) Trincamento em Bloco
As trincas em bloco possuem formato aproximadamente retangular, sendo os blocos de
vários tamanhos. Estes blocos sofrem uma redução nas suas dimensões à medida em
que aumenta o grau de deterioração.
Este tipo de trincamento é causado, principalmente, pela contração do material de
revestimento, em função da alternância diária entre altas e baixas temperaturas. A sua
constatação, geralmente, indica que o ligante asfáltico perdeu significativamente sua
característica elástica. Tal defeito também poderá ocorrer quando houver a união de
trincas transversais e longitudinais, em revestimentos executados sobre bases
cimentadas, e poderá ocorrer sobre toda a região do revestimento podendo manifestar-se
no acostamento. Na figura 2.3 (a) e (b) são mostrados exemplos deste defeito.
Apresentam três níveis de severidade:
Baixa: trinca com medida da abertura < 6mm ou com material selante em boas
condições.
21
Média: trinca com abertura média > 6mm e < 19mm ou com trincas aleatórias
adjacentes com severidade baixa.
Alta: trinca com abertura média superior a 19mm ou trincas com abertura média
inferior a 19mm, mas com trincas aleatórias adjacentes com severidade média a
alta.
Deve-se medir e registrar a área afetada (m²) a cada nível de severidade.
(a) (b)
FIGURA 2.3 – Exemplos de trincamento em bloco, de níveis de severidade média (a) e alta (b), (WSDOT Pavement Guide Interactive; 2007, DOMINGUES, 1993).
III) Trincamento Transversal e Longitudinal
As trincas longitudinais são paralelas ao eixo da pista de rolamento. As trincas
transversais são perpendiculares ao eixo da pista. Ambos os trincamentos são
considerados tipos de defeitos estrutural e funcional. Nas figuras 2.4 e 2.5 são
mostrados exemplos destes defeitos.
Entre as principais causas destes defeitos estão:
- Junta de construção mal executada;
- Contração/dilatação do revestimento devido ao gradiente térmico ou
envelhecimento do asfalto;
22
- Propagação das trincas existentes nas camadas subjacentes, como por exemplo
das bases tratadas com cimento ou juntas de revestimentos rígidos (trincas de
propagação);
As trincas longitudinais apresentam três níveis de severidade:
Baixa: trincas com abertura média inferior a 6mm ou seladas com material
selante em boas condições.
Média: trincas com abertura média entre 6mm e 19mm ou com trincas aleatórias
adjacentes com severidade baixa.
Alta: trinca com abertura média superior a 19mm ou trincas com abertura média
inferior a 19mm, mas com trincas aleatórias adjacentes com severidade média a
alta.
Deve-se medir e registrar a extensão (m) das trincas longitudinais e os níveis de
severidade correspondentes (nas trilhas de roda ou fora das trilhas de roda). Registrar a
extensão com selante em boas condições.
As trincas transversais apresentam três níveis de severidade:
Baixa: trincas com abertura média inferior a 6 mm ou seladas com material
selante em boas condições.
Média: trincas com abertura média entre 6 e 19 mm ou com trincas aleatórias
adjacentes com severidade baixa.
Alta: trincas com abertura média superior a 19 mm ou trincas com abertura
média inferior a 19 mm, mas com trincas aleatórias adjacentes com severidade
média a alta.
Adotar a mais elevada, desde que represente pelo menos 10% da extensão. Deve-se
medir e registrar o número de trincas transversais, a extensão e os níveis de severidade
correspondentes. Registrar a extensão com selante em boas condições.
23
(a) (b)
FIGURA 2.4 – Exemplo de trinca longitudinal, de níveis de severidade média (a) e alta (b), (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007).
(a) (b)
FIGURA 2.5 – Exemplo de trinca transversal, de níveis de severidade alta (a) e (b), (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007).
IV) Trincamento de Borda
As trincas de borda são fendas que se formam normalmente em uma região asfaltada de
no máximo 60cm da borda do pavimento ou na região divisória em que o pavimento
sofreu alargamento. Caracteriza-se por uma trinca longitudinal ou por uma área trincada
ocorrente na região da junção entre a pista e o acostamento ou entre a pista e o
alargamento. O trincamento de borda pode ter desintegração ou erosão ao longo da
borda. Na figura 2.6 (a) e (b) são mostrados exemplos deste defeito.
24
Entre as principais causas deste defeito estão:
- Construção deficiente da junta de ligação entre a pista e o acostamento, ou
alargamento;
- Diferença de rigidez entre os materiais constituintes do acostamento ou do
alargamento e do pavimento existente;
- Compactação insuficiente;
- Drenagem deficiente ou inexistente.
Apresentam três níveis de severidade:
Baixa: Trincas sem quebra ou perda de material.
Média: Trincas com quebra ou perda de material com até 10% da extensão
afetada.
Alta: Trincas com quebra ou perda de material com mais de 10% da extensão
afetada.
Deve-se medir e registrar a extensão afetada(m) em cada nível de severidade.
(a) (b) FIGURA 2.6 – Exemplos de trincamento de borda, de níveis de severidade média (a) e
alta (b), (PINTO e PREUSSLER, 2002).
25
V) Trincamento Parabólico
Este tipo de defeito é caracterizado pela formação de trincas em forma de meia lua,
geralmente com ambas as pontas indicando a direção do tráfego. Na figura 2.7
mostram-se exemplos deste defeito.
Entre as principais causas deste defeito estão:
- Má ligação ente o revestimento asfáltico e a camada subjacente;
- Baixa estabilidade da mistura asfáltica.
Não se apresenta níveis de severidade, pois não é definido nenhum grau de severidade
para o trincamento parabólico. É suficiente indicar que a falha existe.
Deve-se medir e registrar a extensão afetada (m).
(a) (b)
FIGURA 2.7 – Exemplos de trincamento parabólico, (DOMINGUES, 1993).
VI) Afundamento localizado ou depressão
A depressão é um afundamento localizado cujo nível (ou altura) é mais baixa do que a
superfície ao seu redor. Na fase inicial esta falha é percebida após a ocorrência de
chuva, devido ao acúmulo de água em seu interior. Na figura 2.8 (a) e (b) mostram-se
exemplos deste defeito.
26
As depressões podem ser causadas por deficiências construtivas ou geradas por recalque
do terreno de fundação ou do material de aterro.
Não são aplicados níveis de severidade para este defeito.
Deve-se medir e registrar a máxima deformação permanente (mm).
(a) (b)
FIGURA 2.8 – Exemplos de afundamentos localizados ou depressão (DOMINGUES, 1993).
VII) Afundamento na trilha de roda
É uma depressão do revestimento que se forma na região onde se dá a passagem das
cargas, ou seja, nas trilhas de roda. Em sua fase inicial esta falha só é perceptível após a
ocorrência de chuva, pois os sulcos ficam preenchidos por água. Até certos limites estes
afundamentos são toleráveis, porém, quando o acúmulo das deformações permanentes
formam flechas expressivas nas trilhas de roda, a estrutura estará em um estado terminal
e colocando em risco a segurança dos usuários. Na figura 2.9 (a) e (b) mostram-se dois
exemplos deste defeito, sendo que um deles (a) apresenta também trinca couro de
jacaré.
Entre as principais causas deste defeito estão:
- Deficiência no dimensionamento do pavimento;
- Compactação insuficiente de uma ou mais camadas durante a construção;
- Mistura asfáltica inadequada (com baixa estabilidade);
27
- Enfraquecimento de uma ou mais camadas devido à infiltração de água.
Não são aplicados níveis de severidade para este defeito.
Deve-se medir e registrar a máxima deformação permanente (mm), nas duas trilhas de
roda, a externa e a interna.
(a)
(b)
FIGURA 2.9 – Exemplos de afundamentos na trilha de roda, (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007; DOMINGUES, 1993).
VIII) Afundamento Plástico
È uma depressão caracterizada por um afundamento na região solicitada e um
solevamento lateral. Na figura 2.10 (a) e (b) são apresentados dois exemplos deste tipo
de defeito.
O afundamento plástico é causado pela ruptura de uma ou mais camadas do pavimento
ou fluência elevada da massa asfáltica.
Não são aplicados níveis de severidade para este defeito.
Deve-se medir e registrar a máxima deformação permanente (mm).
28
(a) (b)
FIGURA 2.10 – Exemplos de afundamento plástico, (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007; DOMINGUES, 1993).
IX) Corrugação (ondulação, costela)
A corrugação é uma falha caracterizada por ondulações transversais, de caráter plástico
e permanente, no revestimento asfáltico. Na figura 2.11 (a) e (b) são apresentados dois
exemplos deste tipo de defeito.
Entre as principais causas deste defeito estão:
- Instabilidade da mistura betuminosa da camada de revestimento e/ou da base;
- Excesso de umidade das camadas subjacentes;
- Contaminação da mistura asfáltica por materiais estranhos;
- Retenção de água na mistura asfáltica.
Não são aplicados níveis de severidade para este defeito. São associados aos efeitos sobre
a qualidade do rolamento.
Deve-se medir e registrar o número de ocorrências e a área afetada (m²).
29
(a) (b)
FIGURA 2.11 – Exemplos de corrugação, (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007; DOMINGUES, 1993).
X) Escorregamento de Capa
O escorregamento é um movimento horizontal da mistura asfáltica ocasionado pelos
esforços tangenciais transmitidos pelas cargas dos veículos (frenagem e aceleração) e
que produzem uma ondulação curta e abrupta na superfície do pavimento. Na figura
2.12 (a) e (b) mostram-se exemplos deste defeito.
Entre as principais causas deste defeito estão:
- Ligação inadequada entre o revestimento a e camada sobre a qual esta se apoia
(deficiências na imprimação ou pintura de ligação);
- Limitada inércia do revestimento asfáltico devido à pequena espessura;
- Compactação deficiente da mistura asfáltica ou da porção superior da camada
de base;
- Fluência plástica do revestimento na ocorrência de altas temperaturas.
Não são aplicados níveis de severidade para este defeito. São associados aos efeitos sobre
a qualidade do rolamento.
Deve-se medir e registrar o número de ocorrências e a área afetada (m²).
30
.
(a) (b)
FIGURA 2.12 – Exemplos de escorregamento de capa, (PINTO e PREUSSLER, 2002).
XI) Desgaste
Considera-se pela designação genérica de desgaste, a perda de agregados e/ou
argamassa fina do revestimento asfáltico. Caracteriza-se pela aspereza superficial
anormal, com perda do envolvimento betuminoso e arrancamento progressivo dos
agregados. Na figura 2.13 (a) e (b) mostram-se exemplos deste defeito.
Entre as principais causas deste defeito estão:
- Perda de coesão entre agregado e ligante devido à presença de material
estranho no momento da construção;
- Presença de água no interior do revestimento que origina sobrepressões
hidrostáticas capazes de provocar o deslocamento da película betuminosa;
- Deficiência localizada de ligante asfáltico nos serviços por penetração
decorrente de entupimento dos bicos ou má regulagem da barra espargidora.
- Problemas de adesividade em função da mineralogia do agregado.
Apresentam três níveis de severidade:
Baixa: início do desgaste, com perdas de agregados miúdos – não progredindo
significativamente.
Média: textura superficial torna-se áspera, com perda de agregados miúdos e de
alguns graúdos.
31
Alta: textura superficial muito áspera, com perda de agregados graúdos.
Deve-se medir e registrar a área afetada (m²) em cada nível de severidade.
(a) (b)
FIGURA 2.13 – Exemplos de desgaste, de níveis de severidade média (a) e alta (b) (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007).
XII) Exsudação
A exsudação é um fenômeno no qual a película ou filme de material betuminoso forma-
se na superfície do pavimento e se caracteriza por manchas de variadas dimensões.
Estas manchas resultantes comprometem seriamente a aderência do revestimento aos
pneumáticos, principalmente sob tempo chuvoso, caracterizando um sério problema
funcional. Na figura-se 2.14 (a) e (b) tem-se exemplos deste defeito.
Entre as principais causas deste defeito estão:
- Dosagem inadequada da mistura asfáltica, acarretando teor excessivo de
ligante e/ou índice de vazios muito baixo;
- Temperatura do ligante acima da especificada no momento da mistura,
acarretando a dilatação do asfalto e ocupação irreversível dos vazios entre as
partículas ou ainda a falta de agregado no caso de tratamentos superficiais.
Apresenta três níveis de severidade:
32
Baixa: mudança de coloração em relação ao restante do pavimento devido ao
excesso de asfalto.
Média: perda de textura superficial. Superfície do pavimento com textura
espelhada por excesso de asfalto.
Alta: excesso de asfalto dando ao pavimento uma superfície com aparência
brilhante; marcas de pneus evidentes em tempo quente; agregados cobertos pelo
asfalto.
Deve-se medir e registrar a área afetada (m²) em cada nível de severidade.
(a) (b)
FIGURA 2.14 – Exemplos de exsudação, de níveis de severidade média (a) e alta (b) (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007).
XIII) Agregado Polido
Este defeito caracteriza-se pela inexistência (ou pouca) projeção dos agregados acima
da superfície do pavimento, provocando deficiências de aspereza e consequentemente
na resistência à derrapagem. Na figura-se 2.15 (a) e (b) tem-se exemplos desta falha do
pavimento.
Esta falha só deverá ser considerada quando o grau de polimento influenciar na redução
da resistência à derrapagem. Sua presença poderá ser verificada visualmente ou pelo
tato sobre a superfície do pavimento.
A principal causa deste defeito é a repetição da passagem dos pneumáticos sobre o
revestimento constituído de agregados inadequados quanto a esta característica.
33
Lamentavelmente, no Brasil não há normas de ensaio de polimento acelerado e na
ocasião da escolha dos agregados para compor a massa asfáltica não se tem como
avaliar este aspecto.
Não são aplicados níveis de severidade para este defeito.
Níveis de polimento podem ser associados à redução no coeficiente de atrito pneu
pavimento.
Deve-se medir e registrar em m² de área da superfície afetada.
(a) (b)
FIGURA 2.15 – Exemplos de agregado polido, (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007).
XIV) Remendo
O remendo é uma porção do revestimento onde o material original foi removido e
substituído por outro material. Remendos existentes são em geral consideradas falhas, já
que refletem o mau comportamento da estrutura original, gerando normalmente
incremento na irregularidade longitudinal. Na figura-se 2.16 (a) e (b) tem-se exemplos.
Entre as principais causas deste defeito estão:
- Solicitação intensa do tráfego;
- Emprego de material de má qualidade;
- Agressividade das condições ambientais;
- Problemas construtivos.
34
O nível de severidade deste defeito é em função da severidade dos defeitos
apresentados pelo remendo.
Deve-se medir e registrar o número de remendos e a área afetada (m²) em cada nível de
severidade.
(a) (b)
FIGURA 2.16 – Exemplos de remendo, (PINTO e PREUSSLER, 2002).
XV) Panela (buraco)
As panelas são cavidades formadas inicialmente no revestimento do pavimento e que
possuem dimensões e profundidades variadas. O defeito é muito grave, pois afeta
estruturalmente o pavimento, permitindo o acesso das águas superficiais ao interior da
estrutura. Também é grave do ponto de vista funcional, já que afeta a irregularidade
longitudinal e, como conseqüência, a segurança do tráfego, e o custo do transporte. Na
figura 2.17 (a) e (b) mostram-se exemplos deste defeito.
Entre as principais causas deste defeito estão:
- Trincamento (estágio terminal);
- Desintegração localizada na superfície do pavimento (desgastes de severidade
alta);
- Evolução dos defeitos.
35
Apresentam-se três níveis de severidade:
Baixa: panela com profundidade menor que 25 mm.
Média: panela com profundidade entre 25 e 50 mm.
Alta: panela com profundidade maior que 50 mm.
Deve-se medir e registrar o número de panelas e a área afetada em cada nível de
severidade.
(a) (b)
FIGURA 2.17 – Exemplos de Panela, de níveis de severidade média (a) e alta (b) (DOMINGUES, 1993).
XVI) Desnível entre Pista e Acostamento
Este defeito caracteriza-se pela diferença em elevação entre a pista e o acostamento. Em
condições normais poderá haver um pequeno desnível entre pista e acostamento. . Na
figura 2.18 (a) e (b) mostram-se exemplos deste defeito.
Entre as principais causas deste defeito estão:
- Recalque do acostamento;
- Perda de material em acostamentos não pavimentados devido ao deslocamento
do ar provocado pela passagem dos veículos e ação da água de chuva;
- Problemas construtivos, principalmente nos recapeamentos.
- Recapeamentos sucessivos
36
Não são aplicados níveis de severidade para este defeito. É medido o desnível em (mm)
com intervalos de 15m.
Deve-se medir e registrar o desnível (mm) a cada 15m, ao longo da interface pista
acostamento.
(a) (b)
FIGURA 2.18 – Exemplos de desnível entre pista e acostamento (PINTO e PREUSSLER, 2002).
XVII) Separação entre Pista e Acostamento
Este defeito caracteriza-se pelo alargamento da junção entre a pista e o acostamento.
Essa separação não é considerada como um defeito se a junta está muito fechada ou
selada e impedindo a infiltração de água às camadas inferiores. A figura 2.19 (a) e (b)
mostra exemplos deste defeito.
Entre as principais causas deste defeito estão:
- Falta de capacidade de suporte do acostamento;
- Movimentos rotacionais do corpo do aterro devido a instabilidade de taludes;
- Deslocamentos do material do acostamento devido á retração térmica.
Não é aplicado níveis de severidade para este defeito.
Deve-se medir e registrar o número de ocorrência e a extensão afetada (m).
37
(a) (b)
FIGURA 2.19 – Exemplos de separação entre pista e acostamento (DOMINGUES, 1993).
XVIII) Bombeamento
O bombeamento é caracterizado pela ascensão de água e finos nas trincas sob a ação das
cargas de tráfego. Ele é percebido pela existência de manchas na superfície ou pela
acumulação de material fino junto ás trincas. Na figura 2.20 (a) e (b) mostram-se
exemplos deste defeito. O bombeamento é causado pela existência de vazios sob o
revestimento e a sobrepressão hidrostática provocada pela passagem dos veículos.
Não são aplicados níveis de severidade, porque o bombeamento depende do teor de
umidade das camadas inferiores do pavimento e das cargas aplicadas.
Deve-se medir e registrar o número de ocorrência e a extensão afetada (m).
(a) (b)
FIGURA 2.20 – Exemplos de bombeamento, (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007; DOMINGUES, 1993).
38
XIX) Envelhecimento
Caracteriza-se pela perda das propriedades viscoelásticas do ligante betuminoso. Na
figura 2.21é mostrado um exemplo deste defeito.
Entre as principais causas deste defeito estão:
- Deficiência de ligante ou oxidação;
- Excesso de aquecimento do ligante ou do agregado durante a usinagem.
Não são aplicados níveis de severidade para este defeito. Deve-se medir e registrar o
número de ocorrência e a extensão afetada (m).
FIGURA 2.21 – Exemplo de envelhecimento, (WSDOT Pavement Guide Interactive, 2007).
2.2.2.2 – Métodos de avaliação dos defeitos de superfície
Para levantamento dos defeitos dos pavimentos podem ser utilizados métodos manuais e
automatizados.
Os levantamentos manuais são feitos a pé ou no interior de um veículo trafegando em
velocidades que variam de 6,4 a 16 km/h (HAAS, et. al. 1994), 3 a 10 km/h (DNER,
1998), 20 a 30 km/h (AUTRET e BROUSSE, 1991, apud MARCON, 1996). Os
segmentos são selecionados por amostragem a intervalos predeterminados, utilizando-se
39
procedimentos estatísticos. HAAS (1994), cita que o tamanho da amostra varia de 10 a
25% da extensão da rede, sendo função dos recursos disponíveis e dos tipos de defeitos.
Os levantamentos automatizados são feitos por veículos aparelhados com equipamentos
especiais dotados de câmeras de vídeo-filmagem e também fotográficas. A velocidade
do veículo varia entre 30 km/h e 110 km/h. O estado do pavimento é registrado por
meio das câmeras, possibilitando uma posterior análise no escritório a partir do monitor
do vídeo. Isto permite um levantamento de toda extensão da rede, sem a necessidade de
determinação de segmentos por amostragem.
BENNETT (1998) enfoca a tendência do uso de equipamentos automatizados na coleta
de dados dos pavimentos. Cita que os administradores e consultores dispõem de uma
grande variedade destes tipos de equipamentos, produzidos em diversos países, com
diferentes tecnologias, com variabilidade de custos, capacidades e características.
