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Departamento de Engenharia Civil Avaliação e Conservação de Pavimentos Rodoviários Municipais com Baixo Tráfego - Contribuição para uma Metodologia de Apoio Dissertação apresentada para a obtenção do grau de Mestre em Construção Urbana Autor Nélia Patrícia Duarte Figueiredo Orientador Prof. Doutor Silvino Dias Capitão Professor Coordenador do DEC-ISEC Coimbra, Setembro de 2011

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Departamento de Engenharia Civil

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Construção Urbana

Autor

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo

Orientador

Prof. Doutor Silvino Dias Capitão Professor Coordenador do DEC-ISEC

Coimbra, Setembro de 2011

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio AGRADECIMENTOS

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo i

AGRADECIMENTOS

Na realização desta dissertação tive a necessidade de apoio e colaboração de algumas pessoas,

às quais gostaria de mostrar publicamente o meu mais profundo agradecimento.

Em primeiro quero agradecer de uma forma muito especial ao Prof. Doutor Silvino Dias

Capitão, Professor Coordenador do Departamento de Engenharia Civil (DEC) do Instituto

Superior de Engenharia Civil de Coimbra (ISEC), pela sua preciosa orientação científica, pelo

apoio, incentivo, dedicação, paciência, amizade e motivação que me soube incutir ao longo da

realização deste trabalho.

Agradeço também à Engenheira Alexandra Maria Galvão Ribeiro pela sua ajuda e

disponibilidade.

Expresso igualmente agradecimento ao Engenheiro Fernando da Conceição Gonçalves

Martinho pelas informações e conhecimento técnico que prestou para a concretização deste

objectivo.

Agradeço ainda às autarquias que colaboraram na resposta aos inquéritos realizados, pois sem

esse contributo parte deste trabalho não teria sido possível, pelo menos não por este caminho.

A todos os meus colegas e amigos pelos momento de descontracção que me proporcionaram.

Não posso deixar de agradecer ao Sr. Fernando, Dona Otília, Mayra e Ricardo, pois sem

desvalorizar a ajuda de outros, sem a deles a realização deste trabalho talvez não tivesse sido

possível, pelo menos não agora.

Quero agradecer ainda a ti Erik pela paciência, amor, carinho e incentivo que soubeste sempre

transmitir-me…

A ti mãe pois sem a tua amizade, compreensão, incentivo e apoio este caminho não teria sido

possível.

Dedico este trabalho a ti pai, estejas onde estiveres, pelos valores que me incutiste durante a

tua curta estadia a meu lado.

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo

Coimbra, Setembro de 2011

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio AGRADECIMENTOS

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio RESUMO

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo iii

RESUMO

Grande parte da rede rodoviária dos municípios é utilizada por tráfego pesado relativamente

reduzido, salvo algumas excepções, como por exemplo o acesso a zonas industriais ou os

corredores destinados aos transportes públicos.

Contudo, a grande extensão dessas redes, associada a políticas de conservação inadequadas,

conduzem a investimentos muito elevados e, por vezes, incomportáveis pelos orçamentos das

autarquias locais. As intervenções têm de ser efectuadas quando é impossível adiar mais os

trabalhos de conservação e de reabilitação dos pavimentos dessas vias.

Aquando da conservação ou reabilitação das vias os técnicos municipais nem sempre dispõem

de ferramentas que lhes permitam proceder a uma correcta avaliação do estado de degradação

dos pavimentos. Além disso, as técnicas de conservação de baixo custo não são ainda

suficientemente conhecidas no meio técnico fazendo com que a conservação preventiva não

seja ainda uma opção prioritária, o que contribui para uma degradação mais rápida dos

pavimentos.

Nesta dissertação são consideradas técnicas que são, simultaneamente, simples e

economicamente mais equilibradas que as habitualmente escolhidas pelas autarquias, com

vista à realização de actuações de conservação preventivas.

Para tal procede-se a uma descrição das técnicas de conservação mais comuns e das

características dos pavimentos obtidas com a sua aplicação. São também apresentados um

estudo económico comparativo entre as várias técnicas analisadas, bem como a aplicação de

uma metodologia simples de avaliação da qualidade dos pavimentos, de modo a que esta

avaliação possa ser efectuada sem grandes custos ou meios sofisticados mas permitindo uma

avaliação geral do estado de conservação da rede. Apresenta-se ainda uma metodologia de

apoio à decisão relativamente às técnicas de conservação a aplicar num pavimento, tendo

como base o seu índice de qualidade e o nível de tráfego em cada via, por um lado, e a

ponderação de critérios de custo e de benefício associados às diversas técnicas, por outro lado.

A metodologia descrita ao longo do texto permite aos técnicos municipais a tomada de

decisões, no que se refere à conservação dos pavimentos rodoviários do município, utilizando

meios simples mas que incorporam maior objectividade que o processo de decisão habitual.

PALAVRAS-CHAVE:

Avaliação da qualidade; Camadas betuminosas; Métodos de apoio à decisão, Patologias de

pavimentos rodoviários; Tecnologias de conservação preventiva de pavimentos rodoviários;

Tecnologias de reabilitação de pavimentos rodoviários.

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio RESUMO

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio ABSTRACT

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo v

ABSTRACT

Most of the municipal road network is not commonly used by heavy traffic, with the

exception of accesses to industrial areas or public transportation lanes, for instance.

Although, the vast extension of these networks, associated with inappropriate maintenance

policies, lead to huge investments, sometimes not affordable for the budget of the local

government, that have to be made when is no longer possible do delay the maintenance and

rehabilitation of these pavements.

Throughout the pavement’s maintenance or rehabilitation process, sometimes the municipal

staff has not the supporting tools to correctly evaluate the pavement degradation status. In

addition, low cost maintenance techniques are not yet well known by the technical

community, making maintenance preservation not being a first choice, leading to a faster

degradation of the pavements.

In this dissertation one analyses several techniques which are simultaneously simple and

economically better choices than the usually chosen by the local authorities to carry out

pavement preservation works.

For that, one proceeds to a description of the most common maintenance techniques and the

pavement’s characteristics obtained after carrying out the works. It is also included a

comparative economic study concerning the different techniques as well as the usage of a

simple methodology for evaluating the pavement condition. Despite this evaluation can be

made without high economic resources or sophisticated means, it allows a general evaluation

of the network condition. It is also presented a methodology to support the decision on the

maintenance techniques to be applied, based on the quality index and the traffic level on the

one hand, and the balance associated to cost and beneficial criteria, which are linked to

several preservation techniques, on the other hand.

As far as municipal pavement preservation is concerned, the methodology described

throughout the text can support the decision making process to carry out by municipal staff.

Despite this can be archived by simple means, the procedure incorporates better objectivity

than the common decision making process.

KEYWORDS:

Bituminous Layers; Decision-making Helping Methods, Quality Evaluation; Road Pavement

Pathologies; Road Pavement Preventive Maintenance Technologies; Road Pavement

Rehabilitation Technologies.

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio ABSTRACT

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio ÍNDICE

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo vii

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO

1.1. Enquadramento ................................................................................................................................................. 1 1.2. Objectivos e Metodologia do Trabalho ............................................................................................................ 1 1.3. Estrutura da Dissertação ................................................................................................................................... 2

2. CONSTITUIÇÃO E PATOLOGIAS DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS CORRENTES

2.1. Generalidades ................................................................................................................................................... 5 2.2. Constituição das Camadas e Comportamento dos Materiais ............................................................................ 5

2.2.1. Constituição das camadas ......................................................................................................................... 5 2.2.2. Comportamento típico dos materiais ........................................................................................................ 8 - Materiais não ligados........................................................................................................................................ 8 - Materiais ligados .............................................................................................................................................. 9

2.3. Patologias ......................................................................................................................................................... 9 2.3.1. Tipos de patologias ................................................................................................................................... 9

2.3.2. Factores de degradação ........................................................................................................................... 17 2.4. Considerações finais ....................................................................................................................................... 18

3. TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO CORRENTE DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS

3.1. Generalidades ................................................................................................................................................. 21 3.2. Tipos de Conservação ..................................................................................................................................... 22

3.2.1. Conservação preventiva .......................................................................................................................... 22 3.2.2. Conservação correctiva ........................................................................................................................... 22 3.2.3. Conservação de emergência .................................................................................................................... 22

3.3. Técnicas de Conservação Pontuais ................................................................................................................. 22 3.3.1. Reparações pontuais ............................................................................................................................... 22

3.3.2. Selagem de fendas .................................................................................................................................. 25 3.3.3. Fresagens localizadas .............................................................................................................................. 28

3.4. Técnicas de Conservação Contínuas .............................................................................................................. 30 3.4.1. Revestimentos superficiais betuminosos ................................................................................................ 30

- Revestimento superficial simples ................................................................................................................... 32 - Revestimento superficial simples com duas aplicações de agregado ............................................................. 32 - Revestimento superficial duplo ...................................................................................................................... 33 - Revestimento superficial simples com aplicação prévia de agregado, revestimento superficial sandwich ou

inverso .............................................................................................................................................................. 34

- Revestimento duplo com aplicação prévia de agregado ................................................................................. 35 3.4.2. Microaglomerado Betuminoso a frio (macro-seal) ................................................................................ 38 3.4.3. Lama Asfáltica (Slurry seal) ................................................................................................................... 40

3.4.4. Membrana de protecção (Fog-seal) ........................................................................................................ 40 3.5. Breve Descrição de Outras Técnicas de Conservação .................................................................................... 41

3.5.1. Microbetão betuminoso rugoso .............................................................................................................. 41

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio ÍNDICE

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3.5.2. Argamassa betuminosa ........................................................................................................................... 41

3.5.3. Betão betuminoso drenante ..................................................................................................................... 42

3.5.4. Ranhuragem ............................................................................................................................................ 42 3.5.5. Regas ....................................................................................................................................................... 42 3.5.6. Abertura e tapamento de valas ................................................................................................................ 43 3.5.7. Tapamento de valas com materiais autocompactáveis ............................................................................ 43 3.5.8. Conservação de pavimentos de blocos .................................................................................................... 45

3.6. Estudo Económico de Custos de Diferentes Técnicas .................................................................................... 47 3.7. Considerações Finais ...................................................................................................................................... 50

4. AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO DE

PAVIMENTOS: ESTUDO DE CASO

4.1. Generalidades ................................................................................................................................................. 53 4.2. Inquéritos aos Serviços Técnicos dos Municípios .......................................................................................... 53

4.2.1. Descrição geral do inquérito ................................................................................................................... 53 4.2.2. Apresentação e análise de resultados ...................................................................................................... 55 - Secção 1: Caracterização geral da rede rodoviária municipal ........................................................................ 55

- Secção 2: Técnicas de conservação utilizadas - actuações pontuais ............................................................... 56

- Secção 3: Técnicas de conservação utilizadas - tratamentos superficiais ....................................................... 58 - Secção 4: Técnicas de conservação utilizadas - camadas de espessura “forte” .............................................. 59 -Secção 5. Critérios de selecção das técnicas de conservação .......................................................................... 60

-Secção 6. Dificuldades na escolha das técnicas de conservação a utilizar....................................................... 61

4.3. Gestão da Conservação de Pavimentos ........................................................................................................... 63 4.3.1. Descrição da metodologia a utilizar ........................................................................................................ 65 4.3.2. Descrição e aplicação do caso prático ..................................................................................................... 68

- Sistema de avaliação da qualidade .................................................................................................................. 68 -Sistema de avaliação de estratégias ................................................................................................................. 71

4.4. Considerações Finais ...................................................................................................................................... 73

5. METODOLOGIA DE APOIO À DECISÃO

5.1. Generalidades ................................................................................................................................................. 75

5.2. Descrição da Análise Multicritério ................................................................................................................. 75

5.2.1. Descrição das etapas do processo ........................................................................................................... 76 5.2.2. Identificação das alternativas .................................................................................................................. 77 5.2.3. Identificação dos critérios ....................................................................................................................... 77 5.2.4. Classificação das alternativas relativamente aos critérios ....................................................................... 79 5.2.5. Função valor............................................................................................................................................ 82

5.2.6. Coeficientes de ponderação dos critérios ................................................................................................ 82 5.3. Resultados ....................................................................................................................................................... 84

5.3.1. Apresentação dos resultados ................................................................................................................... 84 5.4. Análise de Sensibilidade ................................................................................................................................. 86 5.5. Considerações Finais ...................................................................................................................................... 87

6. CONCLUSÕES GERAIS E TRABALHOS FUTUROS

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio ÍNDICE

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo ix

6.1. Síntese do Trabalho e Conclusões Gerais ....................................................................................................... 89 6.2. Prosseguimento de Trabalhos Futuros ............................................................................................................ 91

6.3. Considerações Finais ...................................................................................................................................... 91

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................. 93

APÊNDICES

APÊNDICE I –

Valores representativos da conjugação de tratamentos pontuais com tratamentos continuos ............................... 99

APÊNDICE II –

Inquérito realizado aos serviços técnicos dos municípios ................................................................................... 102

APÊNDICE III –

Resultados do caso de estudo .............................................................................................................................. 108

APÊNDICE IV –

Resultados da análise multicritério ...................................................................................................................... 118

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio ÍNDICE DE FIGURAS

x

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1. Pavimento de base betuminosa (esq.) e pavimento de base granular (dir.) ........................................... 5

Figura 3.1. Marcação do corte .............................................................................................................................. 23

Figura 3.2. Selagem dos bordos ............................................................................................................................. 24

Figura 3.3. Equipamento para compactação .......................................................................................................... 25

Figura 3.4. Aplicação de selante ............................................................................................................................ 27

Figura 3.5. Aspecto do rodo de acabamento .......................................................................................................... 27

Figura 3.6. Equipamentos para aplicação de selante com rodo ............................................................................. 27

Figura 3.7. Aspecto final de fenda isolada após selagem ...................................................................................... 28

Figura 3.8. Máquina de corte do pavimento .......................................................................................................... 28

Figura 3.9. Mini-carregadora equipada com equipamento de fresagem ................................................................ 29

Figura 3.10. Fresadora ........................................................................................................................................... 29

Figura 3.11. Tambores de corte ............................................................................................................................. 29

Figura 3.12. Espalhamento de ligante com camião cisterna .................................................................................. 31

Figura 3.13. Espalhamento do ligante simultaneamente com agregado ................................................................ 31

Figura 3.14. Fases de execução de um revestimento superficial simples .............................................................. 32

Figura 3.15. Fases de execução de um revestimento superficial simples com duas aplicações de agregado ........ 33

Figura 3.16. Fases de execução de um revestimento superficial duplo ................................................................. 34

Figura 3.17. Fases de execução de um revestimento superficial simples com aplicação prévia de agregado ....... 35

Figura 3.18. Constituição e textura superficial dos diversos tipos de revestimentos superficiais .......................... 36

Figura 3.19. Aspecto dos revestimentos superficiais com diferentes patologias ................................................... 37

Figura 3.20. Central móvel ................................................................................................................................... 39

Figura 3.21. Constituintes de uma central móvel ................................................................................................... 39

Figura 3.22. Composição do betão autocompactável versus betão corrente .......................................................... 44

Figura 3.23. Colocação de betão autocompactável ................................................................................................ 45

Figura 3.24. Estrutura tipo de um pavimento de blocos ........................................................................................ 45

Figura 3.25. Tipos de juntas................................................................................................................................... 46

Figura 3.26. Tipos de blocos pré-fabricados de betão ........................................................................................... 46

Figura 3.27. Equipamento para compactação ........................................................................................................ 47

Figura 4.1. Mapa dos distritos e municípios usados nos inquéritos ....................................................................... 54

Figura 4.2. Características da rede ......................................................................................................................... 55

Figura 4.3. Representação gráfica dos resultados obtidos na secção 2: aplicação de actuações pontuais ............. 56

Figura 4.4. Representação gráfica dos resultados obtidos na secção 3: aplicação de tratamentos superficiais ..... 58

Figura 4.5. Representação gráfica dos resultados obtidos para a utilização de camadas de espessura “forte” ...... 59

Figura 4.6. Representação gráfica dos resultados de caracterização dos critérios considerados na selecção das

técnicas de conservação utilizadas ......................................................................................................................... 60

Figura 4.7. Representação gráfica dos resultados de caracterização das dificuldades sentidas no processo de

escolha das técnicas de conservação utilizadas...................................................................................................... 62

Figura 4.8. Efeito da conservação preventiva ao longo do tempo ......................................................................... 64

Figura 4.9. Mapa de localização das vias escolhidas para estudo .......................................................................... 69

Figura 4.10. Traçado das vias em estudo e coordenadas geográficas dos pontos de inicio e de fim dos trechos

avaliados ................................................................................................................................................................ 69

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio ÍNDICE DE FIGURAS

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo xi

Figura 5.1. Etapas do processo de decisão seguidas no Hiview3 ......................................................................... 76

Figura 5.2. Modelo de árvore de decisão usada no método de análise multicritério ............................................. 77

Figura 5.3. Árvore de decisão construída .............................................................................................................. 78

Figura 5.4. Detalhes dos critérios .......................................................................................................................... 79

Figura 5.5. Regras de preenchimento na matriz de julgamentos .......................................................................... 81

Figura 5.6. Matriz de julgamentos e escala gráfica de valores .............................................................................. 82

Figura 5.7. Matriz de julgamentos e pesos de um grupo de critérios .................................................................... 83

Figura 5.8. Contribuição dos critérios na escolha das alternativas ........................................................................ 83

Figura 5.9. Resultados em cada nó do grupo de critério ........................................................................................ 84

Figura 5.10. Exemplo de apresentação dos resultados .......................................................................................... 84

Figura 5.11. Resultado da análise de sensibilidade ............................................................................................... 86

APÊNDICES

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura I.1. Esquema de pavimento considerado .................................................................................................. 101

Figura II. 1. Imagens do pavimento analisado ..................................................................................................... 110

Figura II. 2. Imagens do pavimento da Rua Dr. António José de Almeida ......................................................... 112

Figura II. 3. Imagens do pavimento da Rua João de Deus Ramos ...................................................................... 115

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio ÍNDICE DE QUADROS

xii

ÍNDICE DE QUADROS

Quadro 2.1. Famílias e tipos de degradações ......................................................................................................... 10

Quadro 2.2. Divisão de patologias observadas por inspecção visual ..................................................................... 11

Quadro 2.3. Tipos de fendas .................................................................................................................................. 12

Quadro 2.4. Tipos de Deformações ....................................................................................................................... 14

Quadro 2.5. Patologias consideradas no grupo de desprendimentos e movimento de materiais ........................... 16

Quadro 2.6. Factores de degradação ...................................................................................................................... 17

Quadro 2.7. Classificação das relações entre as degradações e os factores de degradação ................................... 18

Quadro 3.1. Características dos agregados usados nos revestimentos superficiais ................................................ 37

Quadro 3.2. Características dos materiais .............................................................................................................. 38

Quadro 3.3. Custos dos tratamentos localizados.................................................................................................... 48

Quadro 3.4. Estudo comparativo de custos de diferentes técnicas......................................................................... 48

Quadro 3.5. Parâmetros considerados no estudo económico ................................................................................. 49

Quadro 3.6. Custos obtidos para as combinações de tratamentos considerados no estudo .................................... 50

Quadro 4.1. Abreviaturas adoptadas para os municípios que responderam ao inquérito ....................................... 54

Quadro 4.2. Dados para avaliação da qualidade .................................................................................................... 66

Quadro 4.3. Valores de IRI .................................................................................................................................... 67

Quadro 4.4. Limites do IQ ..................................................................................................................................... 68

Quadro 4.5. Intervalos do PCI ............................................................................................................................... 71

Quadro 4.6. Matriz de decisão ............................................................................................................................... 72

Quadro 4.7. Características de uma via distribuidora local ................................................................................... 72

Quadro 4.8. Características de uma via de acesso local ......................................................................................... 72

Quadro 5.1. Alternativas consideradas para a aplicação do método ...................................................................... 77

Quadro 5.2. Critérios tidos em conta na aplicação do método ............................................................................... 78

Quadro 5.3. Características consideradas .............................................................................................................. 80

Quadro 5.4. Representação da ordenação dos critérios.......................................................................................... 80

Quadro 5.5. Importância das alternativas relativamente aos critérios .................................................................... 81

Quadro 5.6. Resumo dos resultados obtidos .......................................................................................................... 85

APÊNDICES

ÍNDICE DE QUADROS

Quadro I.1. Dados considerados .......................................................................................................................... 101

Quadro I.2. Custos dos tratamentos considerados ............................................................................................... 101

Quadro I.3. Custo obtidos com a conjugação dos tratamentos ............................................................................ 101

Quadro IV.1. Resultados obtidos na análise multicritério ................................................................................... 120

Quadro IV.2. Resultados obtidos na análise de sensibilidade .............................................................................. 122

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio SIMBOLOGIA

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo xiii

SIMBOLOGIA

BG – Agregado britado sem recomposição de granulometria extensa (tout-venant)

BGr – Agregado britado recomposto

C – Área com fendilhamento e pele de crocodilo

CA – Custos dos acidentes

COV – Custos de operação dos veículos

CPortagem – custo de portagem paga pelos utentes da estrada

CTP – Custos do tempo de percurso

CUE – Custos para os utentes da estrada

GN – Agregado não britado ou material aluvionar

IQ – Índice da qualidade e varia de 0 a 5 (o mesmo que PSI – Present Serviceability Index);

IQT+1 – Valor do índice de qualidade no ano T+1

ki – Coeficiente de ponderação do critério i

n – Número de critérios usados

P – Área com reparações

PSI – Present Serviceability Index

R – Profundidade média das rodeiras

S – Área com degradação superficial de materiais como o conjunto das “deteriorações

superficiais” e as covas

SS – Solo seleccionado

V (A) – Valor global da alternativa A

vi (Ai) – Valor do impacto da alternativa A no critério i

VT+1– Valor residual do pavimento no ano T+1

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio SIMBOLOGIA

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio ABREVIATURAS

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo xv

ABREVIATURAS

ABGE – Agregado Britado de Granulometria Extensa

AB – Argamassa Betuminosa

APDIO – Associação Portuguesa de Investigação Operacional

BB – Betão Betuminoso

CEN – Comité Europeu de Normalização

DLC – Direcção do Laboratório de Caminhos (Direction du Laboratoire des Chaussés)

EN – Norma Europeia

E.P. – Estradas de Portugal S.A

IPQ – Instituto Português da Qualidade

IRF – Federação Internacional de Estradas (International Road Federation)

IRI – International Roughness Index

ISEC – Instituto Superior de Engenharia de Coimbra

J.A.E. – Junta Autónoma de Estradas

LNEC – Laboratório Nacional de Engenharia Civil

MAB – Microaglomerado Betuminoso

mBBr – Micro Betão Betuminoso Rugoso

M.B.D. – Mistura Betuminosa Densa

NCHRP – Programa Cooperativo Nacional de Pesquisa em Auto-estradas (National

Cooperative Highway Research Program)

NP – Norma Portuguesa

NP EN – Normas Europeias Harmonizadas adoptadas em Portugal

PCI – Índice de Qualidade Global do Pavimento (Pavement Condition Index)

SIG – Sistema de Informação Geográfica

TMDA – Tráfego Médio Diário Anual

USIRF – União dos Sindicatos da Industria Fancesa (Union des Syndicats de L’industrie

Française)

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Conservação de Pavimentos Rodoviários com Baixo Tráfego - Metodologia de Apoio ABREVIATURAS

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CAPÍTULO 1

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 1

1. INTRODUÇÃO E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO

1.1. Enquadramento

As condições das estradas contribuem significativamente para a vitalidade geral da economia.

Ao melhorar a qualidade do pavimento, está a aumentar-se a sua vida útil, e a eficácia dos

programas de conservação preventiva. Melhorando-se também a segurança dos utilizadores, e

da circulação de bens (Hein et al, 2004).

Cada vez mais os orçamentos disponíveis nas autarquias são menores, o que implica uma

diminuição do investimento na construção rodoviária. Contudo, é necessário manter o

património construído, devendo optar-se cada vez mais pela conservação preventiva dos

pavimentos existentes, retardando assim a sua degradação.

Aquela opção conduz a actuações precoces nos pavimentos mas não evita totalmente a

ocorrência de patologias. Assim podem ser utilizados três tipos de conservação: preventiva,

correctiva e de emergência.

Este trabalho surge com o objectivo de reunir informação relativa aos tipos de patologias

existentes nos pavimentos flexíveis, apresentando e descrevendo as técnicas de conservação

existentes e como se efectuam, apoiando a tomada de decisão para a realização de

intervenções mais adequadas perante determinadas situações.

1.2. Objectivos e Metodologia do Trabalho

Este trabalho foi realizado com o objectivo de reunir informação sobre as patologias mais

comuns que ocorrem nos pavimentos flexíveis, bem como sobre as técnicas disponíveis para

as tratar. Além disso, esperava-se que fosse possível encontrar uma metodologia de apoio

simples, capaz de ajudar à prossecução de intervenções mais adequadas aquando da escolha

do tratamento.

Assim, os técnicos municipais menos familiarizados com o processo de desenvolvimento de

patologias nos pavimentos, com as técnicas de conservação preventiva e com as questões da

gestão da conservação, poderiam dispor de informação organizada e de uma metodologia

aplicável à resolução dos seus problemas, sem que para isso necessitem de um elevado nível

de especialização sobre aquelas temáticas.