Destaca também, que os principais problemas que têm sido encontrados pelos usuários
referem-se à verificação e a avaliação do desempenho destes instrumentos, bem como
na identificação dos defeitos.
Neste trabalho, pretendeu-se aliar os levantamentos manuais aos levantamentos
automáticos. O levantamento manual é feito por um avaliador dentro de um veículo ao
mesmo tempo em que também é feito de forma automática, sendo todos os dados
armazenados de forma contínua no computador e registrados através da filmagem. A
velocidade do veículo varia entre 30 km/h a 80 km/h, em função apenas da quantidade
de defeitos, permitindo assim o levantamento de toda extensão da rede. Este método e o
equipamento serão mais bem enfocados no capítulo 3.
I) Levantamentos manuais
Os levantamentos manuais podem ser realizados a pé ou no interior de um veículo. Na
execução, dois avaliadores, devidamente treinados, (que juntamente com o motorista
compõem a equipe), descem do veículo e efetuam medidas de abertura de trincas e
afundamentos de trilhas de roda.
40
São examinadas as faixas de tráfego e os acostamentos. As características dos defeitos
podem são registradas em planilhas padronizadas, utilizando códigos alfanuméricos ou
em planilhas eletrônicas utilizando teclados e computadores portáteis (laptops ou
notebooks).
A seguir são listados os procedimentos e métodos de levantamento manual utilizados no
Brasil, e as normas que os regem.
a) Avaliação Objetiva de Pavimentos
Norma DNIT 007/2003 (antiga DNER-ES 128/83)
Em 1983, o DNER – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem atual DNIT -
Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes - desenvolveu metodologias e
instruções para o levantamento da condição de superfície dos pavimentos que constituiu
a norma DNER-ES 128/83.
Em 2003 a norma DNER-ES 128/83, foi substituída pelo procedimento DNIT 007/2003
PRO e tem atualmente sua concepção original dirigida para Sistemas de Gerência de
Pavimentos como também para projetos de reforço. Os levantamentos são efetuados por
caminhamento e por amostragem. O objetivo é possibilitar o cálculo da percentagem de
área afetada por cada tipo de defeito de segmentos homogêneos preestabelecidos. Esta
metodologia diferencia do procedimento DNIT 006/2003 PRO onde a obtenção da
percentagem é em função da freqüência relativa. Objetivo final da coleta de dados
prevista nesta Norma é determinar o percentual da área do pavimento afetado por cada
defeito.
O levantamento dos defeitos é executado apenas em seis superfícies de avaliação com
seis metros de comprimento, sendo que duas destas superfícies são retiradas de cada um
dos três segmentos-testemunha de 100 m selecionados de um subtrecho homogêneo.
Todos os defeitos encontrados nas seis superfícies de avaliação são levantados, tendo
cada defeito demarcado pelo retângulo que o circunscreve. A área desse retângulo é
41
anotada numa ficha constante da Norma. Para as trincas isoladas, convencionou-se
adotar 0,15m como largura do retângulo.
De acordo com a referida Norma, os defeitos são classificados e codificados através da
norma DNIT 005/2003-TER, em um quadro resumo conforme mostrado na tabela 2.1:
TABELA 2.1 – Quadro resumo de defeitos (DNIT 005/2003-TER) FENDAS CODIFICAÇÃO CLASSE DAS FENDAS Fissuras FI - - -
Curta TTC FC-1 FC-2 FC-3 Transversais Longa TTL FC-1 FC-2 FC-3 Curta TLC FC-1 FC-2 FC-3
Trinca Isolada1
Longitudinais Longa TLL FC-1 FC-2 FC-3 Sem erosão
acentuada nas bordas das
trincas
J - FC-2 -
Trincas no revestimento geradas por deformação permanente
excessiva e/ou decorrentes do fenômeno de
fadiga
Trinca Interligada2 “Jacaré” Com erosão
acentuada nas bordas das
trincas
JE - - FC-3
Trinca Isolada Devido à retração térmica ou
dessecação da base (solo-cimento) ou do revestimento
TRR FC-1 FC-2 FC-3
Sem erosão acentuada nas
bordas das trincas
TB - FC-2 -
Trincas no revestimento
não atribuídas ao fenômeno de
fadiga Trinca
Interligada “Bloco” Com erosão acentuada nas
bordas das trincas
TBE - - FC-3
OUTROS DEFEITOS CODIFICAÇÃO
Local Devido à fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleito
ALP
Plástico
Na Trilha Devido à fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleito
ATP
Local Devido à consolidação diferencial ocorrente em camadas do pavimento ou do subleito
ALC
Afundamento
De Consolidação
Na Trilha Devido à consolidação diferencial ocorrente em camadas do pavimento ou do subleito
ATC
Ondulação/ Corrugação – Ondulações transversais causadas por instabilidade da mistura betuminosa constituinte do revestimento ou da base. O
Escorregamento (do revestimento betuminoso) E Exsudação do ligante betuminoso do revestimento EX Desgaste acentuado na superfície do revestimento D “Panelas” ou buracos decorrentes da desagregação do revestimento e às vezes de camadas inferiores P
Remendo Superficial RS Remendos Remendo Profundo RP 1 Classe das trincas isoladas FC-1: são trincas com abertura superior à das fissuras e menores que 1,0mm. FC-2: são trincas com abertura superior a 1,0mm e sem erosão nas bordas. FC-3: são trincas com abertura superior a 1,0mm e com erosão nas bordas. 2 Classe das trincas interligadas
As trincas interligadas são classificadas como FC-3 e FC-2 caso apresentem ou não erosão nas bordas.
42
Ainda de acordo com a Norma DNIT, 007/2003 PRO, as medições da flecha na trilha de
roda são realizadas na seção transversal média de cada superfície de avaliação, nas
trilhas de roda interna e externa de ambas as faixas de tráfego.
Norma DNIT 006/2003 (antiga DNER-PRO 008/94)
Esta Norma, atualizada em 1994 e 2003, é anterior à Norma DNER-ES 128/83, tendo
sua versão original sido aprovada em 1978 (DNER TER 01-78). Seu principal objetivo
é a obtenção do Índice de Gravidade Global – IGG.
A DNIT 006/2003 fixa as condições exigíveis na avaliação objetiva da superfície de
pavimentos flexíveis e semi-rígidos e tem como principal objetivo estabelecer uma
forma de calcular o Índice de Gravidade Global (IGG), parâmetro numérico que
representa uma qualificação geral do estado do pavimento, em função de uma
combinação de defeitos que o mesmo apresenta. O IGG é uma adaptação para as
condições brasileiras desenvolvida pelo Engº Armando Martins Pereira do “Severity
Index”, proveniente de estudos experimentais americanos e canadenses.
O IGG é bastante utilizado em projetos rodoviários pelas empresas de consultoria
brasileiras. Entretanto, não é aconselhável que seja empregado em pavimentos com
revestimento por penetração devido a não adequação de classificação de falhas e dos
próprios fatores de ponderação a este tipo de revestimento.
Para o cálculo do IGG primeiro são levantados os defeitos de acordo com a codificação
da Norma DNIT 005/2003-TER, apresentado na tabela 2.1.
O levantamento dos defeitos é executado a cada 20,00 m, alternados em relação ao eixo
da pista do rolamento. As superfícies de avaliação são demarcadas sobre o pavimento
recebendo um número correspondente à estaca ou distância ao marco quilométrico.
Assim são avaliados três metros avante da estaca demarcada e três metros à ré.
43
Depois são calculadas as freqüências absolutas e relativas das ocorrências inventariadas.
A freqüência absoluta (fa) corresponde ao número de vezes em que a ocorrência foi
verificada. A freqüência relativa (fr) é obtida através da expressão 2.1:
nfafr 100×
= (2.1)
onde:
fr - freqüência relativa;
fa - freqüência absoluta;
n - número de estações inventariadas.
A seguir, multiplicam-se as freqüências relativas pelos fatores de ponderação
apresentados na Tabela 2.2 (DNIT, 006/2003 – PRO) para os oito tipos de defeitos
levantados. Em função destes fatores é calculado o Índice de Gravidade Individual
(IGI), usando a equação 2.2.
TABELA 2.2 – Fatores de ponderação para defeitos de superfície (DNIT, 006/2003).
∑ ×= )( fpfrIGI (2.2)
onde:
fr é a freqüência relativa obtida pela razão entre a freqüência absoluta (número de
incidência dos defeitos) e o número de estações levantadas.
fp é os fatores de ponderação.
44
O Índice de Gravidade Global (IGG) é obtido pela equação 2.3:
∑= IGIIGG (2.3)
A Tabela 2.3 mostra as condições do pavimento em função do IGG definindo a
correspondência entre conceitos e limites.
TABELA 2.3 – Conceitos de degradação do pavimento em função do IGG
(DNIT, 006/2003).
b) Levantamento Visual Contínuo – LVC
O levantamento visual contínuo tem o objetivo de analisar a condição de superfície dos
pavimentos de modo contínuo. O levantamento se caracteriza por um exame visual dos
pavimentos para avaliação da freqüência dos defeitos encontrados e do estado de
conservação da superfície de rolamento, além de informar também o tipo de
revestimento e a espessura. É realizado por técnico no interior de um veículo,
trafegando a uma velocidade média de 30 km/h, em que são registradas as ocorrências
preponderantes que ocorrem na superfície do pavimento.
O LVC é muito utilizado pelos órgãos rodoviários brasileiros, para avaliação da
condição de superfície de suas respectivas malhas rodoviárias, cada órgão costuma
adotar seus respectivos procedimentos tendo como referencia a norma: DNIT 008/2003,
detalhada a seguir.
A freqüência dos defeitos e os pesos correspondentes proporcionam o cálculo do Índice
de Gravidade Global Expedito (IGGE), que associado ao Valor de Serventia Atual,
45
estabelece o denominado Índice de Estado de Superfície (IES), que classifica o
segmento rodoviário.
Cada quilômetro recebe, para cada tipo de defeito considerado no LVC, uma freqüência
que corresponde à porcentagem da extensão do segmento atingida pelo defeito. Esta
porcentagem é estimada de acordo com a tabela 2.4 e apenas para as “panelas”, as
freqüências serão estabelecidas pela quantidade de panelas encontradas por quilômetro.
TABELA 2.4 – Freqüência de defeitos (DNIT,008/2003 – PRO).
O técnico atribui também uma nota de 0 a 5 ao trecho, relativa ao conforto e à segurança
do usuário, denominado Índice de Condição do Pavimento Flexível (ICPF), que se
assemelha ao PSI (Present Serviceability Index.) adotado pela AASHTO ou VSA (Valor
de Serventia Atual) do DNIT 009/2003.
O Índice de condição do Pavimento Flexível (ICPF) é estimado com base na avaliação
visual do pavimento, classificando a superfície do segmento segundo conceitos de
excelente a péssimo, tendo em vista a aplicabilidade das medidas de manutenção
determinadas pelo profissional avaliador. A variação mínima do valor do índice é de
meio ponto. A tabela 2.5 apresenta os conceitos do ICPF, conforme descrição do estado
do pavimento.
46
TABELA 2.5 – Conceitos do ICPF (DNIT,008/2003).
O Índice de Gravidade Global Expedito (IGGE) é calculado em função da freqüência, e
de pesos dados aos tipos de defeitos. A tabela 2.6 apresenta os valores das freqüências e
gravidade para cada tipo de defeitos contemplados na norma DNIT 008/2003 – PRO.
TABELA 2.6 – Determinação do índice de gravidade (DNIT 008/2003).
47
A tabela 2.7 apresenta o valor dos pesos dados para cada tipo de defeitos contemplados
na norma DNIT 008/2003 – PRO em função de sua gravidade.
TABELA 2.7 – Pesos para cálculo do IGG (DNIT008/2003 – PRO).
Assim, o IGGE é calculado pela expressão 2.4 a seguir:
∑ ×+×+×= )()()( FprPprFoapPoapFtPtIGGE (2.4)
Onde:
– Ft , Pt = Freqüência e Peso do conjunto de trincas t;
– Foap , Poap = Freqüência e Peso do conjunto de deformações;
– Fpr , Ppr = Freqüência (quantidade por km) e Peso do conjunto de panelas e
remendos.
A partir desses levantamentos, foi estabelecido o denominado Índice de Estado de
Superfície (IES), detalhado na tabela 2.8, que é um valor, de 0 a 10, que cresce à medida
que aumenta a incidência e a severidade dos defeitos de superfície, tendo sido
concebido para sintetizar os resultados dos inventários de condições de superfície.
A partir dos valores individuais do IES, é realizada a segmentação do trecho quanto ao
estado de superfície dos pavimentos, agrupando as unidades quilométricas contíguas
com base nos mostrados na tabela 2.8.
48
TABELA 2.8 – IES - Índice do Estado de Superfície do Pavimento (DNIT,008/2003).
II) Levantamentos automatizados
De acordo com BENEVIDES (2006) nos levantamentos automatizados, os veículos são
aparelhados com equipamentos especiais dotados de câmeras de vídeo-filmagem e
também fotográficas. A velocidade do veículo varia entre 30 km/h e 110 km/h. O estado
do pavimento é registrado por meio das câmeras, possibilitando uma posterior análise
no escritório a partir do monitor do vídeo.
Este levantamento permite que por meio de sensores computadorizados sejam separados
e codificados os defeitos quanto aos tipos, severidade e integridade, assim como a
integração destas imagens com dados de construção dos pavimentos, tais como:
espessura e materiais das camadas, largura, número de faixas e sinalização, além do
volume de tráfego.
a) Vídeo Registro de Rodovias
A tecnologia de filmagem de rodovias pavimentadas já vem sendo utilizada em vários
países, principalmente pelos Estados Unidos que vêm usando esta tecnologia junto com
a análise automática dos defeitos obtidos das imagens do vídeo. Entre os principais
equipamentos que realizam a filmagem de rodovias podemos citar:
49
PASCO ROADRECON - Este equipamento (Figura 2.22) produz uma gravação
contínua da superfície do pavimento. As filmagens são realizadas a noite. A avaliação
dos defeitos do pavimento requer a interpretação manual das imagens obtidas pela
filmagem. (Haas et. al.,1994).
FIGURA 2.22 – Sistema PASCO ROADRECON, (Haas et. al., 1994).
GERPHO – Este equipamento (Figura 2.23) é usado principalmente na França com
outras aplicações na Espanha, Portugal e Tunísia, ele grava uma imagem contínua da
superfície do pavimento. (Haas et. al.,1994).
FIGURA 2.23 – Sistema GERPHO, (Haas et. al., 1994).
50
ARAN – Este equipamento além de realizar o vídeo registro dos defeitos dos
pavimentos, realiza também medidas do perfil transversal do pavimento, a figura 2.24,
ilustra o sistema de funcionamento e os equipamentos que o compõem. (Haas et.
al.,1994).
FIGURA 2.24 – Sistema ARAN, (Haas et. al., 1994).
No Brasil, de acordo com a diretoria de planejamento do DNIT (CGPLAN-DNIT) a
filmagem digital das rodovias, com posterior processamento e análise das filmagens
feitas por técnicos especialistas em pavimentos é denominado vídeo registro de
rodovias.
A base para realização do vídeo registro de rodovias é o veículo de filmagem. As
informações são recolhidas das rodovias com equipamentos sofisticados em ambiente
sujeito a condições adversas. É necessário que os dispositivos e recursos dos
equipamentos atendam às condições intempéricas quanto à temperatura, umidade,
poeira, choques e trepidações.
Para o enquadramento correto da imagem o veículo deve ter pára-brisa com inclinação
mínima e o capô curto. O veículo deve ter também um sistema de suspensão reforçada
com adaptações que contribuem para a estabilidade da imagem, esta suspensão deve
absorver os movimentos bruscos de buracos e depressões e os balanços nas curvas.
51
Todos os levantamentos de vídeo registro devem ser georreferenciados e também
referenciados ao quilômetro do local da imagem. Um hodômetro digital de precisão
fornecerá continuamente ao computador a quilometragem metro a metro com erro
máximo de 1m em 1 km.
A filmagem pode ser feita no padrão NTSC com no mínimo 29 quadros por segundo.
Em áudio pode ser gravada uma descrição feita pelo técnico das condições da
sinalização e das obras de arte especiais, interseções e da faixa de domínio. São
necessárias para a filmagem pelo menos duas filmadoras digitais, tipo profissional, com
resolução horizontal de, no mínimo, 500 linhas.
A instalação das câmeras pode ser feita da seguinte maneira: a primeira câmara fica na
parte frontal do veículo a fim de registrar as imagens do pavimento, para inventário das
condições das rodovias sob ponto de vista do usuário. A segunda câmara é voltada para
a parte de trás do veiculo, principalmente para elaboração dos relatórios de inventário e
necessidades de sinalização vertical, inventário da ocupação de faixa de domínio e ainda
em alguns casos do inventário de interseções e acessos.
As imagens são levadas do campo para o escritório, para serem analisadas por
especialistas, sendo então processadas, gerando inventários das características das vias.
As imagens são registradas de forma contínua e devem conter os seguintes dados
gravados em caracteres alfanuméricos:
• Código da rodovia e do trecho de acordo com a divisão em trechos do PNV;
Ex: 101 BRJ 3340
• Data e hora da filmagem (hora/minuto/segundo);
Ex: 17/03/06 - 11:40:32
• Identificação abreviada do sub-trecho;
Ex: RJ079-MANGA (Significando o ínicio e o final do sub-trecho)
• Quilometragem indicada pelo hodômetro;
Ex: +426.501(km 426 e 501 metros no sentido crescente da quilometragem.
(Para o sentido decrescente adota-se "-")
52
• Latitude, longitude e azimute.
Ex: 22°55,6' S - 44° 05,6'W - 185º
As imagens geradas pelo registro em vídeo, devem ser analisadas por técnicos
especialistas de respectivas áreas, em seguida serão processadas em meio digital,
podendo gerar vários relatórios de inventários conforme ordenados a seguir:
• Inventário de Segmentos Críticos
• Inventário de Interseções e Acessos
• Inventário de Travessias Urbanas e Contornos Rodoviários
• Inventário das Obras de Arte Especiais = OAES
• Inventário da Ocupação da Faixa de Domínio
• Inventário e Necessidades da Sinalização Vertical
• Inventário e Necessidades da Sinalização Horizontal
• Inventário de Condições de Rodovias sob Ponto de Vista do Usuário
2.2.3 - A Irregularidade dos Pavimentos
A Irregularidade de um pavimento medida ao longo do tempo é uma forma adequada de
expressar o seu desempenho para gerência em nível de rede. O fim de um ciclo de vida
útil de um pavimento pode ser definido através da adoção de um valor máximo
admissível para a sua irregularidade.
QUEIROZ (1984) define irregularidade de uma via como o somatório dos desvios de
sua superfície, em relação a um plano de referência, que afetam a dinâmica dos
veículos, a qualidade de rolamento e as cargas dinâmicas sobre a via.
SALEH et al. (2000), definem a irregularidade longitudinal como o somatório das
irregularidades, no perfil longitudinal de um pavimento, que causam desconforto,
insegurança e aumentam os custos de viagem.
Vários fatores causam o aumento da irregularidade com o tempo, dentre eles, a ação do
tráfego, o clima, o tipo de pavimento, a estrutura do pavimento e a qualidade da
53
construção. Não se deve entender a irregularidade como mais um defeito de superfície,
mas sim, como um parâmetro que representa englobadamente e defeitos que um
pavimento provoca na condição de rolamento dos veículos. Os movimentos e esforços
indesejáveis gerados nos veículos pela irregularidade longitudinal levam a uma
condição de rolamento desconfortável, insegura e antieconômica. A determinação da
irregularidade longitudinal de um pavimento pode ser considerada assim, como uma
medida indireta de sua serventia (DNER, 1998).
PATERSON (1987) ressalta que defeitos como afundamento de trilha de roda,
escorregamento do revestimento asfáltico e as depressões causam acréscimo na
irregularidade longitudinal.
A irregularidade influi na interação da superfície da via com os veículos, gerando
efeitos sobre os próprios veículos, sobre os passageiros e motoristas, e sobre as cargas
transportadas. O aumento da ação dinâmica das cargas sobre os pavimentos acelera a
deterioração da sua estrutura, afetando negativamente a segurança e o desempenho das
rodovias.
HAAS et al., (1994) citam que a dinâmica dos veículos é afetada pelas distorções na
superfície, e que estas causam desgaste, acréscimos no tempo de viagem e na
manutenção. Portanto, as distorções que originam as irregularidades têm grande
influência sobre aspectos funcionais, tais como no custo de operação dos veículos
(combustível, pneus), bem como causa prejuízos à condução dos veículos, diminuindo a
segurança, o conforto e a velocidade e tempo das viagens. Afeta, também, a
comodidade do usuário, provocando fadiga durante a viagem.