Relativamente à metodologia do trabalho, procedeu-se à descrição e análise das degradações

existentes nos pavimentos flexíveis, as quais estão muito associadas aos materiais

constituintes. Além disso, tendo em conta os tipos de pavimentos que predominam nas redes

rodoviárias municipais, descreveram-se as técnicas de conservação mais correntes e elaborou-

se um estudo económico baseado em preços médios de propostas apresentados à

concessionária E.P. referentes ao ano de 2010, de modo a verificar quais as técnicas

potencialmente mais baratas em termos de aplicação. Realizou-se também um inquérito a

serviços técnicos de vários municípios de modo caracterizar genericamente as redes

rodoviárias e a prática de conservação de pavimentos habitualmente seguida. Ainda no âmbito

do estudo de caso aplicou-se uma metodologia simples de avaliação da qualidade dos

pavimentos, proposta por Picado-Santos (2011), bem como um procedimento para avaliação

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INTRODUÇÃO E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO

2

de estratégias proposto pelo Asphalt Institute (Asphalt Institute, 2009). Finalmente efectuou-

se a aplicação de uma análise multicritério, com base no método aditivo. Com os resultados

obtidos elaborou-se uma hierarquização das técnicas a aplicar em função do nível de

degradação verificado e do tipo de via.

1.3. Estrutura da Dissertação

A dissertação é constituída por seis capítulos e quatro apêndices, cuja estrutura e conteúdos se

descrevem de seguida.

No Capítulo 1 faz-se o enquadramento do tema tratado na dissertação, apresentam-se os

objectivos e a metodologia de trabalho para os atingir, e faz-se o resumo da organização do

trabalho.

No Capítulo 2 procede-se a uma descrição da constituição das camadas e do comportamento

dos materiais constituintes, designadamente dos materiais não ligados e dos materiais ligados.

Descrevem-se ainda as patologias dos pavimentos flexíveis e os factores que potenciam a

degradação.

No Capítulo 3 apresenta-se uma descrição das técnicas de conservação corrente de

pavimentos flexíveis. Abordam-se as técnicas de conservação pontuais, como as reparações

pontuais, a selagem de fendas e as fresagens localizadas. As técnicas de conservação

contínuas, como os revestimentos superficiais betuminosos, o microaglomerado betuminoso a

frio, a lama asfáltica e a membrana de protecção, são também alvo de descrição neste

capítulo. Há ainda uma breve descrição de outras técnicas de conservação, como é o caso do

microbetão betuminoso rugoso, a argamassa betuminosa, o betão betuminoso drenante, a

ranhuragem e as regas. Dada a sua importância, descreve-se a técnica de abertura e tapamento

de valas, incluindo a utilização de materiais autocompactáveis, e aborda-se a conservação de

pavimentos de blocos, ainda muito comuns em Portugal. É ainda apresentado um estudo

económico de diferentes técnicas de conservação, quer contínuas quer pontuais.

No Capítulo 4 é feita uma caracterização das condições de execução da conservação de

pavimentos, através de um estudo de caso baseado em inquéritos aos serviços técnicos de

alguns municípios, de modo a perceber quais as dificuldades com que se deparam aquando da

escolha de uma técnica de conservação, quais as técnicas que utilizam com maior frequência e

quais os critérios para a sua escolha. A gestão da conservação de pavimentos é também

abordada neste capítulo, no qual se descreve uma metodologia simplificada que permite fazer

a avaliação da qualidade dos pavimentos e avaliar, de forma simples, o horizonte das

intervenções a realizar. Procede-se à aplicação a um caso prático da referida metodologia,

nomeadamente a três pavimentos no município de Coimbra, de maneira a ilustrar o modo de

aplicação.

No Capítulo 5, com base na caracterização efectuada no capítulo anterior, procede-se à

aplicação de uma metodologia de apoio à decisão para hierarquizar as técnicas de conservação

a escolher. Para tal recorre-se a uma análise multicritério, a qual pondera critérios de custo e

de benefício. Começa-se pela descrição da metodologia propriamente dita, incluindo as etapas

do processo, a identificação das alternativas e dos critérios. Para efectuar a análise recorre-se

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INTRODUÇÃO E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO CAPÍTULO 1

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 3

ao software Hiview3 (Catalyze, 2003), o qual permite a aplicação de juízos de valor

qualitativos e, por isso, reproduz suficientemente bem o processo de decisão efectuado por

técnicos experimentados. Apresenta-se ainda uma análise de sensibilidade que o programa

permite efectuar, de modo a averiguar a robustez da decisão quando se fazem variar os juízos

de valor iniciais.

No Capítulo 6 faz-se uma síntese do trabalho elaborado e resumem-se as principais

conclusões obtidas. Apresentam-se ainda indicações para o desenvolvimento de trabalhos

futuros.

Nos apêndices que completam este documento, apresenta-se alguma informação

complementar importante para o desenvolvimento do documento, a qual se descreve de

seguida de forma sucinta.

O Apêndice I apresenta os preços correspondentes à conjugação de tratamentos pontuais com

tratamentos contínuos, para efeitos do estudo económico realizado no Capítulo 3. Inclui

também as percentagens de área do pavimento consideradas para intervenções pontuais, de

modo a calcular o preço de actuações contínuas e pontuais combinadas.

O Apêndice II mostra o inquérito realizado aos serviços técnicos dos municípios.

O Apêndice III resume os cálculos e resultados obtidos no caso de estudo, utilizado para

ilustrar a aplicação da metodologia de avaliação de qualidade dos pavimentos.

O Apêndice IV reúne os resultados da análise multicritério e da análise de sensibilidade que

resultou da utilização do Hiview3 (Catalyze, 2003).

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INTRODUÇÃO E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO

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CAPÍTULO 2

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 5

2. CONSTITUIÇÃO E PATOLOGIAS DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS

CORRENTES

2.1. Generalidades

Um pavimento rodoviário é uma estrutura de camadas sobrepostas, com determinadas

espessuras, e constituídas por diferentes materiais. A estrutura é suportada pelo terreno de

fundação que é devidamente regularizado.

O comportamento das camadas varia consoante os materiais que as constituem, os quais

podem ter várias origens e características muito diferentes.

Este conjunto de camadas forma uma estrutura que tem como objectivo suportar diferentes

tipos de acções a que o pavimento está sujeito, contribuindo assim para retardar o

desenvolvimento de patologias. Essas patologias dependem de vários agentes, tais como as

acções do tráfego e climáticas, denominadas agentes activos. Existem também os

denominados agentes passivos, os quais entram em linha de conta com a qualidade dos

materiais, a espessura das camadas e a qualidade da construção do pavimento.

Um pavimento deve assegurar, mesmo sob as acções a que está sujeito, comodidade e

segurança para quem lá circula, durante o seu tempo de vida útil, o que depende da sua

qualidade funcional e estrutural.

2.2. Constituição das Camadas e Comportamento dos Materiais

2.2.1. Constituição das camadas

As camadas que constituem um pavimento podem ser formadas por misturas betuminosas ou

materiais granulares. A estrutura de um pavimento pode classificar-se em dois grupos: os

pavimentos com base betuminosa e os pavimentos com base granular.

Na Figura 2.1 representam-se duas estruturas que ilustram os tipos de pavimentos referidos.

Figura 2.1. Pavimento de base betuminosa (esq.) e pavimento de base granular (dir.)

Os pavimentos com base betuminosa caracterizam-se por terem as camadas de desgaste, de

ligação e de base formadas por misturas betuminosas, e a camada de sub-base constituída por

materiais granulares. Os pavimentos com base granular são semelhantes, mas neste caso só a

camada de desgaste e de ligação é que são formadas por misturas betuminosas, sendo as

camadas de base e de sub-base constituídas por materiais granulares.

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CONST. E PATOLOGIAS DE PAV. FLEXÍVEIS CORRENTES

6

A camada de desgaste deve proporcionar uma condução cómoda e segura para os utilizadores,

deve ser dotada de uma boa aderência, de um bom sistema de drenagem devendo, portanto,

ser impermeável de maneira a que a água não danifique as camadas subjacentes. Esta camada

deve ainda provocar baixo ruído, tornando assim a viagem dos utilizadores mais agradável.

A camada de ligação tem como principais características a sua impermeabilidade, para que a

água não chegue às camadas mais interiores do pavimento, diminuindo assim o aparecimento

de danos e degradações causados pela água. Esta camada tem ainda a função de distribuição

das tensões a que o pavimento está sujeito.

A camada de base é caracterizada pela sua função de suporte e degradação de cargas vindas

da superfície. É normalmente constituída por materiais granulares e é geralmente dotada de

uma espessura elevada.

A camada de sub-base é constituída por materiais granulares de granulometria extensa e/ou

solos seleccionados. Tem funções de distribuição das tensões e ainda funções drenantes.

O leito do pavimento tem como características evitar a deformação do pavimento, eliminar ou

diminuir os problemas devidos à heterogeneidade dos materiais da fundação, impedir a

contaminação da sub-base e/ou da base pelos finos do solo e, quando é alvo de uma boa

drenagem, evitar ainda a ascensão capilar da água às camadas superiores.

As camadas betuminosas são constituídas maioritariamente por agregados cujas propriedades

estão definidas na norma NP EN 13043 (IPQ, 2004), por betume e ar. São camadas ligadas,

nas quais as partículas que as constituem são aglutinadas com ligantes hidrocarbonados,

normalmente o betume asfáltico.

As camadas executadas com misturas betuminosas caracterizam-se por resistirem a esforços

de tracção, resistência essa que lhe é conferida pela ligação das partículas constituintes através

do ligante.

Aquelas camadas podem ser executadas com misturas betuminosas fabricadas em central,

produzidas a quente ou a frio.

As misturas betuminosas a quente devem ser dotadas de algumas características para que o

seu comportamento seja adequado tanto em fase de obra, como após a entrada em serviço.

Para tal têm de garantir-se características adequadas ao nível da trabalhabilidade, da

deformabilidade, da resistência à fadiga, da resistência à deformação permanente e ainda de

durabilidade. Quando se usam estas misturas em camadas de desgaste devem ainda garantir-se

algumas características adicionais no que diz respeito ao atrito, à rugosidade e às

características ópticas da sua superfície, garantindo-se assim boas condições de conforto,

segurança e economia.

As misturas betuminosas a frio são igualmente produzidas em central mas sem necessidade de

aquecimento prévio dos constituintes. São constituídas por agregados, emulsão betuminosa

como ligante e, eventualmente, água e aditivos. Neste tipo de misturas os agregados são

envolvidos por uma película de ligante após ocorrer a rotura da emulsão, a qual consiste na

separação entre o betume e os restantes fluidos, com a posterior evaporação destes (Costa,

2008).

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CONST. E PATOLOGIAS DE PAV. FLEXÍVEIS CORRENTES CAPÍTULO 2

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 7

As misturas betuminosas a frio usam-se normalmente na execução de camadas de base e de

ligação de pavimentos onde o tráfego é reduzido e ainda no enchimento de bermas.

O fabrico das emulsões betuminosas consiste no aquecimento do betume e posterior mistura

do mesmo com emulsionantes e água quente num moinho coloidal, para que haja uma

correcta moagem das partículas de ligante, homogeneização e dispersão no meio dispersante

(USIRF, 2006).

As emulsões betuminosas são sistemas heterogéneos de duas fases em que a fase dispersa é

um betume ou um ligante betuminoso, e a fase contínua é constituída por água ou por uma

solução aquosa. A fase dispersa pode conter uma pequena quantidade de fluxante

relativamente volátil ou fluidificante (USIRF, 2006).

As emulsões betuminosas podem classificar-se como aniónicas ou catiónicas. As primeiras

usam-se em condições de tempo seco e com agregados electropositivos, como o calcário e o

basalto. As segundas são usadas tanto em tempo seco como húmido e podem também ser

aplicadas com agregados electronegativos, tais como o granito e o quartzito.

As emulsões usam-se em trabalhos de pavimentação, como a estabilização de solos, a

impregnação de bases granulares, a execução de revestimentos superficiais, o fabrico de

misturas betuminosas a frio, a produção de lama asfáltica, e a reciclagem de materiais de

pavimentação (Galp, 2010). As emulsões betuminosas aniónicas são mais antigas do que as catiónicas, e devem estar de

acordo com a especificação do LNEC E 128 Emulsões Betuminosas Aniónicas de

Pavimentação - Características e Recepção (LNEC, 1984), já as catiónicas devem seguir o que

está especificado na EN 13808 (CEN, 2005).

Nos pavimentos de base granular as camadas de desgaste e de ligação são em mistura

betuminosa, sendo as de base e de sub-base constituídas por materiais granulares. Estes

materiais podem ter diferentes origens, podendo ser de origem natural como é o caso das

areias, as cascalheiras e as rochas britadas. Também podem ser de origem artificial como é o

caso de escórias industriais, e ainda de materiais reciclados, pois, hoje em dia, devido à

preocupação com o meio ambiente, há necessidade de recorrer a este tipo de materiais, os

quais têm origem, por exemplo, em resíduos provenientes da construção.

As camadas granulares caracterizam-se por resistirem a esforços de compressão e de corte.

Essa resistência à compressão deve-se ao imbricamento dos grãos entre si, fazendo com que

se gerem forças de atrito e tensões no contacto entre as partículas, impedindo assim o

movimento livre entre elas.

Os materiais granulares podem ter características diferentes entre si, como a sua dimensão

máxima, o equivalente de areia, entre outras, tal como indicado na EN 13242 (CEN, 2002).

Tendo em conta as suas características, estes materiais adequam-se a diferentes camadas,

como é o caso do agregado britado recomposto em central (BGr) e o agregado britado de

granulometria extensa sem recomposição, vulgarmente conhecido por tout-venant (BG),

adequado para camada de base e de sub-base. Já na camada de sub-base são geralmente

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CONST. E PATOLOGIAS DE PAV. FLEXÍVEIS CORRENTES

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usados os agregados britados de granulometria extensa sem recomposição, os agregados não

britados ou material aluvionar (GN) e até solo seleccionado (SS).

Os agregados que se utilizam nas camadas de pavimentos rodoviários devem seguir as

características definidas na NP EN 13242 (IPQ, 2005). Quando se utilizam agregados britados

de granulometria extensa devem ainda verificar-se os requisitos definidos na Norma Europeia

EN 13285 (CEN, 2010).

2.2.2. Comportamento típico dos materiais

- Materiais não ligados

Os materiais não ligados, como é o caso de solos e materiais granulares, caracterizam-se por

não resistirem a tensões de tracção e por ausência de ligação entre as partículas.

Os materiais não ligados resistem a tensões de corte, sendo a resistência dependente de vários

factores, tais como:

Escorregamento inter-partículas, o qual dá origem à rotação e translação das mesmas;

Ângulo de atrito interno, o qual depende da forma, angulosidade e dimensão das

partículas;

Relação entre a tensão normal e a tensão tangencial na rotura;

Imbricamento das partículas, ou seja, a sobreposição das extremidades das partículas;

A coesão “aparente”, originada pela sucção (ou pressão negativa) da água nos poros;

O efeito das propriedades das partículas e da mistura, representadas por parâmetros

relacionadas com a forma e angulosidade das partículas, o tamanho e distribuição dos

seus diâmetros, o ângulo de atrito e o teor em água.

Nestes materiais deve ainda considerar-se uma propriedade importante como é o módulo de

deformabilidade, o qual se define como a relação entre a tensão aplicada e a extensão

produzida no material. Esta propriedade depende também do efeito das propriedades das

partículas e da mistura, assim como do efeito de diferentes condições de tensão (Thom, 2008).

Os materiais não ligados caracterizam-se por se deformarem gradualmente com a aplicação de

cargas repetidas. Nestes materiais essa deformação é quase sempre permanente, dependendo

da resistência ao corte dos materiais aplicados.

Aquando da escolha destes materiais, propriedades como a permeabilidade, a plasticidade e a

capacidade para gerar sucções não podem ser esquecidas, pois para diferentes características

têm-se diferentes comportamentos. Note-se que há propriedades benéficas em determinada

situação mas prejudiciais noutras, como é o caso da permeabilidade que evita que o material

seja afectado pela água, mas em contrapartida impede a existência da sucção. Para a

existência da sucção é necessário que exista alguma humidade no material, embora baixa.

Os materiais plásticos são de evitar, uma vez que na presença elevada de água pode

comprometer o desempenho da camada, podendo este tipo de material ser aplicado em

camadas de sub-base e leitos de pavimento, desde que a sua plasticidade seja baixa. Já os

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CONST. E PATOLOGIAS DE PAV. FLEXÍVEIS CORRENTES CAPÍTULO 2

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 9

materiais não plásticos são aplicáveis em camadas de base, como se pode verificar pelos

parâmetros definidos, por exemplo, no Caderno de Encargos das Estradas de Portugal (E.P.,

2009 a); E.P., 2009 b).

- Materiais ligados

Além dos materiais não ligados existem os materiais ligados que incorporam ligantes

hidráulicos ou betuminosos.

O módulo de deformabilidade é uma característica importante nos materiais ligados com

ligantes betuminosos. Trata-se de uma característica extremamente variável com a variação de

temperatura, pois os valores da extensão variam directamente com a acção da temperatura,

diminuindo o valor do módulo de deformabilidade (Vicente, 2006).

A resistência à deformação permanente dos materiais depende em muito do esqueleto dos

agregados e do tipo de betume utilizado, dependendo também das variações de temperatura,

pois com temperaturas inferiores aquela resistência é maior, uma vez que o betume

permanece mais duro, e mantém o esqueleto mais estático (Vicente, 2006).

A durabilidade deste tipo de materiais depende da velocidade de endurecimento do betume,

pois quanto mais endurecido pior será o comportamento esperado, uma vez que fica também

mais frágil. Tal situação ocorre com maior frequência nas camadas superficiais, pois estas

estão mais expostas às variações de temperatura e têm um maior contacto com o oxigénio e

com a radiação solar, o que faz com que esse processo seja mais acelerado naquelas camadas.

A resistência à acção da água e aos ciclos de gelo-degelo é extremamente importante para o

aumento da sua durabilidade, uma vez que esta está directamente relacionada com a

resistência das misturas betuminosas à água. É por isso que os cadernos de encargos incluem

disposições relativas à sensibilidade à água, avaliadas através da perda de resistência

mecânica das misturas betuminosas quando submetidas à acção da água, em especial quando

se trata de misturas para camadas de desgaste (Vicente, 2010).

2.3. Patologias

2.3.1. Tipos de patologias

O pavimento é sujeito diariamente a agentes que causam a sua degradação originando o

aparecimento de patologias. Esses agentes podem ser acções sobre o pavimento que

dependem da temperatura, do tráfego e da água. A má execução aquando da sua construção

e/ou uma formulação deficiente dos materiais podem acelerar o processo de degradação de

um pavimento.

As degradações podem ser superficiais ou estruturais. As primeiras afectam o comportamento

funcional da superfície do pavimento, reduzindo assim a segurança e comodidade de quem lá

circula. As degradações estruturais manifestam-se pelo aparecimento de patologias à

superfície do pavimento. Tal facto pode dever-se à falta de capacidade de carga do solo de

fundação, ou à ruína dos materiais constituintes da estrutura do pavimento. Estas degradações

podem permitir a acumulação e penetração da água nas camadas inferiores. Quando não são

alvo de intervenções, evoluem para estados de degradação mais avançados, conduzindo à

ruína do pavimento (Vicente, 2006).

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CONST. E PATOLOGIAS DE PAV. FLEXÍVEIS CORRENTES

10

As patologias dos pavimentos flexíveis têm alguma diversidade, podendo dividir-se em vários

grupos, tal como os que se apresentam de seguida reproduzidos de Branco et al, 2006:

Deformações;

Fendilhamento;

Desagregação da camada de desgaste;

Movimento de materiais.

As patologias são agrupadas em famílias, as quais se dividem ainda em vários tipos de

degradações. No Quadro 2.1 faz-se um resumo das diferentes famílias de degradações, assim

como o tipo em que estas se dividem.

Quadro 2.1. Famílias e tipos de degradações (Branco et al, 2006)

Famílias de degradações Tipos de degradações

Deformações

Abatimento - Longitudinal

- Eixo

- Berma

- Transversal

Deformações localizadas

Ondulação

Rodeiras

- Grande raio

(camadas inferiores)

- Pequeno raio

(camadas superiores)

Fendilhamento

Fendas

- Fadiga

- Longitudinais - Eixo

- Berma

- Transversais

- Parabólicas

Pele de crocodilo - Malha fina

- Malha grossa

Desagregação da camada de

desgaste

Desagregação superficial

Cabeça de gato

Pelada

Ninhos/covas

Movimento de materiais Exsudação

Subida de finos

Noutras referências, tal como no Catálogo de Degradações elaborado pelas Estradas de

Portugal (J.A.E, 1997) as reparações executadas na camada de desgaste são também

consideradas patologias, pois originam descontinuidades no pavimento e passam a ser locais

passíveis ao aparecimento de novas patologias.

De acordo com o manual de pavimentação da Cepsa (Cepsa Betumes, 2006) pode fazer-se

uma divisão ligeiramente diferente, tal como pode ser observado no Quadro 2.2.

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CONST. E PATOLOGIAS DE PAV. FLEXÍVEIS CORRENTES CAPÍTULO 2

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 11

Quadro 2.2. Divisão de patologias observadas por inspecção visual (adaptado de Cepsa

Betumes, 2006)

Famílias de degradações Tipos de degradações

Fendilhamento

-Pele de crocodilo

-Fenda longitudinal -Eixo

-Berma

-Fenda curva

-Fenda transversal

Deformações

- Rodeiras

- Cordão longitudinal

- Pavimento ondulado

- Deslizamento

- Deformação localizada

Desprendimentos e movimento de materiais

- Desprendimento de agregados

- Pelada

- Desagregação superficial

- Polimento de agregados

- Exsudação de betume

- Subida de finos

Atendendo às várias fontes consultadas (Branco et al, 2006; LNEC, 2005; Cepsa Betumes,

2006), agrupam-se e descrevem-se abaixo os grupos de patologias considerados neste

trabalho:

Fendilhamento: resulta da repetição de esforços de tracção por flexão, induzidos na base das

camadas betuminosas pela constante passagem dos rodados dos veículos pesados. O

aparecimento desta patologia indica uma redução da qualidade estrutural do pavimento. Esta

patologia também pode ter origem à superfície do pavimento, sendo menos frequente, e

acontece com mais frequência em pavimentos cuja estrutura é mais espessa e/ou quando as

misturas betuminosas das camadas de desgaste estão mais endurecidas.

Podem considerar-se no grupo do fendilhamento as seguintes patologias:

- Fendas que resultam da fadiga das camadas ligadas devido à acção do tráfego e ao

endurecimento;

- Fendas longitudinais que podem aparecer no eixo ou na berma, podendo surgir de um mau

acabamento da junta de construção da camada superior, ou propagação de uma fenda

longitudinal da camada de base. A fenda situada na berma pode acontecer ainda devido às

acções do tráfego, causando a fadiga, devido a assentamentos, por exemplo, no caso de ter

sido realizado um alargamento;

- Fendas transversais, as quais podem surgir devido a retracções térmicas da camada de

desgaste sendo pouco frequentes no nosso país;

- Pele de crocodilo, a qual pode surgir com malha larga ou malha estreita. A malha larga pode

acontecer devido a deficiências da espessura ou fadiga das camadas, por falta de capacidade

de carga do pavimento ou, ainda, por má qualidade de algumas camadas do pavimento. A

malha fina pode surgir devido a espessuras inadequadas do pavimento ou da evolução da

malha larga.

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CONST. E PATOLOGIAS DE PAV. FLEXÍVEIS CORRENTES

12

No Quadro 2.3. apresentam-se imagens de alguns dos tipos de fendas referidos.

Quadro 2.3. Tipos de fendas

Fendas longitudinais

Fendas Ramificadas

Pele de Crocodilo

Fendas Transversais

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CONST. E PATOLOGIAS DE PAV. FLEXÍVEIS CORRENTES CAPÍTULO 2

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 13

Deformações: podem ter origem nas camadas de materiais granulares e de solos, mas

também em camadas betuminosas.

As deformações têm uma grande diversidade, podendo surgir nas seguintes formas:

- Deformações localizadas, que podem ter origem em degradações de camadas inferiores, em

deficiências pontuais de construção, em roturas de canalizações ou na falta de drenagem;

- Ondulações, as quais têm como causa mais frequente os assentamentos diferenciais da

fundação, mas podem também ter origem na instabilidade das misturas ou, na qualidade

deficiente da camada de desgaste.

- Rodeiras que podem ter origem na fraca resistência à deformação das misturas betuminosas,

vindo essa fraca resistência da utilização de ligantes muito moles, ou de uma deficiente

formulação. O tráfego lento, pesado e canalizado, conjugado com temperaturas elevadas, é

uma das causas que também se pode apontar para o aparecimento desta patologia, tal como

uma má compactação das camadas e uma capacidade de carga insuficiente. Podem ocorrer

rodeiras de pequeno raio que tem origem nas camadas superiores, e as de grande raio que são

comandadas pelas camadas inferiores;

- Cordões longitudinais que podem surgir da evolução das rodeiras de pequeno raio, mas

podem também surgir devido à falta de ligação entre as camadas betuminosas, à falta de

contenção lateral da camada de desgaste, à existência de misturas pouco estáveis ou à

ocorrência de forças tangenciais que se geram normalmente em zonas inclinadas devido à

passagem de veículos pesados;

- Deslizamentos que podem acontecer devido a esforços tangenciais provocados por travagem

ou aceleração dos veículos, pela existência de misturas betuminosas instáveis ou pela falta de

ligação entre as camadas betuminosas.