Entre os anos 1971 e 1982, o Banco Mundial realizou várias pesquisas no Brasil, no
Quênia, no Caribe e na Índia. Estes estudos tiveram como principal objetivo a
investigação da relação entre a irregularidade longitudinal nas rodovias e os custos dos
usuários.
No Brasil foi realizada entre 1977 e 1982, a Pesquisa de Inter-relacionamento dos
Custos Rodoviários, PICR, cujo objetivo foi recolher conhecimentos precisos sobre a
composição dos custos totais do transporte rodoviário, em função dos custos de
54
construção, de manutenção e de utilização das rodovias. Nessa pesquisa, foram
desenvolvidos modelos de previsão da irregularidade dos pavimentos com o tempo.
Estes modelos associados aos vários padrões alternativos de construção e conservação,
permitem que os custos dos usuários possam ser avaliados em relação a cada alternativa.
Nas últimas três décadas, vários estudos apontaram a irregularidade longitudinal como
sendo o parâmetro que mais causava desconforto aos usuários. Dada a sua importância
na percepção de conforto dos usuários, vários países adotam índices de serventia
baseados exclusivamente em medições de irregularidade. A irregularidade longitudinal
é, quase sempre, utilizada como fator decisivo na estimativa da vida útil do pavimento.
Outros parâmetros fundamentais e que influenciam a irregularidade longitudinal e
caracterizam quantitativa e qualitativamente a geometria de um determinado trecho de
rodovia é o IGV – Índice de Geometria Vertical que se caracteriza pela medida
agregada do gradiente vertical de uma rodovia, em m/km. e o IGH – Índice de
Geometria Horizontal que se caracteriza pelo valor agregado da curvatura horizontal da
rodovia, em graus/km.
Estudos mostram que 95% das informações relativas à serventia de pavimentos nos
testes originais da AASHO estão ligadas exclusivamente à irregularidade do perfil
(HASS et al. 1994). A importância de medir e prever a irregularidade das vias se deve
principalmente à sua relação com a qualidade do rolamento e com os vários
componentes dos custos operacionais.
Devido à difusão dos sistemas de gerência de pavimentos ocorrida na última década,
tem sido crescente a conscientização nos órgãos públicos da real necessidade de medir
as irregularidades longitudinais. Entretanto, verifica-se que há, em vários países, uma
grande variação tanto na forma de medir, como nos critérios de aceitação (FARIAS e
SOUSA, 2002).
2.2.3.1 - Métodos e Equipamentos de medida das irregularidades
A irregularidade da superfície de um pavimento é de natureza aleatória e, portanto, pode
apresentar diversas freqüências e variados comprimentos de onda (HASSAN et al.,
55
1999). Os equipamentos desenvolvidos com a finalidade de medir essa irregularidade
quantificam as distorções envolvidas, apesar da extrema dificuldade de se apresentar
uma combinação de variações longitudinais e transversais em um só número.
De acordo com MARCON (1996), os primeiros equipamentos de medição de
irregularidade longitudinal tiveram seu desenvolvimento iniciado em 1920, embora
algumas tentativas tenham sido feitas ainda antes de 1900.
Os equipamentos medidores de irregularidades diferem uns dos outros quanto às
características, produtividade e eficiência do levantamento. A irregularidade pode ser
avaliada por medidores de perfil, tais como: régua, régua deslizante, perfilômetro a laser
ou através de medidores tipo resposta – SMITR, mecânicos ou baseado em
acelerômetro.
Diversos equipamentos para a medição da irregularidade de pavimentos foram
concebidos. Os equipamentos de medida de irregularidade podem ser agrupados em
(DNER, 1998):
I) Sistemas de medidas diretas do perfil – em que as medidas diretas ou manuais da
geometria vertical do pavimento, são obtidas com o emprego de instrumentos
topográficos ou instrumentos adequados. Os indicativos da irregularidade são
verificados em função dos dados processados estatisticamente. Como exemplo tem-se:
a) Método estático nível e mira – Fig. 2.25 - utilizado para calibração de sistemas
medidores de irregularidades, podendo também este procedimento ser usado na
medição periódica de trechos experimentais. O nível fornece a elevação de
referência, linha de visada horizontal. A leitura na mira determina o plano
vertical, oferece a altura da superfície em relação ao nível de referência, e uma
trena ou outro instrumento mede a distância longitudinal (DNER, 1986;
SAYERS e KARAMIHAS, 1998; FARIAS e SOUSA, 2002; BENEVIDES,
2006).
56
FIGURA 2.25 – Método estático nível e mira, (SAYERS e KARAMIHAS,1998)
b) Método estático Dipstick – Fig. 2.26 – consiste de uma base com dois suportes (pés)
afastados de 30 cm, um inclinômetro e um computador interno alimentado por bateria.
As medidas são feitas em seqüência, girando manualmente a armação em torno do pé
dianteiro, em relação ao sentido da avaliação, fazendo-se um giro de 180°. Os registros
são efetuados por um microcomputador anexado ao aparelho. O nível de referência, que
deve ser atualizado a cada movimento, é horizontal e dado pela posição de um dos pés
de suporte. A distância horizontal e o desnível são calculados pelo computador com
base na distância entre os suportes e o ângulo fornecido pelo inclinômetro. A sua
pequena produtividade, máxima de 270 m/h, limita a sua aplicação a pequenos trechos.
Pode também ser usado para calibração de sistemas medidores de irregularidades, com
uma produção maior que a do método de nível e mira (BERTRAND et al., 1991, apud
MARCON, 1996; FARIAS e SOUSA, 2002; BENEVIDES, 2006).
FIGURA 2.26 – Esquema de um Dipstick, (SAYERS E KARAMIHAS,1998).
57
II) Sistemas de medidas indiretas do perfil – onde as medidas mecanizadas fornecem
valores como coeficiente de irregularidade, amplitude e comprimento de onda. Citam-se
alguns mais conhecidos a seguir:
a) Perfilômetro Dinâmico de Superfície (GMR) - ou simulador de quarto-de-carro. É um
equipamento que simula os movimentos de uma roda em relação a uma massa suspensa
a partir dos impulsos gerados pelo perfilômetro. A resposta do simulador é o somatório
dos movimentos relativos da roda. O quociente entre este somatório e a distância
percorrido é o QI.
b) Analisador de Perfil Longitudinal (APL – LCPC)- Fig. 2.27 - caracteriza os defeitos
de nivelamento longitudinal pelo comprimento e amplitude das ondas do pavimento.
FIGURA 2.27 – Analisador de Perfil Longitudinal (APL-LCPC)
c) Merlin (Machine for Evaluating Roughness using Low-cost Instrumental) - Fig. 2.28
- é formado por duas pernas, distando 1,80 m entre si, cujos pés apóiam - se sobre a
superfície do pavimento, e uma ponta de prova que fica localizada no ponto médio entre
os dois pés. Mede a distorção vertical da superfície do pavimento sob a ponta de prova
em relação à linha imaginária que une os pontos dos pés do aparelho com o pavimento.
Para efetuar-se a leitura, apóia - se o pé traseiro sobre o pavimento, mantendo-se o
equipamento na vertical; pela força da gravidade a ponta de prova toca o pavimento,
indicando a distorção da superfície pela movimentação do ponteiro.
58
FIGURA 2.28 – Componentes básicos do Merlin, (CASSANIGA e MACHADO FILHO, 2002).
III) Sistemas baseados na reação do veículo - também conhecidos como sistemas tipo-
resposta - SMITR -, baseiam-se em instrumentos que determinam acumulativamente os
movimentos relativos entre o eixo traseiro do veículo e sua carroceria, a partir do qual,
estatisticamente, pode-se caracterizar a irregularidade. Dentre os equipamentos de
medição tipo resposta têm-se:
a) Rugosímetro BPR - Consiste de um reboque com uma única roda teste com um pneu
liso, sem frisos, para captar qualquer irregularidade do pavimento. As deflexões entre o
eixo da roda e a armação são medidas por meio de um fio ligado ao eixo por um contato
especial e em volta de uma mola em tambor. Quando o eixo da roda sofre deflexão, o
comprimento do fio encurta ou alonga, dependendo da direção do movimento.
b) Maysmeter - Consiste de uma haste anexada ao eixo e a um transmissor, ambos
instalados em um veículo de passeio (Fig. 2.29). Os deslocamentos relativos entre o
eixo traseiro do veículo são medidos pelo transmissor e o sinal é enviado a um
registrador. Os movimentos relativos verticais são acumulados, em valor absoluto, ao
longo de uma distância pré-fixada.
59
FIGURA 2.29 – Maysmeter (SOUZA et al., 2001)
c) Sistema integrador IPR/USP - É o aparelho tipo resposta mais utilizado no Brasil. Foi
desenvolvido pela Universidade de São Paulo (USP), em convênio com o Instituto de
Pesquisas Rodoviárias (IPR) na década de 1980. Diversas modificações foram
realizadas, desde então, no equipamento, buscando melhorar seu desempenho. O
Integrador, Fig. 2.30, é montado em veículo de passeio médio, constituindo um SMITR.
Quando esse veículo se desloca sobre a via, o Integrador fornece o somatório dos
valores absolutos dos deslocamentos verticais de um ponto do diferencial, em relação à
carroceria do veículo. O procedimento DNER-PRO 182/94, (DNER, 1994), normaliza a
utilização do equipamento IPR/USP.
FIGURA 2.30– Detalhe do integrador IPR/USP, (DOMINGUES, 2003).
60
IV) Sistema de medida com equipamentos sem contato - baseia-se na reflexão de uma
onda sonora ou raio laser emitido por um dispositivo situado sob o veículo ou no pára-
choque. Toma-se como exemplo os seguintes equipamentos:
a) Perfilômetro Laser do TRRL - Transport and Road Research Laboratory da
Inglaterra, é do tipo não inercial, desenvolvido nos anos 1970, sendo equipado com
quatro medidores a laser, adaptados em seqüência. Na Figura 2.31 são mostrados os
quatro lasers utilizados na medida em que são deslocados ao longo da rodovia, para
medir as distâncias para a superfície do pavimento. O processamento dos dados permite
o cálculo do perfil do pavimento. A vantagem deste equipamento é de operar a
velocidades variáveis acima do normal, mesmo naquelas correspondentes às auto-
estradas (HAAS et al., 1994).
FIGURA 2.31– Esquema do Perfilômetro do TRRL, (HAAS et al.,1994).
b) Laser Road Surface Test (RST) – desenvolvido pelo Instituto de Pesquisa de
Rodovias e Tráfego da Suécia. Além das irregularidades medidas por meio de um
acelerômetro instalado no chassi de um veículo que trafega com uma velocidade
máxima de 88 km/h, o equipamento mede afundamento de trilha de roda, perfis
longitudinais e transversais, macrotextura e distâncias percorridas.
c) Perfilômetro a laser da Cibermétrica – Fig. 2.32 - Desenvolvido no Brasil com
componentes importados, o CiberLaser foi projetado para a medição de Irregularidade
61
de pavimentos rodoviários e medição concomitante do afundamento plástico em trilhas
de roda. (BENEVIDES, 2006).
O CiberLaser apresenta entre as suas vantagens o cálculo dos resultados de
Irregularidade em QI oi IRI, software em português, manutenção no Brasil, etc. Ele é
composto por módulos de medição à laser (até 14), sensores de aceleração vertical e de
deslocamento longitudinal, integrados por micro-controladores. O sistema tem sua
operação gerenciada por um computador portátil e é fixado em veículo de passeio.
BENEVIDES (2006), em pesquisa de modelos de desempenho de pavimentos asfálticos
em rodovias estaduais do Ceará, realizou levantamentos de irregularidade em trechos da
malha viária estadual utilizando o perfilômetro a laser da Cibermétrica. Além dos
levantamentos foram realizados estudos relacionados com o equipamento, visando
medir a sensibilidade dos resultados quanto à posição dos lasers no veículo de
levantamento.
FIGURA 2.32 – Esquema do Perfilômetro da Cibermétrica, com 3 sensores, montado
no Brasil, (Foto do autor, 2006).
2.2.3.2 - Escalas de irregularidade
Com base na Pesquisa de Inter-relacionamento dos Custos Rodoviários, PICR,
promovido pelo Banco Mundial, realizada em Brasília no ano de 1982 (GEIPOT, apud
Queiroz, 1981), foi estabelecida a escala “International Roughness Index” – IRI, que é
uma escala de referência transferível para todos os sistemas de medição. É um índice
estatístico resumo, definido matematicamente, a partir do perfil longitudinal da trilha de
62
roda de um revestimento rodoviário percorrido. O índice é uma estatística da inclinação
média retificada computada a partir das elevações absolutas do perfil.
O IRI é definido como a simulação matemática de um quarto de carro, sendo a
representação dos movimentos verticais induzidos nos veículos em movimento, que
afetam o veículo e o conforto do passageiro (PARTERSON, 1987).
O IRI pode ser determinado a partir de um perfil levantado por nível e mira nas trilhas
de roda, ou com emprego de equipamentos mais complexos, tal como um perfilômetro
dinâmico de superfície. O índice é expresso pela relação entre os movimentos
acumulados da suspensão do veículo e a distância percorrida por ele; geralmente, a
unidade de medida do IRI é m/km (ou mm/m).
No Brasil, a escala padrão de medição, adotada durante a pesquisa ICR , foi o Quociente
de Irregularidade – QI, ou Índice de Quarto de Carro, reconhecido internacionalmente a
partir do uso do perfilômetro dinâmico de superfície – GMR. O modelo de quarto de
carro consiste em um sistema formado por uma massa, uma roda, um amortecedor e
uma mola (Figura 2.33). A resposta à irregularidade, obtida pela simulação de
movimentos no quarto de carro, é aceita como uma medida padrão de irregularidade e é
expressa em contagens por quilômetro – cont./km ou mm/km (DNER, 1998).
FIGURA 2.33 – Esquema do simulador de quarto-de-carro [Fonte: DNER (1998)]
Os dados de QI utilizados na Pesquisa de Inter-relacionamento de Custos Rodoviários –
PICR - (QUEIROZ, 1981) foram obtidos por um equipamento do tipo-resposta
63
(Maysmeter – Figura 2.26), que se baseia na reação do veículo às condições de
superfície da rodovia. Esse equipamento foi calibrado em bases que foram niveladas por
meio de um perfilômetro dinâmico.
Na prática, os valores de QI e IRI são altamente correlacionados. Uma relação
desenvolvida apresentada por Paterson (1987) durante os estudos de custos rodoviários
realizados no Brasil - PUND (GEIPOT,1982), onde os dados brasileiros representados
na escala de QI foram convertidos em IRI pela seguinte relação:
13QIIRI = (2.5)
A condição de uma rodovia em função da irregularidade é apresentada na tabela 2.09.
No que se referem às rodovias pavimentadas, os valores de IRI variam desde 1,0 m/km,
para pavimentos excelentes, até valores superiores a 4,50 m/km para pavimentos muito
ondulados. As rodovias não pavimentadas têm esses valores compreendidos entre 3,0
m/km, para condições muito boas, até valores acima de 15,0 m/km em condições ruins.
TABELA 2.9 – Faixas de classificação de Irregularidade com base no IRI, (FARIAS e
SOUZA, 2002).
O número de divisões e os limites da escala de irregularidade mudam de um país para
outro e dentro do mesmo país (como ocorre nos EUA). Os limites acima dizem respeito
a rodovias brasileiras de primeira classe. Na figura 2.34, mostram-se os limites
apresentados em planilha e de forma gráfica por FARIAS e SOUZA, (2002). Para fins
de uniformização a irregularidade foi dividida em quatro classes: excelente (incluindo
muito bom), bom, regular e ruim (incluindo péssimo).
64
FIGURA 2.34 – Limite de classificação de Irregularidades em vários países,
(FARIAS e SOUZA, 2002).
2.2.4 - Avaliação Estrutural dos Pavimentos: Deformações dos pavimentos
A ação das cargas de tráfego sobre os pavimentos flexíveis provoca deformações dos
tipos permanentes e recuperáveis. As deformações permanentes ou plásticas são as que
se acumulam depois de cada carregamento e não se recuperam, enquanto as
recuperáveis ou elásticas são as que retornam após cada carregamento.
O comportamento elástico da estrutura e sua repetição é responsável pelo fenômeno da
fadiga das camadas asfálticas. Assim, o estudo das condições de deformabilidade dos
pavimentos caracteriza bem as condições estruturais das diversas camadas do
pavimento.
A avaliação estrutural de um pavimento está relacionada com as características de
resistência e de deformabilidade das camadas do pavimento e do subleito. Ela é definida
como a verificação da capacidade de uma estrutura rodoviária suportar as cargas dos
veículos que sobre ela transitam. A verificação desta característica pode ser efetuada
através de vários tipos de equipamentos e procedimentos, por ensaios destrutivos e não
destrutivos. Mas o principal parâmetro medido para fins de avaliação é a deflexão do
pavimento sob carregamento conhecido.
65
2.2.4.1 - Métodos e Equipamentos de medida das deflexões
Nos procedimentos destrutivos são efetuadas extrações “in situ” das amostras deformadas e
indeformadas para ensaios de laboratório, objetivando obter dados das camadas dos
pavimentos, tais como: limites de Atterberg, espessuras, tipo de material, capacidade de
suporte, módulo de resiliência, teor de umidade, etc. Os ensaios destrutivos apresentam
algumas desvantagens, tais como: interrupção do tráfego por um determinado período e
introduzir defeito na seção do pavimento (DNER, 1998).
Os métodos destrutivos são pouco utilizados para avaliação de estruturas de pavimento.
Restringem-se normalmente a problemas localizados, cujos resultados raramente são
publicados. (HAAS et al.,1994).
No caso dos não destrutivos, são realizados ensaios que avaliam as condições dos
pavimentos, sob a ação das cargas do tráfego, tendo a deflexão como resposta. A deflexão
caracteriza a resposta das camadas estruturais e do subleito à aplicação do carregamento.
Os pavimentos mais robustos estruturalmente fletem menos do que os pavimentos mais
debilitados. A significativa diferença na “resposta” entre pavimentos robustos e debilitados
indica os efeitos no desempenho estrutural, (PINTO e PREUSSLER, 2002).
Esta avaliação da deflexão pode ser feita através do uso de vários equipamentos conhecidos
como deflectômetros. Nestes ensaios são avaliadas as respostas das camadas do pavimento
e do subleito, a uma carga do equipamento. A bacia de deflexão gerada permite, através de
retroanálise, que sejam estimados os parâmetros de deformação recuperável do subleito e
das camadas do pavimento.
Os equipamentos não destrutivos mais utilizados normalmente são classificados em três
grupos:
I) Estáticos - Medem a deformação sob uma carga estática ou em deslocamento a
velocidade muito baixa:
a) Teste de Placa
66
Uma placa rígida com 76,2 cm de diâmetro é carregada através de um macaco hidráulico
que, por sua vez, reage contra uma estrutura estacionária. Este tipo de ensaio é normalizado
pelos métodos D1195, D1196 da ASTM (1993)
b) Medidor de Curvatura
Este equipamento é constituído de uma régua fina de alumínio apoiada nas duas
extremidades, tendo no centro um extensômetro. Para medição, o instrumento é
colocado entre duas rodas duplas do semi-eixo de um caminhão parado, e mede-se a
deflexão na ordenada média de uma curva com corda de 30 cm (HAAS et at., 1994).
c) Viga Benkelman
É o equipamento mais utilizado em medidas de deflexões. HAAS, et al (1994), destacam
que este equipamento foi desenvolvido na pesquisa experimental da WASHO Road Test.
As normas DNER-ME 24/94, DNER-PRO 175/94 e DNER-ME 061/94 regulam a
utilização deste equipamento, constituído de uma viga delgada horizontal com articulação
intermediária apoiada sobre três pés, formando então dois braços cuja relação dos
comprimentos é 2:1 ou 4:1. Na Figura 2.35 está ilustrada a viga. A seqüência da execução
do ensaio, (DNER-ME 24/94) é:
c.1) Aferição da viga => Operação para verificar se uma determinada Viga Benkelman está
em condições de ser utilizada e para definir o valor da constante a ser usada para o cálculo
das deflexões.
c.2) Localização dos pontos => Os pontos do pavimento em que devem ser medidas as
deflexões, devem ser convenientemente marcados e estarem localizados a distâncias
prefixadas da borda do revestimento, de acordo com a tabela 2.10 a seguir:
TABELA 2.10 – Distâncias de ensaio em relação à borda do revestimento (DNER-ME
24/94).