No Quadro 2.4 estão representadas imagens de alguns dos tipos de deformações acima

referidos (Cepsa Betumes, 2006; Alves, 2007).

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CONST. E PATOLOGIAS DE PAV. FLEXÍVEIS CORRENTES

14

Quadro 2.4. Tipos de Deformações

Deformação localizada (Cepsa Betumes, 2006)

Ondulações (Alves, 2007)

Rodeiras (Cepsa Betumes, 2006)

Cordão

Deslizamentos (Cepsa Betumes, 2006)

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CONST. E PATOLOGIAS DE PAV. FLEXÍVEIS CORRENTES CAPÍTULO 2

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 15

Desprendimentos e movimento de materiais: este tipo de patologias tem origem na

superfície do pavimento. Dentro desta família podem considerar-se as seguintes patologias:

- Desagregação superficial que pode acontecer com a separação da película de ligante e dos

agregados. Isto acontece devido à acção da água, de produtos químicos ou a acções

mecânicas. A desagregação pode ainda surgir devido ao endurecimento do ligante, a

deficiências construtivas ou à decomposição dos agregados;

- Cabeça de gato, a qual se deve a uma perda rápida do mastique, geralmente por má

qualidade dos materiais e da mistura, conduzindo a uma adesividade deficiente do conjunto

agregado-betume. Esta patologia pode surgir ainda em locais com tráfego elevado que pode

provocar acções tangenciais muito elevadas;

- Pelada, a qual tem como principal causa uma má ligação da camada de desgaste à camada

inferior, ou uma espessura exageradamente fina da primeira;

- Ninhos que surgem principalmente da evolução de outras patologias, as quais levam à

desagregação e ao arranque de materiais, podendo surgir ainda de imperfeições existentes em

pontos localizados;

- Exsudação de betume acontece em situações em que existe excesso de ligante e de mastique.

Quando há uma redução excessiva dos vazios, em geral associada a uma temperatura

demasiado elevada, ocorre a migração do betume para a superfície, conduzindo à redução da

macrotextura do pavimento;

- Subida de finos que ocorre sempre que o pavimento se encontra fendilhado e com água no

seu interior. Esta tende a ser expulsa com a passagem dos veículos, arrastando os finos das

camadas atravessadas;

- Desprendimento dos agregados, o qual se deve maioritariamente a problemas relacionados

com o ligante, como a falta de adesividade entre os agregados e o ligante, ou seu

endurecimento, ou uma dosagem deficiente. Tal patologia pode surgir também quando há

uma abertura precoce ao tráfego no caso de um tratamento superficial;

- Polimento dos agregados, o qual dá a origem à perda de microtextura do pavimento, o que

conduz a uma redução do atrito pneu-pavimento, reduzindo a segurança dos utilizadores. A

acção do tráfego associada a uma deficiente resistência ao polimento dos agregados são as

principais causas desta patologia.

No Quadro 2.5. mostram-se algumas das patologias referidas acima, de modo a facilitar a

identificação de cada uma delas.

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CONST. E PATOLOGIAS DE PAV. FLEXÍVEIS CORRENTES

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Quadro 2.5. Patologias consideradas no grupo de desprendimentos e movimento de materiais

Desagregação superficial (Alves, 2007)

Cabeça de Gato

Pelada (Alves, 2007)

Ninhos

Exsudação

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Quadro 2.5. (cont.) Patologias consideradas no grupo de desprendimentos e movimento de

materiais

Subida de finos (Alves, 2007)

Desprendimento de agregados (Cepsa

Betumes, 2006)

Polimentos de agregados

2.3.2. Factores de degradação

Sabe-se que os principais factores de degradação dos pavimentos dizem respeito a

deficiências dos materiais e à qualidade de execução dos trabalhos. Estes denominam-se

factores passivos. A intensidade do tráfego, as acções climáticas e a acção da água são

também factores importantes de degradação, denominando-se de factores activos (Branco et

al, 2006).

Os factores de degradação podem ser resumidos no seguinte quadro:

Quadro 2.6. Factores de degradação (Branco et al, 2006)

FACTORES DE DEGRADAÇÃO

Factores activos

(Acções sobre o pavimento)

Temperatura

Tráfego

Água

Factores passivos Deficiências dos materiais e das formulações

Má qualidade de execução

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CONST. E PATOLOGIAS DE PAV. FLEXÍVEIS CORRENTES

18

Os factores de degradação dos pavimentos flexíveis englobam vários aspectos, desde aspectos

construtivos, má qualidade de materiais e má execução do pavimento. Todos, considerados

em conjunto, ou de forma autónoma, contribuem para a ocorrência de patologias, embora a

origem destas possam ser diferente.

Para uma melhor percepção, o Quadro 2.7 relaciona alguns dos factores de degradação com

algumas das degradações referidas.

Quadro 2.7. Classificação das relações entre as degradações e os factores de degradação

(adaptado de Branco et al, 2006)

Degradações

Factores de degradação

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Deformações *** * ** *** * ** * * ***

Rodeiras *** * ** *** ** * ** ** ***

Fendas ** ** ** ** *** ** ** *** *** ***

Pele de crocodilo ** ** ** ** *** ** ** *** *** ***

Pelada *** * ** ** *** *** ** **

Ninhos ** * *** *** ** ** ** ***

Cabeça de gato *** ** *** * **

Desagregação

superficial *** *** ** *** **

Exsudação *** ** *** ***

***- Muito importante; **- Importante; *- Pouco importante

2.4. Considerações finais

Um pavimento caracteriza-se pelas suas características funcionais e estruturais. Essas

começam a ser definidas na fase de projecto.

A espessura, os materiais constituintes, as propriedades e o comportamento dos materiais das

camadas são factores que se devem ter em conta aquando do projecto, da execução e da

realização de acções de conservação de um pavimento, pois assim pode caminhar-se no

sentido de prolongar a vida útil do pavimento, proporcionando um maior conforto aos

utilizadores e uma maior economia às entidades responsáveis pelos pavimentos.

Aquando da execução devem ser cumpridos certos requisitos de qualidade dos materiais e de

fabrico, devendo trabalhar-se no sentido de garantir os parâmetros definidos nas Normas e nos

cadernos de encargos, para que o aparecimento de patologias seja o mais retardado possível.

Quando ocorrem patologias torna-se necessária a sua identificação e a averiguação das razões

que levaram ao seu aparecimento, de modo a que a sua reparação seja a mais adequada,

impedindo o seu reaparecimento ou, pelo menos, um adiamento do mesmo.

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CONST. E PATOLOGIAS DE PAV. FLEXÍVEIS CORRENTES CAPÍTULO 2

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 19

Após a identificação deve surgir a intervenção, recorrendo a técnicas de conservação que

mantenham o pavimento em condições de segurança, conforto e economia. Essas técnicas de

conservação serão alvo de descrição mais aprofundada no capítulo seguinte.

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CONST. E PATOLOGIAS DE PAV. FLEXÍVEIS CORRENTES

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CAPÍTULO 3

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 21

3. TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO CORRENTE DE PAVIMENTOS

FLEXÍVEIS

3.1. Generalidades

De acordo com a concessionária Estradas de Portugal, S.A (E.P, 2011 a) “os trabalhos de

conservação corrente consistem na manutenção de pavimentos, bermas e valetas, passeios,

nós, intersecções, ilhéus e separadores, na conservação de taludes e da rede de vedação e

ainda na manutenção de obras de arte, actividades ambientais e de segurança. Inclui-se

igualmente no âmbito dos contratos a actualização do inventário dos equipamentos

constituintes das estradas”.

Já de acordo com outros autores (Branco et al, 2006) as actividades de conservação corrente

de pavimentos são intervenções que têm como objectivo a reposição da qualidade funcional e

estrutural do pavimento ao longo do seu tempo de vida.

A conservação de pavimentos passa pela execução de uma ou várias camadas sobre a

superfície já existente. As camadas são normalmente constituídas por uma mistura de

agregados naturais e ligantes betuminosos (Branco et al, 2006).

A conservação de pavimentos é susceptível de várias classificações, consoante o tipo de

intervenções a realizar, as quais dependem do estado do pavimento e do tipo de patologia a

tratar.

De acordo com o LNEC (LNEC, 2005) podem considerar-se seis tipos de conservação: de

rotina, de emergência, preventiva, curativa, funcional e estrutural.

Já segundo o Minnesota Department of Transportation (Johnson, 2000), é proposta uma

divisão em três grupos: conservação preventiva, correctiva e de emergência.

Outros autores (Branco et al, 2006) organizam as acções de conservação nas seguintes

categorias: preventiva, curativa e através de reforços sucessivos.

Na presente dissertação a classificação adoptada é próxima das referidas, sendo também a

adoptada, por exemplo, pelo Minnesota Department of Transportation (Johnson, 2000).

A conservação preventiva corresponde às acções efectuadas com a finalidade de evitar o

desenvolvimento de patologias, enquanto a correctiva é levada a cabo para corrigir defeitos

que existam no pavimento.

Em geral, as patologias são agravadas pela deficiente execução das camadas e pela má

qualidade dos materiais. Quando se verifica um agravamento excessivo das patologias

recorre-se à chamada conservação de emergência. Nestes casos são efectuadas intervenções

pontuais no pavimento, uma vez que o estado avançado de degradação, não permite que a

administração da estrada adie mais a realização das acções de conservação.

Na secção seguinte apresenta-se uma abordagem mais aprofundada dos tipos de conservação

e das técnicas aplicadas para manter as condições de utilização do pavimento. Algumas

técnicas são aplicadas de forma pontual, enquanto outras são de aplicação sobre a

generalidade da superfície do pavimento.

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS

22

3.2. Tipos de Conservação

3.2.1. Conservação preventiva

A conservação preventiva tem como objectivo atrasar o aparecimento de degradações ou a sua

progressão, diminuindo a necessidade de intervenções posteriores (LNEC, 2005).

Normalmente este tipo de conservação consiste na execução de reparações localizadas, ou de

tratamentos superficiais do pavimento. As técnicas utilizadas têm como intuito voltar a dar ao

pavimento as características superficiais perdidas, tais como a regularidade e a

impermeabilidade, impedindo que a água chegue às camadas mais interiores do pavimento e

surjam patologias mais graves, as quais podem conduzir à sua ruína estrutural.

3.2.2. Conservação correctiva

Quando se pretende corrigir as patologias existentes no pavimento utilizam-se técnicas que

podem enquadrar-se no grupo da conservação correctiva. São exemplos deste tipo de acções

de conservação a reposição das características de atrito do pavimento ao nível da camada de

desgaste, a reparação de ninhos ou covas, ou a eliminação da desagregação superficial, entre

outras (LNEC, 2005).

3.2.3. Conservação de emergência

Este tipo de conservação é executado quando ocorrem patologias que necessitam de uma

reparação rápida pelos prejuízos e desconforto que possam causar aos utentes da estrada.

A conservação de emergência é necessária quando as administrações rodoviárias adoptam

uma política de conservação inadequada. Nesses casos as acções de conservação preventiva e

correctiva não são realizadas atempadamente, o que leva ao aparecimento de patologias mais

graves.

A conservação de emergência inclui intervenções temporárias realizadas para tornar possível

a utilização do pavimento, particularmente nas situações em que seja difícil suspender a

circulação, como, por exemplo, a reparação de uma cova no Inverno, numa estrada com muito

tráfego. Nestes casos fazem-se intervenções destinadas a atrasar o desenvolvimento da

degradação até que possa proceder-se a uma reparação definitiva.

As técnicas utilizadas dependem do tipo e da gravidade da patologia, do custo da intervenção,

do tempo de execução e do material escolhido para a reparação.

3.3. Técnicas de Conservação Pontuais

Para tratar patologias localizadas recorre-se normalmente a técnicas de conservação corrente,

aplicadas pontualmente. Estas acções consistem, por exemplo, na selagem de fendas, na

realização de saneamentos pontuais, ou na reparação individual de covas.

Descrevem-se de seguida, de maneira mais aprofundada, as técnicas referidas.

3.3.1. Reparações pontuais

A reparação de um remate de uma tampa de saneamento ou a reparação de covas constituem

casos típicos de reparações pontuais.

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS CAPÍTULO 3

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 23

Os materiais usados naqueles trabalhos podem ser pré-fabricados. Podem utilizar-se misturas

betuminosas fabricadas a frio, previamente preparadas, comercializadas em pequenas

embalagens para posterior aplicação. As misturas são constituídas geralmente por agregados e

emulsão betuminosa, a qual pode ser produzida com betume modificado com produtos

específicos.

Em vez das misturas betuminosas a frio também podem usar-se misturas a quente, embora

seja menos prático, uma vez que é necessário manter a mistura à temperatura adequada,

exigindo equipamento específico e um consumo de energia considerável. Deve ainda ter-se

em atenção a temperatura ambiente aquando da reparação com uma mistura a quente, pois

estando perante uma reparação de carácter duradouro a temperatura ambiente deverá ser

superior a 10º C (DLC, 2004).

Além das misturas betuminosas usadas para o preenchimento da cova ou de outra cavidade

similar, deve usar-se também um produto para a selagem dos bordos, para que não haja

entrada de água na emenda da reparação com o pavimento. O selante poderá ser uma resina

ou um mastique betuminoso, composto por betume e filer, sendo o filer usado para dar

consistência à mistura. Os selantes caracterizam-se por serem produtos fortemente adesivos e

terem a capacidade de permanecer duradouramente no local tratado, criando uma película que

evita a entrada de humidade (Repasfalt, s.d.).

A reparação de covas começa com a instalação de sinalização na área de trabalho, para que os

condutores tenham tempo de tomar as medidas necessárias, de modo que quem trabalha esteja

em segurança. Segue-se a limpeza de materiais soltos para que possa fazer-se uma observação

correcta da zona danificada, procedendo-se depois à marcação do local de serragem, a qual

deve ter uma forma regular. A marcação pode ser feita com um simples giz ou algo similar,

devendo ficar afastada dos bordos da zona a reparar. O afastamento depende do estado de

degradação do bordo e à volta dele, pois no caso de já existirem fendas na zona envolvente

deve marcar-se fora dessa zona. Ilustra-se na Figura 3.1 o modo de marcação e corte.

Há autores que indicam valores de 15 cm de afastamento entre o bordo da patologia e o limite

do corte (DLC, 2004), indicando outros 30 cm de afastamento (ISCYC, 2006). O importante é

garantir que toda a zona de material com sinais de degradação seja completamente removida.

Figura 3.1. Marcação do corte (IRF, 1985)

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS

24

Segue-se o corte pela marcação realizada com recurso a um equipamento, o qual pode ser

uma máquina de serrar, munida de um disco de corte. Os bordos devem ficar verticais para

poder compactar-se de forma correcta o material de enchimento da cavidade, pois este é um

dos aspectos mais importantes para obter uma boa durabilidade da reparação. Deve cortar-se

até à profundidade necessária à existência de material em bom estado para suportar o material

de preenchimento, devendo a cavidade estar seca. As paredes do corte devem ficar verticais e

o fundo devidamente regularizado.

O passo seguinte é a retirada do material desmontado pelo corte, a qual pode ser manual ou

mecanizada, e a limpeza dos detritos mais pequenos com recurso a um jacto de ar. O ar

projectado na superfície ajuda também a secar a humidade que possa existir na cavidade.

Após a limpeza coloca-se uma emulsão betuminosa para colagem do material aos bordos e

consequentemente prevenir a entrada de água na reparação, pois se o material novo ficar

perfeitamente unido ao do pavimento existente não será tão susceptível a entrada de água.

Pode observar-se na Figura 3.2. a aplicação da emulsão no bordo da cavidade, que pode ser

em spray ou no estado líquido. A aplicação pode eventualmente ser efectuada com

equipamento de espalhamento manual. O spray poderá considerar-se mais adequado pois

evita a acumulação de material em depressões que possam existir na cavidade e evitando

assim a sua ascensão à superfície ou a ocorrência de assentamentos (DLC, 2004).

Figura 3.2. Selagem dos bordos (Instarmac, 2005; IRF, 1985)

Aplica-se também uma rega de colagem sobre a superfície da cavidade executada no

pavimento. Depois coloca-se a mistura para posterior compactação. Se a profundidade da

reparação for elevada, a compactação deverá ser feita por camadas da ordem do 10 cm (DLC,

2004).

A rega de colagem consiste na aplicação da emulsão betuminosa sobre a superfície já limpa e

completamente seca, de forma a assegurar a aderência e consequente funcionamento conjunto

das camadas que constituem o pavimento, para que o seu comportamento estrutural seja

adequado. São normalmente utilizadas emulsões betuminosas catiónicas de rotura rápida e de

baixa viscosidade (Intevial, 2009). As Estradas de Portugal preconizam a utilização de uma

emulsão do tipo C 60 B 4 (ECR-1), ou seja, uma emulsão catiónica clássica com 60% de teor

nominal de betume residual, com um índice de rotura da classe 4 (E.P, 2011 b).

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS CAPÍTULO 3

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 25

Pode ainda haver a necessidade de reconstruir a camada de sub-base do pavimento, pois esta

poderá estar danificada. Para a reconstrução da camada de sub-base recorre-se à colocação de

solos seleccionados ou materiais granulares britados, que podem ser estabilizados (E.P, 2010).

Procede-se de seguida a uma rega de impregnação com uma emulsão betuminosa para

posterior execução da camada de mistura betuminosa (E.P, 2009 b). A emulsão betuminosa

preconizada pelas Estradas de Portugal (E.P, 2011 b)) pode ser de dois tipos: a C 50 BF 5

(ECI) ou a C 60 BF 5 (ECL-1).

Finalmente, compacta-se a mistura com uma placa vibratória semelhante ao da Figura 3.3, ou

com um cilindro de rolos de pequenas dimensões, consoante a dimensão da reparação. A

altura da reparação antes da compactação final deve ficar ligeiramente acima da quota do

pavimento, de modo a ter em conta os assentamentos por compactação. Há autores que

indicam valores da ordem dos 2,5 cm (DLC, 2004). Outros indicam que a camada deve ficar

mais alta cerca de 1/5 da profundidade do buraco (E.P, 2010).

Para concluir a reparação procede-se à limpeza do pavimento e à remoção dos materiais

sobrantes para um destino final adequado. Por fim, retiram-se os recursos humanos e

equipamentos e, finalmente, a sinalização temporária.

A maioria das misturas que se comercializam actualmente permitem a abertura ao tráfego

logo após terminada a reparação, embora outras exijam que se aguarde o tempo necessário à

rotura da emulsão, a qual confere coesão à mistura. Normalmente esse tempo é definido pelo

fabricante da mistura, variando com o tipo de emulsão utilizada.

Figura 3.3. Equipamento para compactação (Instarmac, 2005)

3.3.2. Selagem de fendas

Quando existem fendas isoladas, ou que afectam uma parcela relativamente pequena do

pavimento, deve proceder-se à sua selagem, executada de forma individualizada.

Trata-se de um tratamento localizado, aplicado para impedir a entrada de água e de detritos no

interior da fenda.

Segundo o National Cooperative Highway Research Program (NCHRP, 2005) a selagem de

fendas deve ser executada com temperaturas compreendidas entre 7 e 18ºC para uma

aderência correcta do selante às paredes da fenda, uma vez que perante tais temperaturas a

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS

26

fenda encontra-se geralmente aberta, o que facilita a penetração do selante (Yildirim et al,

2006).

Os materiais usados para a selagem da fenda são selantes à base de betume asfáltico, ou

betume asfáltico modificado com polímeros quando é necessária uma maior elasticidade da

reparação.

Os selantes são utilizados para ligar os bordos da fenda. Quando em serviço devem resistir à

abrasão e aos danos causados pelo tráfego, mantendo a capacidade para expandirem ou para

contraírem no intervalo de temperaturas de serviço, sem romperem ou desligarem das paredes

da fenda.

Em função da geometria da fenda, a selagem pode ser aplicada com serragem ou sem

serragem da mesma.

A serragem da fenda depende da sua abertura e do estado de degradação dos seus bordos.

Sempre que a fenda se encontre aberta, isto é, a sua abertura seja da ordem de 1,5 cm a 2,0

cm, pode optar-se por selar a fenda sem a serrar. Quando a abertura é menor, em geral, há

necessidade de proceder à serragem da fenda.

Descrevem-se de seguida as diversas fases dos dois processos construtivos, sendo algumas

comuns a ambos.

A primeira etapa no procedimento é a sinalização do troço onde irão decorrer os trabalhos.

Quando a fenda não é serrada, os trabalhos iniciam-se pela limpeza do pavimento e da fenda,

de modo a retirar todos os detritos, poeiras e materiais soltos, através de jactos de ar

comprimido, o qual pode ser aquecido ou projectado à temperatura ambiente. O ar quente

ajuda a secar a humidade que possa existir na fenda. É importante que não exista humidade,

uma vez que a sua existência poderá pôr em causa a aderência do selante ao material do

pavimento.

Segue-se a aplicação do material selante no interior da fenda, o qual pode ser aplicado a

quente ou a frio. No caso de aplicação a quente devem aquecer-se os bordos da fenda, o que

pode ser efectuado com ar quente. Os selantes aplicados a quente devem cumprir o

estabelecido na norma EN 14188-1 (CEN, 2004).

A aplicação do selante poderá ser feita com recurso a um equipamento como o exemplo que

se mostra na Figura 3.4, ou similar. O acabamento é feito com um rodo para que haja uma

correcta distribuição do selante na abertura da fenda. O rodo pode ser do tipo que se mostra na

Figura 3.5.

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Figura 3.4. Aplicação de selante (Caltrans, 2003)

Figura 3.5. Aspecto do rodo de acabamento (Caltrans, 2003)

Podem ainda ser usados outros tipos de equipamentos para aplicação de selante, alguns já com

o rodo incorporado. Nestes, à medida que se aplica o produto já se faz o espalhamento

pretendido do selante na abertura (Figura 3.6).

Para finalizar a técnica procede-se ao espalhamento de agregado fino sobre o selante, como

por exemplo areia fina, de modo a conferir rugosidade ao pavimento para garantir boas

condições de aderência e evitar que o selante adira aos pneus dos veículos. Na Figura 3.7

mostra-se a aparência dum pavimento depois da fenda tratada.

Figura 3.6. Equipamentos para aplicação de selante com rodo (Caltrans, 2003)

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Figura 3.7. Aspecto final de fenda isolada após selagem (Yildirim et al, 2006)

Na reparação em que se recorre à serragem da fenda, alguns dos procedimentos coincidem

com os descritos para a reparação sem serragem.

Inicia-se o processo com sinalização do troço. Segue-se a limpeza da fenda, para observação e

posterior serragem com uma máquina de corte, similar à que se mostra na Figura 3.8.

Figura 3.8. Máquina de corte do pavimento (Husqvarna, 2011)

A serragem executa-se com o objectivo de criar um espaço para o selante. O corte deve ser da

ordem de 1 cm de profundidade, 1 cm de largura, embora as dimensões dependam do estado

da fenda, bem como da sua abertura (Yildirim et al, 2006).

Após a serragem da fenda limpam-se os detritos para verificar se a fenda está bem limpa e

seca. Verificadas as duas condições segue-se a aplicação do selante pelo processo já descrito,

sendo os passos seguintes em tudo semelhantes nos dois tipos de reparações, com e sem

serragem da fenda.

3.3.3. Fresagens localizadas

Esta técnica permite corrigir defeitos localizados do pavimento como, por exemplo,

assentamentos e/ou fendilhamento em malha.

Consiste na remoção dessas zonas através da fresagem mecânica do pavimento até à

profundidade de 0,06 m, podendo ser realizada uma segunda fresagem exactamente nas

mesmas condições sempre que se verifique que a degradação é mais profunda (E.P, 2010).

Os equipamentos necessários para realizar uma reparação antecedida de uma fresagem

localizada são: uma pá carregadora, equipamentos de limpeza (vassoura mecânica,

aspiradora), um cilindro ou placa vibratória, um camião de carga, um equipamento de rega

para aplicação da emulsão betuminosa e uma fresadora. Para pequenas áreas de fresagem

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pode utilizar-se uma mini-carregadora equipada com tambor de corte/fresadora similar à que

pode ver-se na Figura 3.9 ou uma fresadora semelhante à que se pode ver na Figura 3.10.

Estas máquinas permitem a fresagem do pavimento através de tambores de fresagem, que ao

passarem no pavimento desagregam a camada ou camadas pretendidas.

Figura 3.9. Mini-carregadora equipada com equipamento de fresagem (Tramac, 2009)

Posteriormente o material desagregado é armazenado num camião e transportado para destino

final adequado.

Os tambores podem ser semelhantes ao que se apresenta na Figura 3.11, podendo a sua

configuração variar com a marca do equipamento e o tipo de fresagem que se pretende fazer.