67
c.3) Posicionamento e carga do caminhão => Um dos conjuntos de rodas duplas traseiras do
caminhão deve ser centrado sobre o ponto selecionado na trilha externa, conforme indicado
na Tabela 2.3. A carga de prova utilizada pelo caminhão é a carga sobre seu eixo traseiro de
8,2 tf.
c.4) Posicionamento da Viga Benkelman => A ponta de prova da Viga Benkelman deve ser
colocada entre os pneus da roda dupla, coincidindo com o ponto selecionado. A figura 2.32
mostra o posicionamento da viga.
(a) (b)
FIGURA 2.35 – Posicionamento da Viga Benkelman, (WORD BANK, 2007; DNER ME 024/94).
c.5) Leituras de ensaio
O braço menor aciona um extensômetro que registra a movimentação vertical da ponta de
prova apoiada sobre o pavimento, na medida em que o caminhão afasta-se (recuperação
elástica) do ponto de ensaio. È possível ainda medir o deslocamento do pavimento, com
afastamentos diferentes da carga, obtendo-se com isto a bacia de deflexão do pavimento. As
leituras de ensaio são anotadas da seguinte forma:
Leitura Inicial => Deve-se ligar o vibrador e fazer a leitura inicial (L0) quando o
extensômetro indicar movimento igual ou menor que 0,01 mm/min, ou decorridos 3
minutos da ligação do vibrador;
68
Leitura Final => Essa leitura segue a mesma metodologia da inicial, sendo que o caminhão
deve se deslocar, lentamente, 10 m para frente, (ou a intervalos pré determinados no caso de
se pretender obter a bacia de deflexão).
c.6) Transporte da viga => Para transportar a viga deve-se desligar o vibrador e a parte
móvel da viga deve ser travada;
c.7) Cálculo das deflexões => Deflexão do pavimento no ponto de prova é obtida pela
expressão 2.6:
baLfLoDo ×−= )( (2.6)
Do – Deflexão real máxima ou verdadeira, em centésimo de milímetro;
Lo – Leitura inicial, em centésimo de milímetro;
Lf – Leitura final, em centésimo de milímetro
a e b – Parte maior e menor do braço de prova, respectivamente.
c.8) Raio de curvatura => Para determinar o raio de curvatura da bacia de deformação, faz-
se uma leitura adicional, para isso desloca-se o eixo do caminhão 25 cm à frente, em relação
à Lo.
O raio de curvatura da bacia de deformação no ponto de prova é obtido pela expressão 2.7:
)25(26250
DDoR
−×= (2.7)
R – Raio de curvatura, em metro;
Do – Deflexão real ou verdadeira, em centésimo de milímetro;
D25 – Deflexão a 25 cm do ponto de prova, em centésimo de milímetro.
d) Viga Benkelman Automatizada
Este equipamento foi desenvolvido para aumentar a precisão e a velocidade de medidas das
deflexões, utilizando os mesmos princípios da viga Benkelman. Funciona instalada sob um
69
veículo carregado e à medida que este se desloca, os dispositivos registram
automaticamente as deflexões, a partir do ponto inicial do ensaio. As velocidades de
operação variam, em função dos tipos de equipamentos, de 0,8 km/h no “California
Traveling Deflectometer”, a 3m/h no deflectógrafo La Croix e 18 km/h no Curvímetro no
Lacroix CEBTP (HAAS et al., 1994; DNER, 1998). MEDINA et al., (1994), destacam a
utilização no laboratório de Engenharia Civil (LNEC) de Lisboa, da retroanálise a partir da
deformada medida com a viga Benkelman automatizada. Os equipamentos mais
conhecidos no Brasil são de duas marcas: Sigeo e o Solotest.
e) Georadar
O Radar de Prospecção Geotécnica, também designado por georadar, ou GPR (Ground
Penetrating Radar) no original anglo-saxónico, é um método de inspeção não destrutivo que
vem se tornado bastante popular, principalmente no campo da engenharia rodoviária. O
princípio de funcionamento do georadar assenta, essencialmente, na propagação de ondas
electromagnéticas, de frequência específica, através do pavimento, e na reflexão dessas
ondas por diferentes características das camadas do pavimento.Os componentes básicos do
sistema estão representados na figura 2.36. O uso do GPR , possibilita o mapeamento das
interferências que estão no subsolo , tornando-se uma poderosa ferramenta para o
planejamento de atividades de manutenção neste segmento com as seguintes aplicações:
• Análise da espessura da camada asfáltica
• Delimitação das camadas asfálticas
• Detecção de vazios
(a) (b)
FIGURA 2.36 – Equipamento de GEORADAR (WORD BANK, 2007).
70
II) Vibratórios: medem a deformação sob uma carga vibratória ou cíclica. O principal
modelo é o Dynaflect.
Este equipamento constitui-se de um reboque e utiliza uma carga leve de freqüência
fixa. A carga cíclica é gerada por dois excêntricos de rotação de até 8 Hz. A carga
cíclica é aplicada ao pavimento através de duas rodas com 10 cm de largura, 40 cm de
diâmetro e com distância centro a centro de 50 cm. A deformação é avaliada através de
5 geofones espaçados de 30 cm, que medem a bacia de deformação. O registro dos
dados e o controle de operação é feito a partir do veículo rebocador Dynaflect (HASS et
al., 1994; GEIPOT, 1981; SMITH E LYTTON, 1985; EPPS et.al., 1986).
O uso do Dynaflect para medição de deflexões foi normalizado no Brasil através do
método de ensaio DNER-ME 39/78 – Determinação das deflexões do Pavimento pelo
Dynaflect (DNER,1978). Não há atualização desta norma e este tipo de equipamento
não existe mais no país.
III) Impulsos: a deformação medida é causada pela queda de um peso padronizado. O
principal modelo deste grupo é o FWD “Falling Weight Deflectometer” ou
deflectômetros de impacto.
Os equipamentos mais conhecidos no Brasil são de duas marcas: Dynatest e o KUAB.
Este equipamento permite a coleta de dados deflectométricos com mais acurácia e
rapidez do que se obtém com a viga Benkelman (MOTTA et al., 1995). Um peso é
elevado até uma altura pré-estabelecida e solto em queda livre de encontro a uma placa
apoiada sobre a superfície do pavimento. Esta placa transmite uma força de impulso à
estrutura. Que varia com peso e a altura de queda.
A resposta do pavimento ao impacto é registrada por um conjunto de sensores
posicionados longitudinalmente na superfície a partir do centro da placa. O equipamento
é montado em um reboque e comandado automaticamente por meio de um
microcomputador instalado em um veículo de apoio.
71
A principal vantagem dos equipamentos de impacto, seria a sua capacidade de simular,
aproximadamente, as características de uma carga de tráfego transiente em termos de
magnitude e freqüência, o que não ocorre no ensaio estático da viga Benkelman. As
deflexões resultantes se aproximariam, portanto, daquelas que seriam causadas por uma
carga real dinâmica. Além disso, o equipamento permite a determinação precisa e rápida
de deformações ao longo de vários pontos com aquisição automática de dados, (PINTO
e PREUSSLER, 2002).
Várias pesquisas correlacionando as deflexões elásticas medidas com o FWD e com a viga
Benkelman foram realizadas, dentre elas citam-se MOTTA et al., (1995) e DUARTE et al.,
(1996). Porém, é ressaltado que não existe uma relação fixa entre os dois levantamentos,
mas a correlação depende do tipo de estrutura de pavimento, entre outros aspectos.
A seguir, a título de exemplo, mostram-se resultados obtidos pela Consulte Consultores de
Engenharia Ltda e Enggeotech Consultores de Engenharia Ltda para o Departamento de
Estradas de Rodagem de Minas Gerais, do relatório final de levantamento de dados de
campo, com processamento dos resultados para gerência de pavimentos, lotes 1 e 2
(CONSULTE E ENGGEOTECH, 2004). Neste relatório correlacionam-se as deflexões
medida com a viga e o FWD. Na tabela 2.11 e figuras 2.37 e 2.38 mostram-se os valores de
leituras feitas em um ponto a cada quilômetro. O pavimento local na época em que foram
feitos os ensaios era de CBUQ – concreto betuminoso usinado a quente, que se apresentava
ainda em boas condições de tráfego.
TABELA 2.11 – Dados de deflexão obtidos com viga e FWD em diversos segmentos da
MG 353, (CONSULTE E ENGGEOTECH, 2004).
Comparação Viga FWD – MG 353 VIGA FWD VIGA FWD
(Ponto) km lado D1(10-²mm) D1(10-²mm) km lado D1(10-²mm) D1(10-²mm) 33 LE 48 46,2 45 LE 76 88,9 34 LD 84 115 46 LD 80 120 35 LE 112 174 47 LE 276 210 36 LD 216 199 48 LD 120 114 37 LE 60 95,5 49 LE 120 127 38 LD 80 81,7 50 LD 104 104 39 LE 44 70,5 51 LE 76 63 40 LD 72 86,8 52 LD 92 75,7 41 LE 52 65,2 53 LE 88 80,9 42 LD 96 117 54 LD 96 97,6 43 LE 100 91,6 54 LD 96 97,6 44 LD 52 61,9 55 LE 104 55,2
72
0
50
100
150
200
250
300
30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 55,00
km
Def
lexã
o (1
0-²m
m)
VigaFWD
FIGURA 2.37 – Gráfico dos dados de deflexão obtidos com viga e FWD em diversos
segmentos da MG 353, (CONSULTE E ENGGEOTECH, 2004).
0
50
100
150
200
250
300
32,0
0
34,0
0
36,0
0
38,0
0
40,0
0
42,0
0
44,0
0
46,0
0
48,0
0
50,0
0
52,0
0
54,0
0
km
Def
lexã
o (1
0-²m
m)
VIGAFWD
FIGURA 2.38 – Gráfico de barras correlacionando a viga e o FWD em diversos
segmentos da MG 353.
73
FWD = 0,6972VB + 33,503R2 = 0,7241
0
50
100
150
200
250
300
0 50 100 150 200 250 300Viga Benkelman (10-²mm)
FWD
(10-
²mm
)
FIGURA 2.39 – Correlação entre medidas com a viga e o FWD em segmentos pontuais
da MG 353.
A Figura 2.36 mostra a parte inferior do equipamento FWD, onde se tem o detalhe
dos geofones (seta vermelha) e da placa que recebe o peso em queda livre (seta verde).
FIGURA 2.40 – Vista inferior do equipamento FWD.
74
CAPÍTULO 3
LABORATÓRIO MÓVEL DE COLETA DE DADOS
RODOVIÁRIOS
3.1 – INTRODUÇÃO
Em meados de Junho de 2003, o autor da presente dissertação começou sua participação
no desenvolvimento de um laboratório móvel para levantamentos de condição funcional
do pavimento. Este desenvolvimento se deu em consórcio das empresas Consulte
Consultores de Engenharia Ltda e Enggeotech Engenharia Ltda na montagem de um
veículo para levantamento de defeitos das rodovias pavimentadas, utilizando o método
de levantamento visual contínuo, recém normalizado na época pela Norma DNIT 008-
2003. O autor da presente dissertação faz parte da equipe destas empresas e participou
ativamente de todas as etapas do desenvolvimento descritas a seguir.
Com as inovações constantes da informática, das técnicas de filmagem aliados ao
desenvolvimento dos veículos e dos sistemas de georreferenciamento via GPS, foi
possível a adaptação e evolução do veículo de levantamento visual contínuo para um
laboratório móvel de coleta de dados rodoviários. Entre os principais itens levantados
por este laboratório podem ser citados:
• Dados dos defeitos das rodovias de forma contínua - Os defeitos apresentados no
capítulo 2, podem ser coletados, registrados e armazenados continuamente no
computador de forma a obter a ocorrência de cada defeito por km de rodovia
levantada.
• Dados da geometria e georreferenciamento das rodovias – Utilizando um
aparelho de GPS ligado ao veículo é possível determinar as coordenadas UTM e
geodésicas de cada ponto da faixa levantada e a partir destes determinar a
geometria da mesma.
75
• Dados da real distância entre pontos notáveis da via - Utilizando um odômetro
digital de precisão ligado ao velocímetro do carro é possível marcar de forma
precisa todas as distância percorridas no levantamento e determinar com
exatidão a verdadeira extensão de uma determinada rodovia pavimentada, entre
duas cidades ou maiores extensão.
• Vídeo registro das rodovias – Utilizando filmadora digital, é possível fazer a
filmagem das faixas de tráfego e obter um registro visual de toda a extensão
levantada.
• IRI – Índice de Irregularidade Internacional – Utilizando um equipamento de
determinação de irregularidade do tipo resposta é possível fazer as leituras da
irregularidade de todo o trecho levantado. Como hoje os equipamentos do tipo
resposta perderam espaço devido à ascensão dos equipamentos a laser, nesta
dissertação que versa sobre um novo método de levantamento não será enfocado
o levantamento da irregularidade.
Descrevem-se a seguir os principais elementos do laboratório móvel desenvolvido nesta
pesquisa e sua configuração atual.
3.2 – VEÍCULO DE LEVANTAMENTO
Para o levantamento visual contínuo de defeitos dos pavimentos não é necessário, via de
regra, uma marca nem um modelo específico de automóvel. Mas é recomendável para
maior e melhor visão e operação do técnico responsável pelo levantamento que o capô
do veículo a ser utilizado seja pequeno. A suspensão do veículo deve ser alta com o
objetivo de obter uma boa altura do carro em relação ao pavimento, melhorando assim o
ângulo de visão do operador. A traseira do veículo deve ser de preferência “hatch” para
fins de sinalização e segurança da operação do mesmo na via durante o levantamento.
O veículo deve ser dotado obrigatoriamente de um potente sistema de ar condicionado
visto que todo o levantamento é feito utilizando um Microprocessador, que é afetado
por aquecimento, podendo acontecer problemas, como a perda total do levantamento.
76
O veículo de levantamento é dotado de dispositivos de segurança que garantam a
integridade de operação tais como: o uso de giroflex que é um dispositivo luminoso que
fica no teto do veículo com a função de destacar o carro de levantamento para os demais
veículos da via levantada e adesivos refletores na parte traseira do veículo que
comuniquem aos usuários dos outros veículos o fato de ser um veículo teste como
também a baixa velocidade do laboratório móvel. Na figura 3.1 é apresentado um
modelo tipo de um veículo que atende as características citadas e proporciona bom
levantamento de campo.
FIGURA 3.1 – Veículo Tipo de Levantamento Visual Contínuo, (usado nesta pesquisa).
3.3 – FONTE DE ENERGIA
É necessário que o veículo utilizado tenha uma boa fonte de energia, pois todo o
equipamento utilizado no levantamento necessita de energia elétrica. Para bom
funcionamento do sistema são utilizadas duas baterias ligadas em paralelo no carro,
estas devem ter boa voltagem e procedência. Para a transformação da voltagem de 12V
das baterias do carro para a voltagem de 110V, usado nos equipamentos do
levantamento, é utilizado um inversor de energia. Na figura 3.2 mostra-se o inversor de
energia utilizado nesta pesquisa.
77
FIGURA 3.2 – Inversor de energia utilizado nesta pesquisa.
3.4 – HODÔMETRO DIGITAL
Para a medição precisa da distância percorrida no levantamento é utilizado um
hodômetro digital de precisão também chamado de “NITE STAR”. Este equipamento é
ligado por um conector a um sensor que fica diretamente no velocímetro do carro. O
“NITE STAR” é ligado também por um cabo serial à porta COM1 do microcomputador
de levantamento. A precisão do equipamento usado nesta pesquisa é de até 1mm. Este
tipo de equipamento foi escolhido por vários motivos, sendo o principal o fato de ser um
instrumento muito utilizado em competições automobilísticas que exigem alta
confiabilidade e precisão. Na figura 3.3 está mostrada uma ilustração do equipamento
“NITE STAR”:
FIGURA 3.3 – Característica frontal do hodômetro digital de precisão usado nesta pesquisa.
.
78
3.5 – RECEPTORES GPS - GLOBAL POSITIONING SYSTEM
Para determinação da geometria da rodovia levantada e georeferenciamento da mesma é
utilizado o Sistema de Posicionamento Global, vulgarmente conhecido por GPS (do
acrônimo do inglês Global Positioning System), que é um sistema de posicionamento
por satélite, utilizado para determinação da posição do receptor de GPS acoplado dentro
do veículo de levantamento.
Existem diversas marcas de receptores GPS que podem ser utilizados no levantamento
de campo, geralmente categorizados em termos de demandas de uso em Geodésicos,
Topográficos e de Navegação. A diferenciação entre essas categorias, é principalmente
devido à precisão alcançada, ou seja a razão da igualdade entre o dado real do
posicionamento, e o oferecido pelo equipamento. Os mais acurados, apresentam valores
na casa dos milímetros e são os receptores Geodésicos. Os topográficos também
possuem elevada precisão, na casa dos centímetros. A categoria de maior uso, é a de
navegação, visto que, embora possua menor precisão de posicionamento, tem várias
vantagens como o baixo preço de aquisição e inúmeras aplicações. Existe um grande
número de modelos que podem ser utilizados no levantamento de campo. Porém, para o
caso específico, o receptor de GPS utilizado no levantamento de campo precisa ter
saídas para cabos de dados, que possam ser ligados ao microprocessador de campo.
Além disto o receptor deve obedecer a configuração de captura de dados do software
utilizado.
O receptor de GPS é ligado por um cabo serial à porta COM2 que está configurada para
velocidade de 9600bps de comunicação com o microcomputador de levantamento. A
configuração do receptor de GPS utilizado no laboratório móvel está em interface “text
out” e em sistema GARMIN, figura 3.4.
79
FIGURA 3.4 – GPS de navegação da marca GARMIN usado neste estudo.
3.6 – FILMADORA DIGITAL
Para o registro da filmagem do levantamento executado é necessário o uso de uma
câmera digital tipo profissional, com resolução horizontal de, no mínimo, 500 linhas.
Este equipamento de filmagem é sofisticado e resistente a ambiente sujeito as condições
adversas e a intempéries quanto à temperatura, umidade, poeira, choques e trepidações.
A filmadora utilizada para o levantamento deve ter obrigatoriamente saída da imagem
utilizando cabo USB, pois este é ligado à porta USB do microcomputador de campo. Na
figura 3.5 mostra-se o modelo de filmadora digital com saída de dados através da
combinação com cabo USB usado neste estudo.
FIGURA 3.5 – Filmadora Digital utilizada no laboratório móvel deste estudo..
80
Este equipamento fica acoplado no painel de instrumentos do carro com o foco da lente
virado para o capô do carro no laboratório móvel desenvolvido nesta pesquisa.
3.7 – MICROCOMPUTADOR DE LEVANTAMENTO
É recomendável que o computador usado no levantamento seja sempre um PC e não um
“notebook” ou “lap top”. Isto se deve principalmente ao grande problema de
aquecimento que apresentam os “notebooks” ao ficarem por longos períodos ligados
com um alto grau de utilização do processador. O Microcomputador ou PC é montado
dentro de uma caixa plástica que recebe diretamente um tubo de refrigeração que sai do
sistema de ar condicionado do carro. Este tubo refrigera intensamente o
microprocessador evitando assim problemas de superaquecimento.
No caso do laboratório móvel desenvolvido nesta pesquisa, a tela do monitor LCD fica
montada em cima do painel de instrumentos do carro no lado do carona, de onde o
técnico faz o levantamento.
A configuração mínima recomendável para o microcomputador de campo é a seguinte:
- Microcomputador PCAT compatível, 3.0 Ghz ou maior;
- HD de 7200RPM ou maior;
- Duas portas seriais RS232C com DB9F;
- Duas portas USB;
- Windows XP PRO SP2;
- Dispositivo Apontador Óptico (mouse);
- Teclado multimídia.
- Monitor 17” LCD Tela Plana.
Na figura 3.6 mostra-se uma foto do microcomputador montado no interior do veículo
de levantamento desta pesquisa.
81
FIGURA 3.6 – Microprocessador de levantamento desta pesquisa.
3.8 – INSTALAÇÃO, MONTAGEM E DISPOSIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS NO INTERIOR DO VEÍCULO DE LEVANTAMENTO
Para a instalação, montagem e disposição dos equipamentos utilizados no levantamento
são feitas as etapas enumeradas e detalhadas a seguir:
1° Instalação do NiteStar – Este é ligado ao velocímetro e depois colocado no painel de
instrumentos do carro, com o cabo de dados de fora para ser ligado ao microprocessador
de levantamento.
2° Instalação da fonte de energia – Devem ser ligadas as baterias do carro em paralelo
com o inversor de energia, para que este possa receber a tomada de energia do monitor e
do microprocessador usados nos levantamentos.
82
3° Instalação do aparelho de GPS – Este é ligado na bateria própria ou na do carro,
depois é deixado em espera o cabo de dados para ser ligado posteriormente no
microprocessador de levantamento.
4° Instalação da filmadora digital - A filmadora é instalada em cima de uma base de
tripé, esta base é fixada sobre o painel do carro. O foco da lente é virado para o capô do
veículo. Depois da instalação são anexadas espumas de amortecimento abaixo da
filmadora com objetivo de amortecer trepidações oriundas da suspensão do carro. É
deixado em espera o cabo de áudio da filmadora para ser ligado posteriormente no
microprocessador de levantamento.
5° Montagem do microcomputador - O microcomputador do veículo é montado
inicialmente sem os cabos de aquisição de dados (filmadora, GPS, Nite Star), sendo
ligado para verificação do seu funcionamento. O micro é colocado dentro de uma caixa
plástica refrigerada como comentado. Isto é feito sempre antes do início do
levantamento. Assim pode-se evitar falhas como o desajuste na leitura dos indicadores e
até a falta de dados obtidos pelos aparelhos.
6° Montagem do microcomputador com os demais componentes no veículo - Depois da
verificação do microcomputador, os componentes instalados no carro são montados e
conectados junto ao microprocessador de levantamento. Na figura 3.7 ilustra - se o
esquema de disposição de cada equipamento no veículo de levantamento desenvolvido
neste estudo. Na figura 3.8, mostram-se as fotos de todos os equipamentos depois de
instalados e montados no veículo de levantamento.
83
Filmadora
COMPUTADOR
TUBO FLEXÍVEL ANTI-CHAMAS
INVERSOR
C7C6
GPSBOTÕES INVERSOR E GIROFLEX
NiteStar
C11
C10
C8
C9
IRITela
C5
C3C4
C1C2
FIGURA 3.7 – Indicação da disposição dos equipamentos no veículo de levantamento desta pesquisa.
FIGURA 3.8 – Foto de dentro do laboratório móvel depois de todos os equipamentos
montados e instalados.
84
CAPÍTULO 4
OS SOFTWARES DE COLETA E PROCESSAMENTO DE DADOS
RODOVIÁRIOS
4.1 – INTRODUÇÃO
O computador em conjunto com os outros equipamentos descritos no capítulo 3 não
consegue por si só obter os dados necessários do LVC tendo como base apenas os
softwares Windows e o Pacote Office. Para ser possível realizar o LVC utilizando o
computador, foi necessário elaborar uma rotina de programação específica para cada
item a ser levantado, formando assim os softwares utilizados no levantamento. Os
softwares foram elaborados pelas empresas Consulte Consultores de Engenharia Ltda e
Enggeotech Engenharia Ltda, das quais o autor desta dissertação é membro integrante.
Na presente dissertação são apresentados os softwares desenvolvidos que fazem a
aquisição e processamento dos dados do levantamento rodoviário. A rotina de
programação bem como os algoritmos utilizados nos softwares, não serão apresentados,
pois os direitos autorais destes softwares são restritos às duas firmas de consultoria
rodoviária citadas acima.
Os softwares desenvolvidos para serem utilizados para coleta de dados são:
DataIN - O programa DataIN é utilizado para a aquisição dos dados dos levantamentos
rodoviários. Ele foi elaborado em linguagem de programação Delphi.
MovieMaker – O programa MovieMaker é utilizado para aquisição do vídeo das
condições de uma rodovia. Ele é um software pronto que foi elaborado pela Microsoft.
Os softwares desenvolvidos para serem utilizados para o processamento de dados são:
Holehunter – O programa Holehunter é utilizado para visualização do vídeo registro da
rodovia sincronizado com todos os outros dados obtidos do levantamento. Ele também
85
gera os arquivos que vão posteriormente serem tratados para formação do banco de
dados rodoviários. Ele foi elaborado em linguagem de programação Delphi.
DXF2XYZ 1.3 – O programa DXF2XYZ 1.3 é utilizado para aquisição das coordenadas
(x,y) de arquivos dxf. Os arquivos dxf correspondem a desenhos gráficos digitalizados,
que são abertos em ambiente Auto Cad, estes são gerados pelo programa Holehunter a
partir dos dados fornecidos do GPS. O DXF2XYZ 1.3 é um software pronto baixado da
internet usado como software auxiliar no cálculo do IGV e IGH.
IGVH – O programa IGVH é utilizado para o cálculo dos índices de geometria vertical
(IGV) e horizontal (IGH) das coordenadas (x, y), obtidas do programa DXF2XYZ 1.3.
Ele foi elaborado em linguagem de programação Fortran.
Planilhas Base de Dados – As Planilhas Base de Dados foram desenvolvidas no Excel,
programa do pacote Office da Microsoft, onde são processados os dados obtidos do
Holehunter. São planilhas especiais, pois dentro delas existem várias formulações e
formatações que vão gerar no final o banco de dados rodoviários.
Estes softwares são a base de todo o Levantamento Visual Contínuo auxiliado por
computador, e estas inovações tecnológicas somadas a maior precisões na obtenção dos
dados rodoviários compõem a nova metodologia de levantamento abordada nesta
dissertação.
Nos anexos A e B, são apresentadas toda a metodologia de levantamento como também
os procedimentos necessários para utilização dos programas acima citados. Neste
capítulo são apenas apresentados os softwares, citando apenas detalhes importantes e
sua função no levantamento.
4.2 – DATAIN
O DataIN é um programa específico para obtenção dos dados rodoviários, elaborado em
linguagem de programação Delphi. No momento em que é feito o levantamento ele e o
MovieMaker, são os únicos programas a serem utilizados pelo técnico de levantamento.
86
O DataIN faz o gerenciamento de todas as informações colhidas no levantamento,
recebe os dados do LVC, juntamente com os dados do GPS, NiteStar e IRI. Na figura
4.1 mostra-se a tela do programa, quando em execução.
FIGURA 4.1 – Tela do programa DataIN.
Na tela do programa é visível a entrada de dados do GPS, NiteStar, e do IRI, formando
a base inferior da tela. Na parte superior são definidos o nome e as características do
trecho levantado. No meio da tela são definidas as ocorrências a serem utilizadas no
levantamento. Para isto são configuradas teclas atalho, que são teclas de um teclado de
computador que correspondem a cada tipo de defeito a ser levantado. Por exemplo, ao
levantar a quantidade de panelas numa rodovia tecla-se na tecla P toda vez que esta
ocorrência aparecer. Então a tecla P é uma tecla atalho para a ocorrência panela. Dentro
do DataIN além da definição de todas as ocorrências e suas respectivas teclas atalho são
recebidos os dados do levantamento teclados pelo técnico e armazenados para posterior
processamento. Todos os dados recebidos pelo DataIN são condicionados a um
cronômetro que registra o início e o fim do levantamento, que fica na parte superior da
tela em vermelho. Devido a este processo todos os dados ficam sincronizados e
organizados para o posterior processamento dos dados recebidos.
Além de possibilitar todo o levantamento de campo, o DataIN, ainda verifica toda a
performance do levantamento registrando e corrigindo erros no arquivo de dados
registrado, como a falta de algum dado do NiteStar ou perdas temporárias do sinal do
GPS.
87
No anexo A e B é detalhado como é feito todo o processo de determinação das
ocorrências, teclas atalho, características do trecho, além de todo o procedimento para
iniciar, fazer e terminar um levantamento utilizando o programa DataIN. No anexo C é
detalhado o programa DXF2XYZ 1.3 e o IGVH.
4.3 – MOVIEMAKER
O MovieMaker é um programa específico para aquisição da filmagem de vídeo das
condições de uma rodovia. Este programa pertence a Microsoft e só é utilizado no
momento do levantamento. Ele não tem nenhuma função extra, faz apenas a gravação
no microcomputador das imagens recebidas da filmadora digital. Como toda filmagem
tem um cronômetro que registra o tempo de filmagem, este deve estar em sincronia com
o cronômetro do DataIN. No Anexo A e B é abordado como o mesmo trabalha junto
com o DataIN. Na figura 4.2 é mostrada uma tela do programa, quando em execução.
FIGURA 4.2 – Tela do programa MovieMaker.
88
4.4 – HOLEHUNTER
O programa Holehunter é utilizado para visualização do vídeo registro da rodovia
sincronizado com os outros dados obtidos do levantamento. Ele foi elaborado em
linguagem de programação Delphi. Os dados de campo depois de armazenados pelo
DataIN, são processados e visualizados pelo HoleHunter. Na figura 4.3 mostra-se uma
tela do programa, quando em execução.
FIGURA 4.3 – Tela do programa HoleHunter.
A partir da tela do programa pode-se observar no centro da mesma onde é visualizada a
filmagem digital. Ao mesmo tempo em que é mostrada a filmagem digital as
ocorrências do LVC registradas pelo técnico de campo, vão sendo mostradas em
sincronia com a quilometragem percorrida, na parte superior da tela, acima da
filmagem. Os dados como as características da via, dados do GPS e do NiteStar são
visualizados na parte esquerda da tela do programa, todos estes também mostrados em
tempo real com a filmagem digital. No lado direito da tela é mostrada as duas
geometrias da via levantada, o planialtimétrico e altimétrico, obtidos pelo GPS.
Além da visualização do levantamento como um todo, o programa HoleHunter processa
os dados obtidos do LVC, para formar o banco de dados. A partir dele é gerada a
planilha de Excel com todos os dados do levantamento, os arquivos da geometria da via
89
em dxf, para o cálculo do IGV e IGH e os relatórios resumidos das ocorrências
levantadas em campo. As planilhas obtidas pelo HoleHunter, são planilhas básicas,
dependendo de outras planilhas auxiliares que irão formatar e recalcular alguns dados
no intuito de gerar um relatório e um banco de dados final.
4.5 – DXF2XYZ 1.3
O programa DXF2XYZ 1.3 é utilizado para aquisição das coordenadas (x,y) de arquivos
dxf. Estes arquivos correspondem a duas curvas digitalizadas em ambiente Auto Cad. A
primeira curva (planimétrico.dxf) é o traçado em planta do trecho de rodovia e a
segunda curva (altimétrico.dxf) representa o perfil longitudinal do mesmo trecho. A
partir destes arquivos gerados do HoleHunter é feito um processamento com o programa
DXF2XYZ 1.3 a fim de se obter as coordenadas (x,y) da rodovia levantada. Apesar de
desempenhar uma única função o programa DXF2XYZ 1.3 é de vital importância, pois
o programa IGVH que calcula os índices de geometria das vias levantadas, só processa
tendo como dados de entrada as coordenadas obtidas do programa DXF2XYZ 1.3. Na
figura 4.4 mostra-se a tela do programa DXF2XYZ 1.3 em processamento.
FIGURA 4.4 – Tela do programa DXF2XYZ1.3.
90
4.6 – IGVH
Dentre os vários parâmetros importantes nos estudos sobre o monitoramento de
rodovias estão o Índice de Geometria Horizontal (IGH) e o Índice de Geometria
Vertical (IGV).
O Índice de Geometria Horizontal caracteriza-se pelo valor agregado da curvatura
horizontal da rodovia, em graus/km. É definida como a soma dos valores absolutos dos
ângulos centrais das curvaturas horizontais (em graus) dividida pela extensão da
rodovia, em km.
O Índice de Geometria Vertical caracteriza-se pela medida agregada do gradiente
vertical de uma rodovia, em m/km. È definida como a soma dos valores absolutos, em
metros, das extensões de todas as subidas e descidas ao longo da rodovia, dividida pela
extensão da rodovia em km.
O programa IGVH é utilizado para o cálculo dos índices de geometria vertical (IGV) e
horizontal (IGH). Ele foi elaborado em linguagem de programação Fortran. Assim
como grande parte dos programas em Fortran, o IGVH utiliza como arquivo de entrada
um arquivo de texto .txt, no qual são agrupados todos os dados necessários para cálculo
dos índices de geometria através da metodologia proposta. A seguir são descritos,
resumidamente, os passos para obtenção do arquivo de entrada do IGVH para um
determinado trecho de rodovia.
1) O HoleHunter gera duas curvas em formato .dxf que são utilizadas como base de
dados para o IGVH. A primeira curva (planimétrico.dxf) utilizada para
determinação do IGH e a segunda curva (altimétrico.dxf) usada para cálculo do
IGV. Estas curvas em 2D são traçadas pelo HoleHunter simplesmente unindo-se
os inúmeros pontos (posicionamento global discretizado em intervalos de tempo
infinitesimais) captados através do GPS.
2) Utilizando um programa auxiliar, o DXF2XYZ 1.3, obtém-se uma relação em
arquivo de texto com todas as coordenadas X e Y dos pontos de ambas as curvas
geradas pelo HoleHunter.
91
3) O arquivo de entrada para o IGVH é então montado juntando as coordenadas
acima mencionadas com informações complementares, como: código de
identificação do trecho de rodovia, comprimento do trecho, constantes de
traçado das curvas, distância entre pontos funcionais e número total de pontos
fornecidos pelo GPS.
Uma vez elaborado o arquivo de entrada, o IGVH inicia sua sequência de comandos que
visam determinar diretamente o IGH e o IGV. A metodologia de cálculo do programa é
descrita a seguir.
1) Declaração das variáveis e leitura dos dados de entrada do arquivo de texto.
2) Definição das conectividades dos pontos funcionais para o IGH e para o IGV.
3) Determinação dos segmentos de reta funcionais e seus coeficientes angulares
para o IGH e determinação dos desníveis entre os pontos funcionais para o IGV.
4) Seleção dos ângulos do caminhamento para o IGH.
5) Soma dos ângulos selecionados para o IGH e dos desníveis para o IGV.
6) Determinação dos índices de geometria horizontal e vertical: IGH e IGV.
7) Impressão dos dados de saída.
Na figura 4.5 mostra-se a tela do programa IGVH em execução:
92
FIGURA 4.5 – Tela do programa IGVH.
4.7 – PLANILHAS BASE DE DADOS
As Planilhas Base de Dados foram desenvolvidas no Excel, com objetivo de processar
os dados obtidos nas planilhas geradas no HoleHunter. Estas planilhas têm como
objetivo:
1) Criar uma formatação de entrega do banco de dados e relatório final, pois as
planilhas geradas a partir do HoleHunter não tem formatações definidas.
2) Organizar e apresentar o nome das ocorrências de defeitos, pois as mesmas estão
em códigos numéricos devido a configuração das teclas atalho no DataIN.
3) Fazer a conversão das coordenadas geodésicas para UTM, pois o GPS de
levantamento só informa coordenadas geodésicas.
4) Fazer análises de áreas de defeitos em levantamentos, pois o levantamento é
feito tomando-se em conta ocorrências de defeitos pontuais ou em metro linear,
93
sendo necessário posteriormente um cálculo para saber a área real de ocorrência
de defeitos.
5) Colocar dados importantes que foram registrados em campo, mas não são
processadas pelo HoleHunter, como a presença de zona rural ou urbana ou outra
informação considerada relevante no levantamento.
6) Colocar dados de outros levantamentos como o IRI a laser ou resultados de
deflexão que formarão parte do banco de dados final exigido num sistema de
gerência de pavimento.
94
CAPÍTULO 5
LEVANTAMENTOS E PROCESSAMENTOS DOS RESULTADOS
DE CAMPO – EXEMPLO APLICATIVO
5.1 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGGE A CADA 200 m (10 ESTACAS)
O CENPES / PETROBRAS e a COPPE/UFRJ (COPPETEC) firmaram um convênio
para promover a recuperação da pavimentação das principais vias da cidade
universitária utilizando diferentes misturas asfálticas. Este convênio foi designado como
Projeto Fundão. Nesta pesquisa foram realizados vários levantamentos nas vias de
circulação do campus do Fundão da Universidade Federal do Rio de Janeiro, com
objetivo de avaliar a condição de superfície, condições funcionais e estruturais do
pavimento. A figura 5.1 e 5.2 mostra o mapa de localização do campus da UFRJ e os
trechos considerados nesta pesquisa.
FIGURA 5.1 – Mapa de localização do Campus do Fundão (UFRJ) no Município do Rio de Janeiro.
95
FIGURA 5.2 – Mapa de localização do Projeto Fundão.
96
Na avaliação objetiva para determinação do estado de superfície do pavimento, foram
realizados levantamentos baseados na norma DNIT 006/2003, que trata da avaliação
para determinação do IGG – Índice de Gravidade Global. Estes dados foram levantados
em Abril de 2006 em estacas demarcadas em campo a cada 20,00 m. A extensão
levantada foi de 9220 m, totalizando 461 estacas.
Foram realizados em Maio de 2006 levantamentos utilizando o método de levantamento
visual contínuo (LVC) apresentado nesta dissertação. Estes dados foram levantados em
campo de maneira contínua e divididos em seis segmentos detalhados a seguir: o
primeiro da estaca 00 a 41, o segundo da estaca 42 a 89, o terceiro da estaca 90 a 164, o
quarto da estaca 178 a 273, o quinto da estaca 274 a 375, e o sexto da estaca 391 a 461.
Apenas dois pequenos segmentos não foram levantados que são da estaca 164 a 178 e
da estaca 375 a 391, pois os trechos estavam fechados para o trânsito de carros devido a
reformas no CENPES/PETROBRAS. Nestes pontos foram adotados os dados dos
levantamentos da avaliação objetiva. Os dados deste novo método de levantamento
foram apenas calculados seguindo a norma DNIT 008/2003 que trata da avaliação para
determinação do IGGE – Índice de Gravidade Global Expedito, a partir do LVC.
O cálculo do IGG, obtido da avaliação objetiva foi processado a cada 200 m, que é o
segmento mínimo recomendável para cálculo desse índice. A tabela 5.1 apresenta os
dados obtidos do IGG a cada 200,00 m e o conceito de deterioração do pavimento
segundo a norma DNIT 006/2003.
O cálculo do IGGE, obtido a partir do LVC foi processado também a cada 200 m, com
objetivo de comparar os dados obtidos nos dois levantamentos. Este cálculo é apenas
para avaliação dos resultados, pois o segmento mínimo recomendável para cálculo do
IGGE é de 1 km. A tabela 5.2 apresenta os dados obtidos do IGGE a cada 200,00 m e o
índice do estado da superfície do pavimento apenas em função do IGGE seguindo a
norma DNIT 008/2003.
Foram feitas tentativas de correlacionar o IGGE e o IGG visto que o primeiro é usado
em nível de rede para decisões de priorização e quanto ao tipo de correção a ser feita. e
o segundo índice é usado no nível de projeto. Caso as duas avaliações sejam muito
distintas pode ocorrer que os orçamentos previstos não sejam adequados.