Figura 3.10. Fresadora (CAT, 2008)

Figura 3.11. Tambores de corte (CAT, 2008)

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3.4. Técnicas de Conservação Contínuas

Cabem na classificação de técnicas de conservação contínuas, por exemplo, os tratamentos

superficiais. Têm como intuito restabelecer algumas características perdidas do pavimento, ou

retardar o processo de degradação em curso, ou são utilizadas na colmatação de fendas,

impermeabilizando as superfícies degradadas (E.P, 2009 a).

As técnicas de conservação contínuas de menor impacto baseiam-se em tratamentos

superficiais. Os tratamentos podem ser de vários tipos e constituídos por materiais diferentes.

Os revestimentos superficiais betuminosos, o microaglomerado betuminoso a frio e a lama

asfáltica, são exemplos de técnicas de conservação contínuas usuais. As fresagens são

também uma técnica de recurso possível, uma vez que esta técnica se pode estender a uma

área do pavimento considerável, como é o caso, por exemplo, da micro fresagem que é usada

para repor temporariamente o atrito do pavimento, nos casos em que este apresenta uma

textura exageradamente lisa.

Os tratamentos superficiais, independentemente do seu tipo, devem seguir algumas regras em

relação às condições de aplicação, não devendo ser aplicados sempre que haja risco de

ocorrência de chuva, nem quando a temperatura ambiente, à sombra, seja inferior a 5º C (E.P,

2009 b).

É de salientar ainda que, independentemente do tipo de tratamento, a operação deve ser

antecedida por uma limpeza do pavimento, pois a superfície deve estar isenta de materiais

soltos, sujidades, detritos e poeiras. Para a remoção dos elementos finos que possam existir

sobre a superfície recorre-se normalmente a uma vassoura mecânica e a um jacto de ar (E.P,

2009 b).

Este tipo de operações finaliza-se com a limpeza da área intervencionada e o transporte de

qualquer material sobrante para o destino final adequado. Segue-se a retirada dos

equipamentos e sinalizações temporárias para abertura ao tráfego, ou a colocação de nova

sinalização de acordo com as condições de circulação.

3.4.1. Revestimentos superficiais betuminosos

Um revestimento superficial consiste numa ou mais operações de espalhamento de um ligante

sobre uma superfície, seguido de uma ou mais operações de espalhamento de agregado, com a

finalidade de melhorar principalmente as características superficiais do pavimento (Intevial,

2009; E.P, 2009 b).

O espalhamento do agregado deve ser efectuado mecanicamente com autogravilhadores

(espalhadores de gravilha com motor) ou com gravilhadores ligados às rodas do camião, após

espalhamento do ligante, de forma a que a distribuição dos materiais seja uniforme e regular

(E.P, 2010).

O espalhamento do ligante, em geral na forma de emulsão betuminosa, normalmente do tipo

C 69 B 3 (ECR-3) (E.P, 2011 b), poderá ser executado recorrendo a um camião munido de

uma cisterna de rega equipada com barra de espalhamento com pulverizadores, tal como o

que se mostra na Figura 3.12. Alguns equipamentos mais completos permitem executar o

espalhamento do ligante e do agregado numa única passagem Figura 3.13.

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Figura 3.12. Espalhamento de ligante com camião cisterna (IME, 2008)

Figura 3.13. Espalhamento do ligante simultaneamente com agregado (IME, 2008)

É habitual considerar que esta técnica apresenta a melhor relação benefício/custo para

reabilitar as características de impermeabilidade e/ou de rugosidade de camada de desgaste.

Os revestimentos melhoram ainda as características anti-derrapantes, reduzem as projecções

de água dos pneus em tempo chuvoso e impedem a entrada de água no pavimento,

melhorando a sua capacidade de suporte (Branco et al, 2006; USIRF, 2006).

Os revestimentos superficiais podem ser de vários tipos. Há autores que consideram três tipos

de revestimentos: os simples, os duplos e os “Sandwich”, também denominados simples com

aplicação prévia de agregado (Intevial, 2009). A concessionária Estradas de Portugal S.A.

(E.P, 2009 b) considera também três tipos de revestimentos superficiais: simples, simples com

duas aplicações de agregado e duplo. Outros autores consideram além dos tipos enumerados

um tipo de revestimento pouco utilizado devido ao seu custo, o revestimento superficial

triplo.

Um dos benefícios mais importantes dos revestimentos superficiais é a sua economia, o que

no caso do revestimento triplo não é conseguido com facilidade (Branco et al, 2006).

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Descrevem-se de seguida os tipos de revestimentos superficiais referidos, tendo como base a

informação recolhida em várias fontes (Branco et al, 2006; E.P, 2009 b; Intevial, 2009;

USIRF, 2006).

- Revestimento superficial simples

Inicia-se com a limpeza do pavimento com vassoura mecânica. Segue-se uma operação de

rega com um ligante betuminoso e o espalhamento de agregado, finalizando-se com a

compactação com um cilindro de pneus. Na Figura 3.14 apresentam-se as diferentes fases de

execução deste tipo de revestimento. É normalmente usado em pavimentos com tráfego

reduzido (TMDA até 300), pois a sua resistência a esforços tangenciais não é elevada. Um

revestimento superficial simples caracteriza-se pela sua economia e pela sua adaptação a

suportes homogéneos.

Figura 3.14. Fases de execução de um revestimento superficial simples (adaptado de USIRF,

2006)

- Revestimento superficial simples com duas aplicações de agregado

Executa-se de forma semelhante ao revestimento superficial simples. Começa-se com a

limpeza da superfície do pavimento. Depois executa-se o espalhamento do ligante, seguido da

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aplicação de um agregado grosso (10/14). Após uma primeira compactação com recurso a um

cilindro de pneus, procede-se a um posterior espalhamento de um agregado mais fino (4/6) e à

compactação final. Na Figura 3.15 podem observar-se as fases de execução deste tipo de

revestimento. Este adequa-se a situações de tráfego intenso, rápido e pesado, pois assegura

boas condições de aderência e uma drenagem superficial elevada.

Figura 3.15. Fases de execução de um revestimento superficial simples com duas aplicações

de agregado (adaptado de USIRF, 2006)

- Revestimento superficial duplo

É executado com duas operações de espalhamento de ligante e duas de agregado. Começa-se

com a limpeza do pavimento, seguindo-se uma rega com emulsão betuminosa. Depois

executa-se o espalhamento de agregado grosso (10/14) para execução da primeira camada. Na

segunda aplicação de materiais começa-se com a rega com emulsão betuminosa, seguida do

espalhamento de agregado mais fino (2/4). As fases de execução deste revestimento estão

ilustradas na Figura 3.16. É um revestimento adequado a suportes heterogéneos com menos

ligante do que o desejável, permeáveis e em situações de tráfego intenso.

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Figura 3.16. Fases de execução de um revestimento superficial duplo (adaptado de USIRF,

2006)

- Revestimento superficial simples com aplicação prévia de agregado, revestimento superficial

sandwich ou inverso

A execução deste tipo de revestimento superficial consiste numa operação de espalhamento

de agregado grosso (6/10), seguida da aplicação de ligante betuminoso, complementada com

uma operação de espalhamento de uma camada final de agregado fino (2/4). As operações que

se realizam neste tipo de revestimento estão representadas na Figura 3.17. Este tipo de

revestimento é adequado para pavimentos heterogéneos e com exsudação, mas têm o

inconveniente de proporcionarem uma impermeabilidade baixa, sendo, por isso, menos usado

que os revestimentos duplos.

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Figura 3.17. Fases de execução de um revestimento superficial simples com aplicação prévia

de agregado (adaptado de USIRF, 2006)

- Revestimento duplo com aplicação prévia de agregado

Inicia-se com a limpeza do pavimento, seguindo-se o espalhamento de um agregado grosso e

a execução de uma rega com emulsão betuminosa. Sobre o primeiro filme de emulsão

espalha-se novamente agregado, para posterior rega com emulsão, finalizando com o

espalhamento de um agregado fino e posterior compactação. Este revestimento adapta-se bem

a condições de exsudação, tal como no revestimento anterior, mas no revestimento duplo com

aplicação prévia de agregado há uma melhor adaptação a suportes ainda mais heterogéneos.

Na Figura 3.18 faz-se um resumo dos tipos de revestimentos descritos e ilustram-se as

texturas superficiais típicas obtidas para cada uma das situações.

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Figura 3.18. Constituição e textura superficial dos diversos tipos de revestimentos superficiais

(adaptado de USIRF, 2006)

As emulsões mais utilizadas na técnica de revestimentos superficiais são as emulsões de

natureza catiónica de rotura rápida, pois a carga das partículas de betume é positiva, e a rotura

é rápida, ou seja, a separação irreversível das fases constituintes (água e betume) acontece

rapidamente, o que faz com que a interrupção do tráfego seja menos demorada. O ligante deve

ter elevada viscosidade, um teor de ligante alto, e boa adesividade aos agregados. É normal

recorrer-se a emulsões com ligantes modificados sempre que o tráfego e/ou as condições

climatéricas sejam mais exigentes.

A dimensão dos agregados varia consoante o tipo de revestimento. No Quadro 3.1 podem

observar-se as dimensões dos agregados usados nos diferentes tipos de revestimentos, bem as

características típicas das emulsões utilizadas.

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Quadro 3.1. Características dos agregados usados nos revestimentos superficiais (adaptado de

E.P, 2011 a); USIRF, 2006)

Estrutura Granulometria

Taxa de aplicação

Agregado (l/m2)

Ligante Residual (kg/m2)

E.P, 2009 USIRF, 2006

Simples

4/6 6 a 7 0,9 1,3

6/10 8 a 9 1,2 1,75

10/14 11 a 13 1,5 2.15

Simples com duas

aplicações de

agregado

6/10 – 2/4 6 a 7 – 3 a 4 1,2 1,75

10/14 – 4/6 8 a 9 – 4 a 5 1,5 2,15

Duplo 6/10 – 2/4 7 a 8 – 4 a 5 0,7+0,9 1+1,3

10/14 – 4/6 10 a 11 – 6 a 7 0,9+1,0 1,1+1,4

Simples com

aplicação prévia

de agregado

6/10 – 2/4 7 a 8 – 4 a 5 N.E. 1,75

10/14 – 4/6 10 a 11 – 6 a 7 N.E. 2,1

N.E: não está especificado no caderno de encargos das Estradas de Portugal (E.P, 2011 b)

Os revestimentos superficiais constituem um tratamento económico, mas tal como acontece

geralmente nos materiais, os revestimentos são também susceptíveis ao aparecimento de

patologias. Estas surgem, quer devido a factores externos, tais como a intensidade e as cargas

do tráfego, as condições atmosféricas e a poluição acidental, como por exemplo, o derrame de

combustíveis ou produtos tóxicos, quer por razões associadas à natureza do suporte ou dos

constituintes.

Em idade jovem, as patologias mais comuns são a rejeição dos agregados, as peladas e a

exsudação. Quando ocorre uma anomalia no espalhamento da emulsão devido ao entupimento

ou mau posicionamento dos pulverizadores que espalham a emulsão, verificam-se

descontinuidades na distribuição de ligante, formando uma espécie de riscado no pavimento.

Nestes casos há zonas do pavimento com uma fraca taxa de emulsão, em geral coincidentes

na direcção longitudinal do pavimento com os pulverizadores entupidos ou mal posicionados,

ficando assim os agregados mal ligados ao suporte. Esta patologia é designada por peignage

na bibliografia Francesa (USIRF, 2006), podendo ser traduzida para penteado, em português.

A Figura 3.19 mostra o aspecto de algumas patologias que se desenvolvem em revestimentos

superficiais, mais frequentes em idade jovem.

Figura 3.19. Aspecto dos revestimentos superficiais com diferentes patologias (adaptado de

USIRF, 2006)

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A rejeição dos agregados deve-se ao facto do ligante não ligar convenientemente ao suporte

todos os agregados, fazendo com que haja projecção dos mesmos aquando da passagem dos

veículos. As causas desta patologia podem ser uma dosagem insuficiente de ligante, presença

de humidade, uso de um ligante com viscosidade e coesão muito baixas, ou ainda uma

compactação insuficiente.

O aparecimento de peladas pode ser devido a uma má limpeza do suporte aquando da

aplicação do revestimento, podendo ainda surgir como consequência de uma exsudação. A

exsudação surge devido à migração do ligante até à superfície por haver um excesso de

betume ou falta de agregado, ou, mesmo, por migração de ligante de reparações efectuadas

antes da aplicação do revestimento. Pode surgir ainda devido ao uso de um ligante muito

mole.

Podem também desenvolver-se patologias causadas por produtos derramados no pavimento.