97
TABELA 5.1– Dados do IGG calculado pela norma DNIT 006/2003 a cada 10 estacas
DADOS LEVANTADOS PELO PROJETO FUNDÃO – METODOLOGIA DNIT 006/2003 AVALIAÇÃO OBJETIVA - CÁLCULO DO IGG UTILIZANDO A NORMA DNIT 006/2003
A CADA 200 m (10 ESTACAS) ESTACAS IGG A CADA 10 ESTACAS CONCEITO
0 - 10 290 PÉSSIMO 11 - 20 332 PÉSSIMO 21 - 30 259 PÉSSIMO 31 - 40 209 PÉSSIMO 41 - 50 145 MAU 51 - 60 127 MAU 61 - 70 178 PÉSSIMO 71 - 80 100 MAU 81 - 90 100 MAU
91 - 100 238 PÉSSIMO 101 - 110 202 PÉSSIMO 111 - 120 241 PÉSSIMO 121 - 130 237 PÉSSIMO 131 - 140 222 PÉSSIMO 141 - 150 160 PÉSSIMO 151 - 160 164 PÉSSIMO 161 - 170 232 PÉSSIMO 171 - 180 157 MAU 181 - 190 161 PÉSSIMO 191 - 200 163 PÉSSIMO 201 - 210 168 PÉSSIMO 211 - 220 207 PÉSSIMO 221 - 230 203 PÉSSIMO 231 - 240 116 MAU 241 - 250 132 MAU 251 - 260 150 MAU 261 - 270 105 MAU 271 - 280 146 MAU 281 - 290 169 PÉSSIMO 291 - 300 120 MAU 301 - 310 131 MAU 311 - 320 177 PÉSSIMO 321 - 330 158 MAU 331 - 340 141 MAU 341 - 350 183 PÉSSIMO 351 - 360 213 PÉSSIMO 361 - 370 262 PÉSSIMO 371 - 380 256 PÉSSIMO 381 - 390 241 PÉSSIMO 391 - 400 211 PÉSSIMO 401 - 410 272 PÉSSIMO 411 - 420 139 MAU 421 - 430 233 PÉSSIMO 431 - 440 235 PÉSSIMO 441 - 450 135 MAU 451 - 460 71 REGULAR
98
TABELA 5.2 – Dados do IGGE calculado pela norma DNIT 008/2003 cada 10 estacas
DADOS LEVANTADOS PELO LABORATÓRIO MÓVEL – NOVA METODOLOGIA LVC CÁLCULO DO IGGE UTILIZANDO A NORMA DNIT 008/2003
A CADA 200 m (10 ESTACAS) ESTACAS IGGE A CADA 10 ESTACAS CONCEITO
0 - 10 54 RUIM 11 - 20 141 PÉSSIMO 21 - 30 54 RUIM 31 - 40 31 REGULAR 41 - 50 6 BOM 51 - 60 5 BOM 61 - 70 39 REGULAR 71 - 80 24 REGULAR 81 - 90 10 BOM
91 - 100 222 PÉSSIMO 101 - 110 154 PÉSSIMO 111 - 120 131 PÉSSIMO 121 - 130 195 PÉSSIMO 131 - 140 102 PÉSSIMO 141 - 150 3 BOM 151 - 160 24 REGULAR 161 - 170 232 PÉSSIMO 171 - 180 2 BOM 181 - 190 15 BOM 191 - 200 8 BOM 201 - 210 3 BOM 211 - 220 86 RUIM 221 - 230 170 PÉSSIMO 231 - 240 32 REGULAR 241 - 250 16 BOM 251 - 260 32 REGULAR 261 - 270 2 BOM 271 - 280 138 PÉSSIMO 281 - 290 120 PÉSSIMO 291 - 300 14 BOM 301 - 310 18 BOM 311 - 320 49 RUIM 321 - 330 40 RUIM 331 - 340 72 RUIM 341 - 350 81 RUIM 351 - 360 79 RUIM 361 - 370 138 PÉSSIMO 371 - 380 256 PÉSSIMO 381 - 390 241 PÉSSIMO 391 - 400 90 RUIM 401 - 410 204 PÉSSIMO 411 - 420 6 BOM 421 - 430 179 PÉSSIMO 431 - 440 208 PÉSSIMO 441 - 450 68 RUIM 451 - 460 32 REGULAR
99
Comparando os valores obtidos utilizando os dois métodos fica patente que os
resultados e os conceitos são bastante diferentes.
Os valores do IGGE são bastante menores em relação ao do IGG, isto provavelmente,
porque a avaliação objetiva seguindo a norma DNIT 006/2003, considera oito tipos de
ocorrências e oito fatores de ponderação para o cálculo do IGG, além de considerar
também as medidas das flechas obtidas pela treliça nas trilhas de roda. Já a norma DNIT
008/2003 considera apenas três ocorrências e três fatores de ponderação para o cálculo
do IGGE.
Mas ao se comparar a “evolução” entre os dois resultados chega-se a conclusão que
ocorre uma razoável correlação entre eles. O gráfico n° 5.3, apresenta a evolução do
IGG e IGGE.
Neste gráfico que liga os resultados obtidos em cada uma das metodologias aplicadas,
tem-se a curva azul que corresponde aos valores do IGG, e a curva rosa que corresponde
aos valores do IGGE. Os valores discretos da curva do IGGE ficam ao longo de todo o
gráfico abaixo dos valores discretos da curva do IGG, com exceção dos valores entre as
estacas 380 e 390. Mas ao se comparar os pontos de pico entre as curvas do IGG e do
IGGE, observa-se que há certa evolução por igual nas duas curvas, de modo que os
gráficos têm a mesma tendência, seja, nas estacas de valor mais baixo e mais alto são as
mesmas.
100
FIGURA 5.3 – Evolução entre o IGG e o IGGE a cada 10 estacas
101
Ao realizar uma regressão linear entre os pontos do IGG e IGGE, obtém-se um valor de
R² igual a 0,47. A figura 5.4 mostra a regressão entre o IGG e o IGGE a cada 10 estacas.
IGG X IGGE R2 = 0,4701
0
50
100
150
200
250
300
0 50 100 150 200 250 300 350
IGG
IGG
E
FIGURA 5.4 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGGE a cada 10 estacas.
5.2 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGG (APLICADO AO LVC) A CADA 200 m (10 ESTACAS)
Para fins apenas de comparação de resultados foi realizado um novo processamento nos
dados do LVC. Foi utilizado o método de cálculo do IGG, conforme norma DNIT
006/2003 no LVC. Deve-se ressaltar que esta metodologia é utilizada apenas na
avaliação objetiva do pavimento, sendo assim a norma em princípio não se aplica ao
LVC. Mas assim mesmo este procedimento foi realizado no intuito de tentar aproximar
os valores obtidos do LVC dos valores obtidos da avaliação objetiva.
Como no LVC os dados de flecha não são levantados, estes valores obtidos na avaliação
objetiva foram adotados para possibilitar o cálculo do IGG aplicado ao LVC. A tabela
5.3 apresenta os dados obtidos do IGG aplicado ao LVC a cada 200,00 m conceito de
deterioração do grau de deterioração do pavimento segunda a norma DNIT 006/2003:
102
TABELA 5.3 – Dados do IGG aplicado ao LVC a cada 10 estacas
DADOS LEVANTADOS PELO LABORATÓRIO MÓVEL – NOVA METODOLOGIA LVC APLICANDO A METODOLOGIA DO DNIT 006/2003 - PARA O CÁLCULO DO IGG A
CADA 200 m (10 ESTACAS) ESTACAS IGG A CADA 10 ESTACAS CONCEITO
0 - 10 110 MAU 11 - 20 129 MAU 21 - 30 122 MAU 31 - 40 113 MAU 41 - 50 39 BOM 51 - 60 39 BOM 61 - 70 108 MAU 71 - 80 100 MAU 81 - 90 69 REGULAR
91 - 100 204 PÉSSIMO 101 - 110 161 PÉSSIMO 111 - 120 144 MAU 121 - 130 167 PÉSSIMO 131 - 140 138 MAU 141 - 150 48 REGULAR 151 - 160 108 MAU 161 - 170 232 PÉSSIMO 171 - 180 50 REGULAR 181 - 190 105 MAU 191 - 200 92 MAU 201 - 210 76 REGULAR 211 - 220 147 MAU 221 - 230 128 MAU 231 - 240 108 MAU 241 - 250 103 MAU 251 - 260 118 MAU 261 - 270 119 MAU 271 - 280 164 PÉSSIMO 281 - 290 165 PÉSSIMO 291 - 300 76 REGULAR 301 - 310 80 REGULAR 311 - 320 81 MAU 321 - 330 96 MAU 331 - 340 188 PÉSSIMO 341 - 350 155 MAU 351 - 360 122 MAU 361 - 370 165 PÉSSIMO 371 - 380 256 PÉSSIMO 381 - 390 241 PÉSSIMO 391 - 400 117 MAU 401 - 410 165 PÉSSIMO 411 - 420 90 MAU 421 - 430 132 MAU 431 - 440 163 PÉSSIMO 441 - 450 124 MAU 451 - 460 131 MAU
103
Os dados do IGG calculados a partir da avaliação objetiva dos pavimentos e que serão
confrontados com os indicados na tabela 5.3, estão listados na tabela 5.1, já detalhada
no item 5.1.
Ao se comparar os dados utilizando o mesmo método de cálculo do IGG nos dois tipos
de levantamento realizados, verifica-se que os valores do IGG calculados a partir dos
dados do LVC, continuam com valores menores que os calculados a partir da avaliação
objetiva. Deste modo chega-se a conclusão que os valores tanto do IGG quanto do
IGGE calculados a partir do LVC, sempre estão menores que o cálculo do IGG a partir
da avaliação objetiva. Chega-se assim à conclusão de que os métodos utilizados nos
dois levantamentos são bastante diferentes de modo que uma comparação entre os dois
geraria, com certeza, conceitos diferentes da condição de deterioração.
Os conceitos de deterioração ou estado do pavimento são estabelecidos em função dos
valores obtidos do IGG e do IGGE e estes são bem mais brandos no levantamento feito
a partir do LVC, em relação aos feitos a partir da avaliação objetiva.
Ao se comparar o gráfico 5.5 que liga os resultados obtidos do IGG aplicado a cada tipo
de levantamento, obtém-se a curva azul que corresponde aos valores do IGG calculados
a partir da avaliação objetiva, e a curva vermelha que corresponde aos valores do IGG a
partir dos dados do LVC. Os valores discretos da curva do IGG feito a partir do LVC
ficam a todo o momento abaixo dos valores discretos da curva do IGG da avaliação
objetiva, com exceção das estacas 270, 280 e 340. Ao se comparar os pontos de pico
entre as curvas do IGG nos dois levantamentos, conclui-se também que não ocorreu
uma mesma evolução nas duas curvas, conforme conseguido no item 5.1, na
comparação da evolução das curvas entre o IGG e o IGGE. Deste modo os gráficos
também não têm a mesma tendência
Desta maneira chega-se a conclusão final que o cálculo e processamento do IGG
aplicado ao LVC, não obteve êxito, pois apesar de ter aproximado os valores, que eram
distantes no IGGE, os pontos não seguem uma mesma tendência ou evolução. É, então,
melhor adotar os valores do IGGE para o LVC, do que tentar aproximar os valores
através da aplicação do cálculo do IGG ao LVC.
104
FIGURA 5.5 – Evolução entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC a cada 10 estacas
105
Na análise fazendo uma regressão linear dos cálculos obtidos do IGG nos dois
levantamentos obtém-se um R² igual a 0,25, significando pequena correlação e valor
bem inferior ao obtido entre o IGGE e o IGG.
O gráfico 5.6 mostra a regressão linear realizada entre os valores do IGG nas duas
metodologias a cada 10 estacas.
IGG (AVALIAÇÃO OBJETIVA) X IGG (LVC) R2 = 0,2576
0
50
100
150
200
250
300
0 50 100 150 200 250 300 350
IGG (AVALIÇÃO OBJETIVA)
IGG
(LVC
)
FIGURA 5.6 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC a cada
10 estacas
5.3 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGGE A CADA 1000 m (1km – 50 estacas)
Nas comparações feitas no item 5.1 e 5.2, os processamentos foram feitos a cada 200,00
m. Este segmento é o mínimo recomendável para o cálculo do IGG, mas não o
suficiente para o cálculo do IGGE. Por isto foi realizado um processamento de todos os
dados a cada 1,00 km, no intuito de respeitar o segmento mínimo recomendável para o
cálculo do IGGE.
A tabela 5.4 apresenta os dados obtidos e calculados do IGG a cada 1,00 km e o
conceito de deterioração do pavimento seguindo a norma DNIT 006/2003:
106
TABELA 5.4 – Dados do IGG calculado pela norma DNIT 006/2003 a cada 50 estacas
DADOS LEVANTADOS PROJETO FUNDÃO - DNIT 006/2003 AVALIAÇÃO OBJETIVA - CÁLCULO DO IGG A CADA 1000 m (50 ESTACAS)
ESTACAS IGG A CADA 50 ESTACAS CONCEITO 0 - 50 242 PÉSSIMO
51 - 100 149 MAU 101 - 150 212 PÉSSIMO 151 - 200 175 PÉSSIMO 201 - 250 165 PÉSSIMO 251 - 300 138 MAU 301 - 350 158 MAU 351 - 400 237 PÉSSIMO 401 - 450 203 PÉSSIMO
A tabela 5.5 apresenta os dados obtidos do IGGE a cada 1,00 km e o índice do estado da
superfície do pavimento apenas em função do IGGE seguindo a norma DNIT 008/2003.
TABELA 5.5 – Dados do IGGE calculado pela norma DNIT 008/2003 a cada 50
estacas
DADOS LEVANTADOS PELO LABORATÓRIO MÓVEL APLICANDO A METODOLOGIA DO DNIT 008/2003 - CÁLCULO DO IGGE A CADA 1000 m (50 ESTACAS)
ESTACAS IGGE A CADA 50 ESTACAS CONCEITO 0 - 50 58 RUIM
51 - 100 80 RUIM 101 - 150 111 PÉSSIMO 151 - 200 11 BOM 201 - 250 63 RUIM 251 - 300 66 RUIM 301 - 350 56 RUIM 351 - 400 73 RUIM 401 - 450 138 PÉSSIMO
Ao se analisar os dados do IGG e do IGGE a cada 1,00 km, chega-se à mesma
conclusão que a análise 5.1, em que o IGGE sempre tem valor inferior ao IGG.
Mas ao se comparar o gráfico 5.7 que liga os resultados obtidos do IGG e do IGGE a
cada 1 km, obtém-se a curva azul que corresponde aos valores do IGG calculados a
partir da avaliação objetiva, e a curva rosa que corresponde aos valores do IGGE a partir
107
dos dados do LVC. Os valores discretos da curva do IGGE ficam ao longo de todo o
gráfico abaixo dos valores discretos da curva do IGG. E ao se comparar os pontos de
pico entre as curvas do IGG e do IGGE, não se obtém mais a mesma tendência obtida
na comparação 5.1. Conclui-se então que a análise a cada 1 km, deixou os valores mais
distantes do que a cada 200 m além de uma menor correspondência entre os pontos
confrontados.
FIGURA 5.7 – Evolução entre o IGG e o IGGE a cada 50 estacas
Na análise fazendo uma regressão linear dos cálculos obtidos do IGG e IGGE obtém-se
um R² igual a 0,0608, confirmando o visto no gráfico 5.5 da não correlação dos valores
obtidos no IGG e IGGE.
O gráfico 5.8 mostra a regressão linear realizada entre os valores do IGG e IGGE a cada
50 estacas.
108
IGG X IGGE R2 = 0,0608
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 50 100 150 200 250 300
IGG
IGG
E
FIGURA 5.8 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC.
5.4 – COMPARAÇÃO DO IGG X IGG (APLICADO AO LVC) A CADA 1000 m (1km – 50 ESTACAS)
Assim como feito no item 5.2, foi feito também o cálculo do IGG a partir dos dados do
LVC. Mas os dados agora foram processados a cada 1,00 km. É ressaltado novamente
que o cálculo do IGG não se aplica ao LVC, este procedimento foi realizado no intuito
de tentar aproximar os valores obtidos do LVC com os valores obtidos da avaliação
objetiva.
Os dados do IGG calculados a partir da avaliação objetiva dos pavimentos e que serão
confrontados com os dados do IGG aplicado ao LVC, estão listados na tabela 5.4, já
detalhada no item 5.3.
A tabela 5.6 os dados obtidos do IGG aplicado ao LVC a cada 1 km e o conceito de
deterioração do pavimento segundo a norma DNIT 006/2003:
109
TABELA 5.6 – Dados do IGG aplicado ao LVC calculado pela norma DNIT 006/2003
a cada 50 estacas
DADOS LEVANTADOS PELO LABORATÓRIO MÓVEL APLICANDO A METODOLOGIA DO DNIT 006/2003 - CÁLCULO DO IGG A CADA 1000 m (50 ESTACAS)
ESTACAS IGG POR ESTACA CONCEITO 0 - 50 102 MAU
51 - 100 104 MAU 101 - 150 132 MAU 151 - 200 130 MAU 201 - 250 112 MAU 251 - 300 128 MAU 301 - 350 155 MAU 351 - 400 193 PÉSSIMO 401 - 450 143 MAU
Ao se comparar os dados do IGG aplicado a cada tipo de levantamento, concluí-se que
os valores do IGG calculado com os dados LVC se aproximaram bastante dos valores
do IGG calculado a partir da avaliação objetiva. Mas novamente o IGG calculado pelo
LVC, continua com valores menores que os calculados a partir da avaliação objetiva.
Deste modo chega-se à conclusão que os valores tanto do IGG quanto também do IGGE
calculados a partir do LVC, sempre estão menores que o cálculo do IGG a partir da
avaliação objetiva.
Ao se comparar o gráfico 5.9 que liga os resultados obtidos do IGG aplicado a cada tipo
de levantamento, obtém-se a curva azul que corresponde aos valores do IGG calculados
a partir da avaliação objetiva, e a curva vermelha que corresponde aos valores do IGG a
partir dos dados do LVC. A curva do IGG feito a partir do LVC fica a todo o momento
abaixo da curva do IGG da avaliação objetiva, conforme já detalhado. Ao se comparar
os pontos de pico entre as curvas do IGG e do IGGE, conclui-se que não ocorreu uma
evolução por igual entre as duas curvas, reafirmando que tanto na comparação a cada 1
km quanto a cada 200 m, as curvas não tiveram a mesma tendência.
110
FIGURA 5.9 – Evolução entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC a cada 50 estacas
Na análise fazendo uma regressão linear dos cálculos obtidos do IGG nos dois
levantamentos obtemos um R² igual a 0,09, confirmando o visto no gráfico 5.7 da não
correlação dos valores obtidos do IGG para cada metodologia.
O gráfico 5.10 mostra a regressão linear realizada entre os valores do IGG a cada 50
estacas.
IGG (AVALIAÇÃO OBJETIVA) X IGG (LVC) R2 = 0,0919
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
0 50 100 150 200 250 300
IGG (AVALIAÇÃO OBJETIVA)
IGG
(LVC
)
FIGURA 5.10 – Gráfico da regressão linear entre o IGG e o IGG aplicado ao LVC.
111
Desta maneira tanto no processamento a cada 1,00 km, quanto no processamento a cada
200 m, as comparações quase se mantiveram as mesmas, valendo então as mesmas
conclusões do item 5.2 para este item 5.4.
5.5 – CONSIDERAÇÕES FINAIS DOS PROCESSAMENTOS E LEVANTAMENTOS DE CAMPO DO EXEMPLO APLICATIVO.
Tendo como base as quatro comparações realizadas, chega-se a conclusão final que ao
se fazer a comparação do IGG calculado da avaliação objetiva com o IGG ou IGGE
calculado a partir do LVC, os valores são diferentes levando a conceitos para o estado
da superfície diferentes. Na metodologia utilizando o LVC, os valores foram mais
brandos e menores que a avaliação objetiva. A diferença de resultados pode ser dar por
diversos motivos sendo a seguir listados os principais motivos de acordo com a opinião
do autor:
- Diferença entre o julgamento dos técnicos dos dois levantamentos – Devido ao fato da
avaliação e o LVC serem feitos de maneira visual e objetiva geram diferenças de
resultados devido a diferença entre os julgamentos dos técnicos que avaliam os
pavimentos. Enquanto que para um técnico o tipo de trinca é de classe 01, para outro a
mesma trinca é avaliada na classe 02, gerando no final da soma das avaliações,
diferenças no cálculo do IGG ou IGGE. Para solução deste tipo de problema é
necessário um treinamento e calibração constante dos diversos técnicos que realizam
este tipo de levantamento.
- Diferenças na metodologia dos levantamentos – Devido à diferença nas metodologias
dos levantamentos torna-se quase impossível uma comparação concreta entre os
resultados do IGG e IGGE. Enquanto a avaliação objetiva avalia a presença ou não de
uma determinada ocorrência tendo como relatório de levantamento um sim ou não de
uma ocorrência ou defeito, o LVC avalia a real área da determinada ocorrência tendo
como relatório de levantamento o valor absoluto da área da mesma ocorrência ou
defeito.
- Diferenças no cálculo do IGG e IGGE – Conforme já bastante fixado nas comparações
feitas, o cálculo do IGG considera o valor de oito tipos de ocorrência e oito fatores de
112
ponderação dos mesmos enquanto o IGGE considera apenas três tipos de ocorrência e
três fatores de ponderação. Além desta diferença no cálculo se somam ainda critérios
diferentes para determinação do índice do estado de superfície ou conceito de
deterioração do pavimento de acordo com o determinado em cada norma.
- Diferenças na extensão de levantamento – Conforme já implícito nas proposições
acima cabe ressaltar que a extensão de levantamento muda para cada tipo de
metodologia aplicada. Enquanto o LVC é feito de maneira contínua ao longo de todo o
pavimento a avaliação objetiva é realizada em área amostral e em estacas pré-
determinadas. Deste modo enquanto a avaliação objetiva de levantamento considera
dados ou fatores estatísticos para determinação de um conceito ou nota, o LVC levanta
de maneira real a área do defeito considerado, tendo assim uma significativa diferença
na determinação do IGG ou IGGE.
Se o objetivo for tentar aproximar as duas avaliações seja no IGG, seja no IGGE, é
necessária uma nova normalização para o cálculo do estado de superfície considerando
esta nova metodologia de levantamento visual contínuo.
Uma alternativa poderia ser também a aplicação de geoestatística na definição dos
índices de avaliação. Um exemplo de uso desta ferramenta na avaliação de pavimentos
foi apresentada por Albuquerque et al (2006). Avaliaram os autores a aplicabilidade do
uso da metodologia chamada de “krigagem ordinária”, um procedimento de estimativa
de dados que tenham variações espaciais, a partir de amostragens representativas.
Foram testados resultados de IGG e outros índice para uma rodovia, com bom resultado
visto que os erros das estimativas foram bastante baixos.
113
CAPÍTULO 6
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
6.1 – CONCLUSÕES 1. O objetivo central desta dissertação é a apresentação de um novo método de
Levantamento Visual Contínuo com a utilização de um “laboratório móvel”, que se
aplica a uma malha rodoviária pavimentada, com rendimento satisfatório. Fez-se uso de
um computador e introduzem-se inovações tecnológicas de medição, registro e
elaboração de dados, além da adequação do veículo. Destaca-se a obtenção da imagem
contínua da superfície do pavimento com o vídeo–registro. O levantamento da faixa de
tráfego registra os defeitos existentes. O método atual do LVC sem estes recursos
tecnológicos, recorre à amostragem de áreas e o cômputo geral por técnica estatística.
2. Os equipamentos e softwares do laboratório móvel de aquisição de dados
funcionaram com sucesso tanto na coleta de informações no campo, quanto no
processamento dos dados em escritório. Deste modo, este novo método, além de
permitir o levantamento de toda uma malha rodoviária pavimentada, realiza uma
retroalimentação, pois os defeitos aparecem no vídeo registro e são comprovados via
computador através das planilhas geradas, ou principalmente pela execução do
programa HoleHunter que gera visualização do vídeo do trecho levantado e as
ocorrências são visualizadas simultaneamente na parte superior do mesmo vídeo.
3. O método desenvolvido permite registrar as imagens de várias referencias
geométricas: pontes, viadutos, passagens de nível, bueiros, entroncamentos, sinalização,
etc. São informações que complementam o banco de dados rodoviários. Presume-se sua
aplicabilidade a vias urbanas.
4. Ao final dos levantamentos dos pavimentos no campus da UFRJ, Ilha do Fundão,
feitos com o laboratório móvel de Levantamento Visual Contínuo, fica patente que as
correlações com os tradicionais IGG e IGGE não são válidos. Torna-se necessário uma
nova abordagem para avaliação do estado da superfície do pavimento pelo LVC com
vídeo-registro.
114
6.2 – RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
1. Nos trechos de rodovias ou malhas rodoviárias em que se aplicar o novo método de
LVC com vídeo-registro, procurar fazer comparações com os levantamentos
tradicionais, a fim de verificar se as conclusões desta dissertação se aplicam sempre.
2. Investigar procedimentos aplicáveis ao LVC com vídeo-registro que permita detectar
os graus de severidade dos defeitos. Em princípio a evolução dos registros ao longo do
tempo deve refletir a severidade dos mesmos.
3. Estender a aplicação do método a pavimentos de concreto e a pistas de aeroportos.
4. Elaborar procedimentos e especificações necessárias para a normalização do novo
método de LVC com vídeo-registro.
5. Elaborar estudos estendendo a o novo método de LVC com vídeo-registro para outras
áreas de levantamento afins, como drenagem, meio ambiente, ambiente geológico e
geomorfológico, aplicado a rodovias.
6. Estudar a aplicação do método a vias urbanas, com filmagens á luz de holofotes do
veículo de noite e de madrugada, contornando assim a interferência do tráfego intenso
durante o dia.
7. Estudar a possibilidade de incorporar ao laboratório móvel novos equipamentos de
coleta de dados rodoviários, como o Georadar e o medidores de irregularidade a laser.
8. Testar a sensibilidade do programa para diversos julgamentos entre técnicos de
levantamento.
115
REFERÊNCIAS BIBLIOGÁFICAS
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Estado do Paraná”. Tese de D.Sc., EESC, São Paulo.
120
ANEXO A
Sistema HoleHunter
Tutorial Módulo HoleHunter
CONSULTE CONSULTORES DE ENGENHARIA LTDA Avenida Rio Branco, 2679 sala 308 Centro Juiz de Fora – MG – Brasil – CEP: 36010-012 Tel: 55-32-3216-7671 ENGGEOTECH ENGENHARIA LTDA Avenida Rio Branco, 2679 sala 308 Centro Juiz de Fora – MG – Brasil – CEP: 36010-012 Tel: 55-32-3233-1612
121
ÍNDICE
1 - APRESENTAÇÃO
2- INFORMAÇÕES PARA CONTATO 3 - INFORMAÇÕES TÉCNICAS
4- ABRINDO UM LEVANTAMENTO DO HOLEHUNTER A PARTIR DO CD/DVD (SEM NECESSIDADE DE INSTALAÇÃO DO PROGRAMA NO COMPUTADOR)
5- INSTALANDO O HOLEHUNTER NO COMPUTADOR
6 - CRIANDO UM ATALHO PARA HOLEHUNTER.EXE
7 - ABRINDO UM LEVANTAMENTO DO HOLEHUNTER NO COMPUTADOR
8 – GERANDO RELATÓRIOS DOS LEVANTAMENTOS A PARTIR DO HOLEHUNTER
9 - GERANDO ARQUIVOS PLANIMÉTRICOS E ALTIMÉTRICOS
10 - SELECIONANDO UM TRECHO ESPECÍFICO PARA VISUALIZAÇÃO NO HOLEHUNTER
122
1 - APRESENTAÇÃO
Bem vindo! Seja bem vindo ao Sistema HoleHunter! Este tutorial mostra os principais tópicos para que você se familiarize com os recursos oferecidos pelo sistema e permite que você inicie os seus primeiros trabalhos.
Visão Geral do Sistema.
O HoleHunter é um sistema para aquisição de informações sobre pavimentos de vias.
Seu principal objetivo é possibilitar uma análise do estado da condição funcional das vias, através da coleção de informações adquiridas por técnico treinado e através da informática.
As informações obtidas por GPS, odômetro digital, dispositivo óptico, câmera e digitação, são sintetizados em arquivos gravados em CD's ou DVD's, tornando fácil e rápido o acesso a essas informações.
O programa HoleHunter foi desenvolvido para poder exibir, em um só lugar, dados e imagens sobre um levantamento de superfície de pavimentos.
Como o principal uso do HoleHunter é para levantamentos de rodovias, todos os exemplos usados aqui serão baseados nestes tipos de levantamentos.
O HoleHunter é o software de apresentação das informações e depende de outro software, chamado DataIN, que coleta essas informações.
Uso deste tutorial.
O HoleHunter e seus programas auxiliares são de uso exclusivo da Consulte Engenharia e Enggeotech Engenharia e este tutorial destina-se exclusivamente a dar suporte aos seus usuários.
Se você deseja contratar serviços de levantamentos viários ou deseja mais informações sobre os serviços oferecidos pelas empresas, entre em contato, através dos endereços:
123
2- INFORMAÇÕES PARA CONTATO Proprietários dos Direitos de Uso do Software: Consulte Consultores de Engenharia Ltda. Telefones/Fax: 0 XX (32) 3216-7671 Endereço: Av. Barão do Rio Branco, 2679 sala 1203/1204 Endereço de correio eletrônico: [email protected] Site: www.consulteengenharia.com.br
Enggeotech Consultores de Engenharia Ltda. Telefones/Fax: 0 XX (32) 3233-1612 Endereço:Av. Barão do Rio Branco, 2679 sala 308 Endereço de correio eletrônico: [email protected]
124
3 - INFORMAÇÕES TÉCNICAS Requisitos do sistema:
Para exibir os dados de um levantamento, usando o programa HoleHunter, você irá precisar do seguinte equipamento:
- Microcomputador PCAT compatível, 533mhz ou maior;
- Memória de 128mb;
- Placa de Vídeo Aceleradora ("AGP") 8x ou maior;
- Leitor de CD-Rom 52x ou maior;
- Windows Media Player 6 ou maior;
- Windows 98 ou maior;
125
4- ABRINDO UM LEVANTAMENTO DO HOLEHUNTER A PARTIR DO CD/DVD (SEM NECESSIDADE DE INSTALAÇÃO DO PROGRAMA NO COMPUTADOR):
Insira o CD/DVD na unidade de CD-ROM/DVD-ROM;
Abra com um duplo clique o ícone Meu Computador.
Quando a janela aparecer, escolha o ícone do CD e dê um duplo clique.
Em seguida dê um duplo clique no ícone HoleHunter.
Aparecerá a seguinte tela:
Clique bem no centro da tela do Holehunter (dentro do desenho), depois clique no canto superior esquerdo da tela em levantamento e abrir; aparecerá a seguinte tela:
126
Selecione a pasta que contém o levantamento (a pasta vai ter o nome criado para o respectivo levantamento), clique em abrir e selecione o arquivo vias e clique em abrir novamente para abrir o levantamento;
Em seguida, clique em iniciar no centro da tela do Holehunter para carregar e executar o levantamento.
OBS.: caso ao executar o programa o vídeo não aparecer, é sinal de que seu computador não possui uma versão do Windows Media Player, sendo necessário a instalação no seu computador:
Clique no CD o arquivo executável:
MPSetup, para instalação do Windons Media Player
Em seguida repita o procedimento acima para execução do programa HoleHunter.
127
5- INSTALANDO O HOLEHUNTER NO COMPUTADOR
Na raiz do seu computador (C: ou D:), crie uma pasta chamada SIA. Copie o os arquivos: PIX, pasta com o respectivo levantamento, HoleHunter, IDCCONF, Vias , Vias_IGV, que estão dentro do CD/DVD para dentro desta pasta (SIA). Aparecerá a seguinte tela:
128
6 - CRIANDO UM ATALHO PARA HOLEHUNTER.EXE
Dentro da pasta VIAS, clique com o botão direito do mouse sobre o arquivo HoleHunter.exe, em seguida clique em Enviar para, e depois em Área de trabalho (criar atalho). Aparecerá a seguinte tela:
129
7 - ABRINDO UM LEVANTAMENTO DO HOLEHUNTER NO COMPUTADOR
Como abrir um levantamento existente:
Abra com um duplo clique o ícone Meu Computador.
Em seguida procure a pasta SIA, criada no ITEM 5
Em seguida dê um duplo clique no ícone HoleHunter.
Caso você optar em abrir o programa via o atalho criado no ITEM 6, dê apenas um duplo clique no ícone do HoleHunter na área de trabalho do Windows.
Aparecerá a seguinte tela:
Clique bem no centro da tela do Holehunter (dentro do desenho), depois clique no canto superior esquerdo da tela em levantamento e abrir; aparecerá a seguinte tela:
130
Selecione a pasta que contém o levantamento (a pasta vai ter o nome criado para o respectivo levantamento), clique em abrir e selecione o arquivo vias e clique em abrir novamente para abrir o levantamento;
Em seguida, clique em iniciar no centro da tela do Holehunter para carregar e executar o levantamento.
131
8 – GERANDO RELATÓRIOS DOS LEVANTAMENTOS A PARTIR DO HOLEHUNTER
Gerando relatórios:
O Holehunter é capaz de gerar relatórios detalhados e resumidos em formato de planilha. Os relatórios detalhados apresentam todo o levantamento de forma a mostrar o que ocorreu em cada metro levantado. Os relatórios resumidos descrevem todas as ocorrências do trecho levantado, porém apresenta de forma sintética o trecho levantado.
Relatório detalhado:
Clique em levantamento, em seguida impressão e clique em detalhada. Selecione as ocorrências que interessam e em seguida clique em gerar planilha e salve-a em uma pasta.
Relatório resumido:
Clique em levantamento, em seguida impressão e clique em resumida. Selecione as ocorrências que interessam e em seguida clique em abrir consulta e a seguinte tela aparecerá:
132
Clique em salvar e salve-o em uma pasta criada por você.
133
9 - GERANDO ARQUIVOS PLANIMÉTRICOS E ALTIMÉTRICOS
Gerando arquivo DXF planimétrico:
Clique em levantamento, em seguida impressão e clique em exporta DXF. Aparecerá a seguinte tela:
Selecione a opção Planimétrico e em seguida clique em OK.
Aparecerá a seguinte tela:
134
Selecione a pasta onde será salvo o arquivo Planimétrico e clique em salvar.
Os arquivos Planimétrico e Altimétrico são visualizados em AUTOCAD, TOPOGRAPH e MICROSTATION.
Gerando arquivo DXF altimétrico:
Siga os mesmos passos descritos para gerar arquivo DXF planimétrico, mas ao invés de selecionar a opção planimétrico deve-se selecionar a opção altimétrico.
135
10 - SELECIONANDO UM TRECHO ESPECÍFICO PARA VISUALIZAÇÃO NO HOLEHUNTER
Depois de iniciado o Holehunter observe o levantamento e verifique a quilometragem inicial e final. Caso o levantamento esteja no sentido crescente, siga os seguintes passos:
No campo selecionar trecho, em início, coloque a quilometragem inicial de sua escolha e em fim a quilometragem final de acordo com o intervalo do trecho levantado. Por exemplo: o Km inicial do levantamento é 207800m e o Km final é 210000m e você quer selecionar 1500m deste trecho. Faça o seguinte: no campo início coloque por exemplo 208000m e no campo fim coloque 209500m, clique em Sel. p/Km e em seguida clique em aplicar e logo após clique em iniciar.
Caso o levantamento esteja no sentido decrescente, siga os seguintes passos:
No campo selecionar trecho, em início, coloque a quilometragem inicial de sua escolha e em fim a quilometragem final de acordo com o intervalo do trecho levantado. Por exemplo: o Km inicial do levantamento é 210000m e o Km final 207800m e você quer selecionar 1500m deste trecho. Faça o seguinte: no campo início coloque por exemplo 209500m e no campo fim coloque 208000m, clique em Sel. p/Km e em seguida clique em aplicar e logo após clique em iniciar.
OBS.: os relatórios e os arquivos DXF gerados no trecho selecionado só apresentam os respectivos levantamentos.
136
ANEXO B
Sistema DataIN
Tutorial Módulo DataIN
CONSULTE CONSULTORES DE ENGENHARIA LTDA Avenida Rio Branco, 2679 sala 308 Centro Juiz de Fora – MG – Brasil – CEP: 36010-012 Tel: 55-32-3216-7671 ENGGEOTECH ENGENHARIA LTDA Avenida Rio Branco, 2679 sala 308 Centro Juiz de Fora – MG – Brasil – CEP: 36010-012 Tel: 55-32-3233-1612
137
ÍNDICE
1 - APRESENTAÇÃO
2- INFORMAÇÕES PARA CONTATO 3 - INFORMAÇÕES TÉCNICAS
4- INSTALANDO O PROGRAMA DATAIN
5 – MONTAGENS DO MICROCOMPUTADOR E DEMAIS COMPONENTES
6 – INICIAÇÕES DO PROGRAMA DATAIN
7 - UTILIZANDO O PROGRAMA DATAIN
138
1 - APRESENTAÇÃO
Bem vindo! Seja bem vindo ao Sistema DataIN! Este tutorial mostra os principais tópicos para que você se familiarize com os recursos oferecidos pelo sistema e permite que você inicie os seus primeiros trabalhos.
Visão Geral do Sistema.
O programa DataIN é utilizado para a aquisição dos dados para o levantamento das condições de uma via.
Para saber quais os equipamentos necessários para utilizá-lo, entre em contato com os endereços abaixo.
Uso deste tutorial.
O DataIN e seus programas auxiliares são de uso exclusivo da Consulte Engenharia e Enggeotech Engenharia e este tutorial destina-se exclusivamente ao treinamento dos técnicos de levantamento.
Se você deseja contratar serviços de levantamentos viários ou deseja mais informações sobre os serviços oferecidos pelas empresas, entre em contato, através dos endereços:
139
2- INFORMAÇÕES PARA CONTATO: Proprietários dos Direitos de Uso do Software: Consulte Consultores de Engenharia Ltda. Telefones/Fax: 0 XX (32) 3216-7671 Endereço: Av. Barão do Rio Branco, 2679 sala 1203/1204 Endereço de correio eletrônico: [email protected] Site: www.consulteengenharia.com.br
Enggeotech Consultores de Engenharia Ltda. Telefones/Fax: 0 XX (32) 3233-1612 Endereço: Av. Barão do Rio Branco, 2679 sala 308 Endereço de correio eletrônico: [email protected]
140
3 - INFORMAÇÕES TÉCNICAS Requisitos do sistema:
Para fazer a coleta de informações, usando o programa DataIN, você precisa ter, no mínimo:
- Microcomputador PCAT compatível, 3.0 Ghz ou maior;
- HD de 7200RPM ou maior;
- Duas portas seriais RS232C com DB9F;
- Duas portas USB;
- Windows XP PRO SP2;
- Câmera Digital;
- Dispositivo Apontador Óptico (mouse);
- GPS eTrex Summit;
- Odômetro NiteStar;
- Automóvel.
141
4- INSTALANDO O PROGRAMA DATAIN
1) Crie uma pasta na raiz do computador com o nome SIA, depois de criada a pasta, copie o conteúdo do CD/DVD dentro desta pasta. Aparecerá a seguinte tela:
2) Dentro da pasta DataIN, copie o arquivo datain.ini para dentro da pasta Windows de seu computador;
3) Dentro da pasta DataIN, crie um atalho do arquivo DataIN.exe na área de trabalho;
4) Com os equipamentos ligados (GPS, NiteStar e sensor óptico), verifique o funcionamento das portas e veja se cada equipamento está conectado em sua respectiva porta.
142
5 – MONTAGENS DO MICROCOMPUTADOR E DEMAIS COMPONENTES
Preparação dos componentes antes de iniciar um levantamento.
Esta rotina deverá sempre ser observada antes do início do levantamento.
Assim podem-se evitar falhas como o desajuste na leitura dos indicadores e até a falta de dados obtidos pelos aparelhos.
Montando o microcomputador.
Monte o microcomputador no veículo, inicialmente, sem os componentes de aquisição de dados (câmera, GPS, odômetro) e ligue-o para verificar seu funcionamento.
Em seguida, com o microcomputador desligado, conecte os componentes de aquisição:
GPS: verifique se está configurado para velocidade de 9600bps de comunicação com PC, conectado à porta COM2 do microcomputador;
No GPS verifique se está em interface text out e sistema GARMIN;
Odômetro NiteStar: ligado por um conector ao sistema do veículo e pelo cabo serial à porta COM1 do microcomputador (obs.: quando ligar o NiteStar, não esqueça de apertar a tecla RUN HOLD antes de iniciar o levantamento;
Funcionamento da câmara
Depois de conectados os cabos, ligue a filmadora colocando-a na posição CÂMARA. Abra o visor de LCD e aperte o botão menu, como mostra a figura abaixo:
143
Logo após, aparecerá a seguinte tela:
Na traseira da filmadora existe um botão giratório, como mostra a figura abaixo:
144
Gire este botão até a posição setup menu, como mostra a figura abaixo:
Verifique se no setup menu, a opção USB STREAM está na posição ON. Para selecionar a opção, você deve pressionar este botão giratório.
145
6 – INICIAÇÕES DO PROGRAMA DATAIN
Fazendo um "check-in".
Ligue o microcomputador e verifique se todos os componentes estão funcionando corretamente. Observe bem a leitura do GPS, principalmente à qualidade do sinal recebido dos satélites.
Movendo o veículo um pouco, você poderá ver se há mudança nos indicadores do GPS e do odômetro.
Abra o programa MovieMaker e ajuste a qualidade do vídeo; experimente fazer uma pequena gravação (criando um arquivo na pasta "c:\temp", por exemplo, para testar a câmera).
Abrindo o programa MovieMaker.
Abra o programa MovieMaker, clicando em seu ícone: Será mostrada esta janela:
Selecione a opção Gravar.
Escolha a qualidade do Vídeo: Outras, ISDN 512k, quanto melhor a qualidade maior a memória necessária para arquivar o vídeo.
146
Posicione corretamente a câmera.
Abrindo o programa DataIn.
Abra o programa DataIN. Clique neste ícone:
Será mostrada esta janela:
Definindo os dados sobre o levantamento a ser efetuado.
No programa DataIN, você deverá definir algumas informações sobre o levantamento. Definindo as ocorrências Clicando no botão Ocorrências, você poderá definir os tipos de ocorrências a serem observadas no levantamento. E' mostrada a seguir um exemplo desta janela:
147
A configuração das ocorrências é definida no formato T AAA F P III DDDDDDDD... sendo: T = Tecla Atalho (por exemplo, 5) AAA = Abreviação, a ser usada na apresentação do levantamento, planilhas, etc... F = Formato, podendo ser '1' para "contínua" (ex.:remendo) ou '0' para "local"(ex.:panela); P = Show, sendo '1' para ocorrência mostrada no levantamento e '0' para oculta; III = Multipilicador, que define o "peso" que uma ocorrência terá, em função da área ou extensão da ocorrência observada; DDDD... = Descrição ou título da ocorrência. Para confirmar os dados de configuração das ocorrências, basta clicar no botão Salvar. Para fechar a janela, sem salvar, clique no botão Sair. Detalhando o trecho a ser levantado Clique no botão Trecho e será mostrada uma janela que permite a inclusão de vários dados sobre o trecho tais como os mostrados a seguir:
148
Ajuste os dados sobre o levantamento conforme necessário. Confirme (pressionando o botão "Confirmar") para salvar os dados ou no botão "Sair" para não gravar nada. Observe que no campo Trecho será dado o nome da pasta do levantamento, ou seja, todos os dados do levantamento serão guardados numa pasta com este nome. Levantamento Crescente/Decrescente Ajuste o tipo de levantamento marcando a opção Crescente ou Decrescente. Neste caso, é muito importante observar se o quilômetro inicial e o quilômetro final estão definidos. Para um levantamento crescente, o quilômetro final precisa ser maior do que o inicial e vice-versa. Selecionando o trecho a partir de um arquivo de trechos Você pode selecionar o trecho a ser levantado a partir de um arquivo de trechos. Este arquivo deve ter a extensão ".pnv" e sua criação e edição pode ser feita com qualquer editor de texto. Um arquivo tipo ".pnv" pode ser composto por várias linhas, sendo cada linha referente a um trecho. Veja o exemplo seguinte:
149
Para criar e/ou editar um arquivo de trechos, use um editor com fonte fixa (ou "somente texto" ou "texto MS-DOS sem formatação"). Deve-se obedecer as posições das colunas do arquivo, que são as seguintes: Colunas: 01 a 10: Identificação do trecho ("PNV"); Colunas: 13 e 14: Número de Identificação; Colunas: 18 a 53: Nome da Localidade Inicial; Colunas: 55 a 90: Nome da Localidade Final; Colunas: 92 a 100: Quilometro Inicial; Colunas: 102 a 110: Quilometro Final; Colunas: 112 a 120: Quilometragem a ser percorrida (Quilometro Final - Quilometro Inicial); Para escolher um trecho, basta selecionar o arquivo e marcar qual o levantamento dentro desse arquivo de interesse. Ao fazer isto, o programa DataIN irá buscar os dados do levantamento.
150
7 - UTILIZANDO O PROGRAMA DATAIN
Iniciando a leitura dos indicadores.
Agora você poderá ativar a leitura dos componentes, indicadores dos dados coletados para o levantamento. Clique no botão Iniciar Leitura e as informações lidas do GPS, odômetro NiteStar e dispositivo indicador, começarão a ser mostradas nos respectivos displays no DataIN. Iniciando a gravação do vídeo. Imediatamente após ativar a leitura dos indicadores, você deve iniciar a gravação do vídeo. Alterne o foco do Windows para o programa MovieMaker (use as teclas ALT+ Tab) e inicie a gravação (opção Gravar). Observe o andamento da gravação, indicado pela contagem do tempo.
Sincronizando a gravação da imagem com a leitura dos indicadores.
Como a gravação do vídeo não foi iniciada simultaneamente com a leitura dos indicadores, você deve sincronizar os dois programas. Para fazer isso, basta pressionar a tecla Page Down ou a tecla Page Up e fazer com que o contador de tempo do programa DataIN fique sincronizado com o contador de tempo do MovieMaker. Uma vez sincronizados, dar início ao levantamento.
Posicionando-se no início do trecho.
Vá, em direção ao início do trecho a ser levantado. Ao chegar, prepare o veículo, sinalizando-o corretamente com as placas, adesivos ou lanternas adequadas e/ou necessárias conforme o tipo de levantamento.
Iniciando o percurso
Movimente o veículo e dê mais uma checada nos indicadores do DataIN. Confira as leituras, observe bem o comportamento do GPS e inicie o levantamento se tudo estiver OK. Logo no início, veja também se o posicionamento da câmera está bom e focando o que precisa realmente que seja gravado, pois podem ocorrer mudanças de posição em função da trepidação do veículo. A seguir faça o levantamento visual contínuo teclando nas teclas atalhos (definidas anteriormente para cada tipo de defeitos) à medida que for visualizado o defeito na faixa do pavimento ao longo do percurso levantado. Finalize todos os aplicativos e desligue o microcomputador e os demais componentes ao fim do levantamento.
151
Gerando e salvando o Levantamento
Abra o programa DataIN. Clique neste ícone
Aparecerá a seguinte tela:
Clique no botão indicado na figura. Em seguida aparecerá a seguinte tela:
Clique duas vezes na pasta vias para abri-la; Aparecerá a seguinte tela:
152
Nesta tela mostra todos os levantamentos executados. Selecione o levantamento de interesse e abra-o. Aparecerá a seguinte tela:
Selecione o arquivo LEV.DBF e abra-o. Aparecerá a seguinte tela:
153
Clique em OK. Aparecerá a seguinte tela:
Observe que no canto esquerdo da tela do DataIN apareceu: “Opções de Ajustes no Levantamento”. A partir daí siga os seguintes passos: 1) Clique no botão excluir no campo Registros Inválidos; aparecerá a seguinte tela:
Clique em OK. Aparecerá a seguinte tela:
Clique em OK. Clique novamente em excluir, para zerar todos os registros inválidos. Até que apareça a seguinte tela:
154
Clique em OK. OBS.: Repita a operação de exclusão até que apareça esta tela acima contendo a seguinte informação: “Fim da Operação. Não foram encontrados registros inválidos”. 2) Clique no botão Zerar no campo Zerar Registros Incompletos; aparecerá a seguinte tela:
Clique em OK. Aparecerá a seguinte tela:
Clique em OK. 3) Clique em corrigir no campo Altitude; aparecerá a seguinte tela:
155
Clique em OK. Aparecerá a seguinte tela:
Clique em OK. 4) Clique em Indexa Lev.NTX no campo Indexação; aparecerá a seguinte tela:
Clique em OK. Aparecerá a seguinte tela:
Clique em OK. Pronto seu levantamento já poderá ser executado no Holehunter.
156
ANEXO C
Sistema IGVH
Tutorial Módulo IGVH
CONSULTE CONSULTORES DE ENGENHARIA LTDA Avenida Rio Branco, 2679 sala 1203/1204 Centro Juiz de Fora – MG – Brasil – CEP: 36010-012 Tel: 55-32-3216-7671
157
ÍNDICE
1 - APRESENTAÇÃO
2- INFORMAÇÕES PARA CONTATO 3 - INFORMAÇÕES TÉCNICAS
4 – HOLEHUNTER - GERANDO ARQUIVOS PLANIMÉTRICOS E ALTIMÉTRICOS
5 – UTILIZANDO O PROGRAMA DXF2XYZ 1.3
6 - INSTALANDO O FORTRAN 7 – GERANDO ARQUIVOS DE ENTRADA DO PROGRAMA IGVH 8 - RODANDO O PROGRAMA IGVH
158
1 - APRESENTAÇÃO
Bem vindo! Seja bem vindo ao Sistema IGVH! Este tutorial mostra os principais tópicos para que você se familiarize com os recursos oferecidos pelo sistema e permite que você inicie os seus primeiros trabalhos.
Visão Geral do Sistema.
O IGVH é um sistema para aquisição de informações da geometria das rodovias. Ele é utilizado para obter o IGH – Índice de Geometria Horizontal e o IGV – Índice de Geometria Vertical.
Buscando uma otimização na determinação destes dois índices, o IGVH, como o próprio nome sugere, é um programa que foi desenvolvido com o objetivo de informatizar o cálculo do IGH e do IGV de um determinado trecho de rodovia, utilizando os dados de saída do HoleHunter e informações de um GPS. O programa está estruturado em FORTRAN, uma linguagem de programação bastante difundida em diversas áreas de conhecimento.
Uso deste tutorial.
O HoleHunter e seus programas auxiliares são de uso exclusivo da Consulte Engenharia e Enggeotech Engenharia e este tutorial destina-se exclusivamente a dar suporte aos seus usuários.
Se você deseja contratar serviços de levantamentos viários ou deseja mais informações sobre os serviços oferecidos pelas empresas, entre em contato, através dos endereços:
159
2- INFORMAÇÕES PARA CONTATO Proprietários dos Direitos de Uso do Software: Consulte Consultores de Engenharia Ltda. Telefones/Fax: 0 XX (32) 3216-7671 Endereço: Av. Barão do Rio Branco, 2679 sala 1203/1204 Endereço de correio eletrônico: [email protected] Site: www.consulteengenharia.com.br
160
3 - INFORMAÇÕES TÉCNICAS Requisitos do sistema:
Para exibir os dados de um levantamento, usando o programa IGVH, você irá precisar do seguinte equipamento:
- Microcomputador PCAT compatível, 533mhz ou maior;
- Memória de 128mb;
- Placa de Vídeo Aceleradora ("AGP") 8x ou maior;
- Leitor de CD-Rom 52x ou maior;
- Windows Media Player 6 ou maior;
- Windows 98 ou maior;
- Fortran
- DXF2XYZ 1.3 (Programa baixado da Internet, para obtenção de coordenadas, (x,y,z)
de arquivos DXF.
161
4 – HOLEHUNTER - GERANDO ARQUIVOS PLANIMÉTRICOS E ALTIMÉTRICOS
Gerando arquivo DXF planimétrico:
Clique em levantamento, em seguida impressão e clique em exporta DXF. Aparecerá a seguinte tela:
Selecione a opção Planimétrico e em seguida clique em OK.
Aparecerá a seguinte tela:
162
Selecione a pasta onde será salvo o arquivo Planimétrico e clique em salvar.
Os arquivos Planimétrico e Altimétrico são visualizados em AUTOCAD, TOPOGRAPH e MICROSTATION.
Gerando arquivo DXF altimétrico:
Siga os mesmos passos descritos para gerar arquivo DXF planimétrico, mas ao invés de selecionar a opção planimétrico deve-se selecionar a opção altimétrico.
OBS.: Para outras informações verificar Tutorial módulo Holehunter
163
5 – UTILIZANDO O PROGRAMA DXF2XYZ 1.3
Com os arquivos DXF gerados pelo Holehunter, será dada a entrada no programa DXF2XYZ 1.3 (Programa baixado da Internet, para obtenção de coordenadas, (x,y,z).
Instale o programa DXFXYZ 1.3 - seguindo as instruções no mesmo
Abra com um duplo clique o ícone DXFXYZ
Aparecerá a seguinte tela:
Clique em examinar, na parte superior da tela inicial, localize então o arquivo planimétrico ou altimétrico gerado pelo Holehunter, clique no mesmo ; aparecerá a seguinte tela:
164
No canto superior direito, o botão Save Noname.dxf (quando inativo), deverá ser ativado ao clicar no DXF planimétrico ou altimétrico e aparecer o nome do PNV em questão. Clique no botão com o nome do PNV, este criará o arquivo com extensão .XYZ, referente ao planimétrico ou ao altimétrico, tendo que ser repetida a operação para ambos. Caso o botão ainda esteja inativo, quando clicar no arquivo DXF, significa que o caminho entre o programa DXFXYZ 1.3 e o arquivo em análise, planimétrico ou altimétrico, é muito extenso, portanto mudar o diretório do arquivo a ser analisado. Colocando-o mais próximo de onde foi instalado o programa DXFXYZ 1.3. Ao clicar no botão o programa além de gerar o arquivo com extensão .XYZ dará o nº total de linhas, isto é o nº total de pontos com suas coordenadas, que será importante para a entrada no Fortran. No exemplo abaixo está evidenciando o nº total de linhas para o arquivo planimétrico, isto é, número de pontos funcionais planimétricos.
165
Com o arquivo com extensão .XYZ, planimétrico e altimétrico gerado, monta-se o arquivo de entrada do Fortran.
Nº total de linhas
166
6 - INSTALANDO O FORTRAN Para rodar o programa IGHV, é necessária a instalação do software Visual Fortran 6.6 (ou outra versão compatível). 7 – GERANDO ARQUIVOS DE ENTRADA DO PROGRAMA IGVH Montando uma pasta para cada trecho rodoviário: Crie uma pasta para cada PNV. A pasta deve conter o arquivo fonte do programa IGHV em FORTRAN (CALCIGHV.for) e o arquivo de texto com os dados de entrada (ENTRADA.txt). Montando um arquivo de entrada para o IGVH: O arquivo de entrada é um arquivo de texto (ENTRADA.txt) que deve conter os dados do trecho rodoviário em estudo e obedecer a estruturação abaixo: Código de identificação do PNV Comprimento (em metros) do PNV Constante planimétrica, Constante altimétrica Valor de calibração planimétrica, Valor de calibração altimétrica Número de pontos funcionais planimétricos, Número de pontos funcionais altimétricos Xp, Yp (Coordenadas dos pontos funcionais planimétricos) Xa, Ya (Coordenadas dos pontos funcionais altimétricos) Exemplo de arquivo de entrada:
167
8 - RODANDO O PROGRAMA IGVH Execute o arquivo fonte do programa (CALCIGHV.for);
Clique no botão Compile (ou tecle Ctrl+F7);
Clique no botão Build (ou tecle F7);
168
Clique no botão Execute Program (ou tecle Ctrl+F5);
Exemplo de tela de saída:
169
Além da tela acima, o IGHV também gera um arquivo de texto (SAIDA.txt) na pasta do PNV com os dados de saída. OBS: Os valores de calibração planimétrico e altimétrico variam de trecho para trecho e, caso sejam mal estimados, podem gerar erros durante a execução do programa. Exemplo de arquivo de saída:
170
CURRÍCULO VITAE Eng. Carlos Alberto Ramim Reis Naturalidade: Juiz de Fora – MG / Estado civil: solteiro Nacionalidade: Brasileiro Nascido em 21/02/1980 Endereço: Rua Guaçuí, 395/302 Bl. A, São Mateus Fone: (32)32324924 Contato: (32)91192431 E-mail: [email protected]/ [email protected] Cidade: Juiz de Fora – MG Escolaridade: UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA Faculdade de Engenharia Curso: Engenharia Civil Período: 1999 – 2004 (concluído) UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COPPE - Instituto Luiz Coimbra de Pós Graduação em Engenharia Programa de Engenharia Civil Curso: Mestrado em Geotecnia e Pavimentação Período :2004 a 2007 Atuação Estudantil: 2000 – Monitor de Física – 1 ano 2001 – Estagiário da Fundação Centro Tecnológico de Juiz de Fora – 3 anos 2002 – Monitor de Mecânica dos Solos – Prática – 1 ano 2003 – Monitor de Construção de Estradas – 6 meses 2003 – Estagiário da Consulte Consultores de Engenharia Ltda – 6 meses 2004 – Ingresso no programa de pós - graduação da UFRJ - COPPE
171
Atuação Profissional Desde 2004 faço parte integrante da firma de Consultoria Consengeo Consultores de Engenharia e Geotecnia Ltda na qual desempenho o papel de responsável técnico e sócio diretor. Em parceria com as firmas Consulte Consultores de Engenharia Ltda e Enggeotech Engenharia Ltda. 2004 Análise e Elaboração de relatório do serviços de Levantamento Visual Contínuo
efetuado pela Consulte Consultores de Engenharia para o Departamento Estadual de Estradas de Rodagem de Minas Gerais.
Elaboração da Calibração do Sistema Medidor de Irregularidade tipo resposta do Laboratório Móvel da Consulte Consultores de Engenharia.
Medidas de deflexão pela Viga Benkelman em pavimentos do Estado de Minas Gerais para estudos comparativos da Viga Benkelman e o FWD
Análise e Elaboração de relatório dos serviços de Calibração do programa HDM-4, efetuado pela Consulte Consultores de Engenharia ao Departamento Nacional de Infra-estrutura Terrestre – DNIT
Realização de projetos de drenagem e contenção de encostas a MRS Logística SA
Realização de projeto executivo de engenharia ferroviária para a MRS Logística SA
Realizações de sondagens a percussão no Aterro Sanitário de Juiz de Fora Realizações de sondagens a percussão e calculo da permeabilidade in situ para
Companhia Paraibuna de Metais. 2005 Realização de projeto executivo de engenharia a MRS Logística SA Duplicação
da Variante Brisamar. Realização de estudos Hidrológicos do Rio Mazomba e Pirapetinga para a MRS
Logística SA Realizações de sondagens a percussão no Aterro Sanitário de Juiz de Fora. Realização de Controle Tecnológico de Campo para a duplicação do pátio de
Vargem Alegre. Apoio de campo e inspeção da obra de duplicação do pátio de Vargem Alegre. Realização de sondagem a trado nos Cemitérios Parque da Saudade e Cemitério
da Glória. Realização de ensaios de Permeabilidade no Cemitério Parque da saudade. Realização de Controle Tecnológico para Construtora Pangea Realização de sondagem a percussão na Fazenda Boa Vista – Juiz de Fora - MG. Realização de sondagem a percussão para Torres de Transmissão - Ferk
Telecon. Realização de Estudos e Ensaios Geotécnicos do Ramal de Galvasud –
Resende–MRS Logística.
172
2006 Realização de Estudos Geotécnicos para UFJF– Prof. Dr. Márcio Marangon Realização de Sondagens e Estudos Geotécnicos – Caixa Econômica Federal Realização de Estudos Geotécnicos de Duplicação de Ferrovia do Pátio de
Bárbara- Volta Redonda e o Pátio de Barra do Piraí – MRS Logística AS. Realização de Sondagens e Estudos Geotécnicos – Aterro sanitário de Ewbank
da Câmara. Realização de Sondagens e Estudos Geotécnicos- Contenção em cortina armada
para a MRS Logística no Ramal Paraibuna – Juiz de Fora – MG Realização de Sondagens e Estudos Geotécnicos - Contenção em cortina
atirantada para a MRS Logística no Ramal de Miguel Burnier – Miguel Burnier - MG
Realização de Estudos Geotécnicos de Duplicação da Ferrovia do Aço- Pátio de Bárbara e pátio P1-7 – MRS Logística SA
Levantamento de campo para inspeção da infra-estrutura ferroviária Ramal Paraopeba, Barreiro, Olhos d’água – 100 km – MRS Logística S.A.
Coordenador de levantamento dos serviços de levantamento visual contínuo da malha rodoviária federal região Norte, Centro Oeste, Sul e Sudeste. – Departamento Nacional de Infra-estrutura Terrestre - DNIT.
2007 Coordenador de levantamento dos serviços de levantamento visual contínuo da
malha rodoviária federal região Norte, Centro Oeste, Sul e Sudeste. – Departamento Nacional de Infra-estrutura Terrestre - DNIT.
Projetos de Contenção em cortina atirantada no Ramal Paraopeba – MRS Logística S.A.
Sondagens Geotécnicas para ampliação do pátio de Arara no porto do Rio de Janeiro – MRS Logística S.A.
Estudos geotécnicos do pavimento do pátio de Arara no porto do Rio de Janeiro – MRS Logística S.A.
Sondagens Geotécnicas na Linha do centro - Juiz de Fora bairro Retiro – MRS Logística S.A.
Levantamento de campo para inspeção da infra-estrutura ferroviária na Linha do centro –Juiz de Fora bairro Retiro- 12 km – MRS Logística S.A.
Realização de Controle Tecnológico de solos e concreto no acesso ao residencial AlphaVille – Juiz de Fora – Alphaville Urbanismo.
Consultoria de estudos de instabilidades e projetos de contenção no Residencial Santa Felicidade e Monte verde – Caixa Econômica Federal.
Sondagens Geotécnicas no Residencial Santa Felicidade e Monte verde – Caixa Econômica Federal.