Deve no entanto salientar-se que, os revestimentos são uma técnica útil, económica, de

simples execução, causando pouco desconforto e inconvenientes aos utilizadores. Apresentam

ainda a vantagem de ser uma técnica aplicada a frio, ou seja, sem necessidade de aquecimento

(ou de pouco aquecimento), havendo economia de energia. Também por essa razão, têm a

vantagem de se poderem aplicar por períodos de tempo mais longos do que uma mistura

betuminosa aplicada a quente.

3.4.2. Microaglomerado Betuminoso a frio (macro-seal)

O microaglomerado betuminoso a frio, também conhecido por macro-seal, é uma mistura

betuminosa densa, rugosa e impermeável, fabricada a frio e constituída por agregados cuja

granulometria pode variar consoante o estado do suporte, emulsão betuminosa, água,

eventualmente filer e/ou aditivos (Intevial, 2009; Branco et al, 2006). No Quadro 3.2 podem

observar-se algumas das características dos materiais deste tipo de tratamento superficial.

Quadro 3.2. Características dos materiais (adaptado de E.P, 2011 b); USIRF, 2006)

Tipo de emulsão C 60 BP 5 (ECL-2mod)

Agregados

Granulometria Taxa de aplicação (kg/m2)

0/4 6 a 12

0/6 10 a 16

0/10 12 a 25

Este tipo de revestimento é aplicado como camada selante, impermeabilizante e anti-

derrapante. É uma técnica de grande rendimento em termos de colocação e de custo reduzido.

Adequa-se bem a pavimentos com estados de fendilhamento ligeiro, envelhecimento

superficial ou com falta de ligante, contribuindo para a melhoria da aderência do pavimento

(E.P, 2010).

Este tratamento superficial pode ser aplicado em meio urbano, pois praticamente não aumenta

a espessura do pavimento, ou aumenta pouco, e contribui para uma diminuição do ruído

provocado pela circulação (Branco et al, 2006).

Como é uma técnica executada a frio tem as vantagens energéticas e de execução já

enumeradas para os revestimentos superficiais.

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Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 39

As etapas referentes a este tipo de tratamento iniciam-se, como em outros trabalhos pela

sinalização prévia do troço a tratar. De seguida faz-se a limpeza do pavimento, uma vez que

este deve estar limpo, sem detritos, poeiras, ou qualquer material solto. Para tal, deve recorrer-

se a uma vassoura mecânica e a um jacto de ar comprimido. Depois da superfície estar limpa

executa-se o espalhamento da mistura fabricada numa central móvel do tipo da que se pode

ver na Figura 3.20.

Figura 3.20. Central móvel (Alibaba, 2011)

A central deve ser constituída por uma tremonha para agregados, tremonha para filer

comercial, depósitos para água, emulsão e eventualmente aditivos. Deve ainda ser composta

por uma misturadora para que haja uma execução correcta da mistura e que possibilite o seu

envio para a grade de espalhamento. Na Figura 3.21 podem ver-se os diferentes constituintes

da central móvel.

Figura 3.21. Constituintes de uma central móvel (adaptado de USIRF, 2006)

O espalhamento deve ser feito de forma contínua, homogénea, de modo a que a superfície

apresente uma textura homogénea, uniforme e sem segregações (E.P, 2010).

Segue-se então a limpeza da zona tratada, e o transporte dos materiais excedentes para local

apropriado. Após a rotura da emulsão retira-se a sinalização do local, e pode abrir-se a

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS

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passagem ao tráfego, mas este deve circular a uma velocidade até 50 km/h para que não haja

deterioração da camada (E.P, 2010).

Nalguns casos pode ser necessário manter o tratamento protegido da acção do tráfego durante

mais tempo, garantindo-se a existência de circuitos alternativos

3.4.3. Lama Asfáltica (Slurry seal)

A lama asfáltica é semelhante em termos de composição ao microaglomerado betuminoso a

frio, sendo a principal diferença a dimensão dos agregados utilizados. Na lama asfáltica a sua

dimensão é menor, uma vez que a maioria dos agregados tem dimensões inferiores a 2 mm

(Branco et al, 2006), fazendo com que esta mistura seja semelhante a um mastique

betuminoso.

Esta técnica é usada principalmente na colmatação de fendas, para impermeabilizar o

pavimento, e pode ainda ser usada no tratamento prévio de pavimentos com fendas, sendo

aplicada antes da colocação de uma interface anti-fendas, para evitar a sua propagação para as

camadas de reforço do pavimento.

A grande vantagem desta técnica, que é em tudo semelhante à técnica do microaglomerado a

frio, é a facilidade de espalhamento da mistura, permitindo assim um grande rendimento.

Esta técnica está a ser abandonada, pois a rugosidade superficial do pavimento que se obtém

com este tratamento é baixa, tanto ao nível da macro como da microtextura, não garantindo

boas condições de aderência entre o pneu e o pavimento, principalmente com pavimento

molhado.

3.4.4. Membrana de protecção (Fog-seal)

O recurso ao uso de uma membrana de protecção justifica-se quando se pretende

impermeabilizar a camada de desgaste, melhorar a ligação das partículas de agregado ao

suporte e a homogeneidade da superfície do pavimento, ou para aumentar a visibilidade da

marcação rodoviária.

Para poder usar-se esta técnica a camada de desgaste terá de estar estável. Deve varrer-se de

forma suave, ou aspirar a superfície, de modo a remover gravilhas ou quaisquer outros

materiais soltos (E.P, 2010).

O ligante a usar na mistura deverá ser uma emulsão betuminosa catiónica, de rotura rápida e

de baixa viscosidade (E.P, 2010).

Após a colocação da sinalização, iniciam-se os trabalhos de limpeza do pavimento com uma

vassoura mecânica e um jacto de ar.

O espalhamento da emulsão deve ser feito com recurso a uma cisterna de rega, munida de

barra com pulverizadores, tendo o cuidado de proceder a uma distribuição uniforme, sem

falhas ou sobreposições (E.P, 2010).

Após o espalhamento do ligante betuminoso procede-se à limpeza da área intervencionada e à

recolha do material sobrante para local apropriado.

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS CAPÍTULO 3

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 41

Assim que se finalizem os trabalhos procede-se à retirada da sinalização e à abertura ao

tráfego, logo que a superfície o permita.

3.5. Breve Descrição de Outras Técnicas de Conservação

Existem ainda outras técnicas de conservação contínuas, não tão usuais na reparação de

estradas de baixo tráfego como as descritas anteriormente, por serem técnicas a quente. Nestes

casos o processo tem em geral, um custo superior, por ter maior consumo de energia, exigindo

também equipamentos de fabrico mais complexos.

3.5.1. Microbetão betuminoso rugoso

O microbetão betuminoso rugoso actualmente designado por AC 10 surf ligante (IPQ, 2008 a)

consiste na execução de camadas de desgaste relativamente delgadas, da ordem de 2,5 a 3,5

cm, com o objectivo de melhorar as condições de textura do pavimento. Esta técnica deve ser

usada em pavimentos que apresentem uma adequada capacidade estrutural e uma boa

regularidade.

Apesar de ser uma técnica a quente, mesmo assim, é económica e de execução rápida.

Proporciona excelentes características de conforto e segurança, pois contribui para melhorar a

regularidade e aumentar a aderência. O microbetão betuminoso rugoso é ainda adequado para

zonas de tráfego rápido e elevado.

O microbetão betuminoso rugoso, por ter uma granulometria descontínua, tem a desvantagem

de não proporcionar boas características de impermeabilidade, tentando contornar-se esta

falha com a sobredosagem da rega de colagem (Branco et al, 2006).

Nesta técnica é usado um agregado 0/10. A mistura tem uma percentagem de betume mínima

de 5%.

A aplicação do microbetão é feita com pavimentadoras e a compactação é efectuada com

cilindros de rolos metálicos lisos. O processo de compactação deve ser rápido e eficaz, pois

devido à sua pequena espessura este revestimento tende a arrefecer rapidamente e a perder

trabalhabilidade (Intevial, 2009).

3.5.2. Argamassa betuminosa

A argamassa betuminosa actualmente designada por AC 4 surf ligante (E.P, 2011 b)), é

também uma mistura betuminosa a quente. Esta técnica é também aplicada na reabilitação

minimalista de características superficiais do pavimento.

Considera-se uma mistura adequada para aplicar na recuperação da camada de desgaste em

situações de tráfego pouco severo, pois este tipo de mistura apresenta uma elevada

deformabilidade. Usa-se ainda sobre camadas com fendilhamento generalizado com o intuito

de retardar a sua propagação para as camadas de reforço do pavimento. Apresenta-se como

uma boa alternativa a curto prazo, pois tem uma boa capacidade de adaptação a uma

deformabilidade acentuada.

Em geral utiliza-se argamassa betuminosa com betume modificado, sendo utilizada

essencialmente para executar interfaces retardadoras do processo de propagação de fendas,

sendo uma das técnicas mais utilizadas em Portugal com essa finalidade (Branco et al, 2006).

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS

42

3.5.3. Betão betuminoso drenante

Betão betuminoso drenante ou também designado actualmente por PA 12,5 ligante, é uma

mistura betuminosa porosa ou permeável que permite a absorção da água da chuva e o seu

escoamento sobre a superfície do suporte até à berma, ou para os sistemas de drenagem

instalados. Tudo isto é possível devido à elevada porosidade.

Esta técnica consiste na execução de uma camada de desgaste, normalmente, com uma

espessura de 4 cm e com uma percentagem de vazios da ordem de 22 a 26%, permitindo a

circulação da água pelos vazios (Branco et al, 2006).

Recorre-se a esta técnica quando se está perante um pavimento susceptível ao fenómeno de

hidroplanagem, mais frequente em vias com velocidades de circulação elevadas. Esse

fenómeno corresponde a uma diminuição da aderência entre o pneu e o pavimento devido à

formação de uma película de água espessa sobre a superfície do pavimento. A projecção de

água para a traseira do veículo é também um problema, uma vez que prejudica a visibilidade

do veículo que segue atrás.

O betão betuminoso drenante é usado na reabilitação das características superficiais, tendo

uma maior aplicabilidade em pavimentos de tráfego elevado, pois contribui para a redução do

ruído gerado pelo rolamento dos pneus, melhora a regularidade transversal e tem um bom

comportamento no que diz respeito à aderência, mesmo ao fim de algum tempo de serviço

(Branco et al, 2006).

3.5.4. Ranhuragem

A ranhuragem é uma técnica que não implica a execução de uma nova camada sobre as

existentes. Destina-se a vias com tráfego elevado e rápido como é o caso de auto-estradas, e

tem como objectivo aumentar a drenabilidade do pavimento, aumentando a velocidade de

escoamento da água, de modo a evitar a acumulação de água na superfície do pavimento. Essa

acumulação pode ser devida a vários factores, tais como defeitos de projecto ou de execução,

ou originada por deformações permanentes que ocorreram, levando à acumulação de água em

alguns pontos do pavimento.

Esta técnica consiste na abertura de ranhuras no pavimento, através de serragem. De acordo

com o caderno de encargos da E.P, as ranhuras devem ter uma profundidade média de 1 a 3

cm e 0,8 cm de largura (E.P, 2009 b).

3.5.5. Regas

É de salientar a existência de revestimentos que são feitos somente com ligante, aplicados

com objectivos específicos. São exemplos deste tipo de técnicas as regas anti-pó, de colagem

(aderência), de impregnação e de cura (Intevial, 2009).

As regas anti-pó são normalmente utilizadas para evitar a formação de pó em caminhos cujos

pavimentos são constituídos por materiais granulares ou de solos. As emulsões usadas neste

tipo de rega são normalmente catiónicas ou aniónicas de rotura lenta (Intevial, 2009).

As regas de colagem usam-se normalmente para assegurar a ligação e um funcionamento

conjunto das camadas do pavimento, permitindo assim um comportamento estrutural mais

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS CAPÍTULO 3

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 43

adequado (Intevial, 2009). Não constituem, por isso, uma técnica de conservação, embora

contribuam para o bom desempenho de outras técnicas. Esta rega consiste na aplicação de um

ligante betuminoso sobre a superfície, sendo o ligante, normalmente uma emulsão catiónica

de rotura rápida e de baixa viscosidade do tipo C 60 BP 4 (ECR-1mod) (E.P, 2011 b).

A aplicação de uma emulsão sobre uma camada de material granular para a sua

impermeabilização e estabilização superficial denomina-se por rega de impregnação. As

emulsões usadas neste tipo de regas são as do tipo emulsão betuminosa catiónica de

impregnação do tipo C 50 BF 5 (ECI) ou C 60 BF 5 (ECL-1) (E.P, 2011 b).

As regas de cura são usadas para evitar a evaporação prematura da água, de modo a facilitar o

processo de cura de materiais que incorporam ligantes hidráulicos. Consistem na aplicação de

uma película de emulsão sobre uma camada tratada com ligante hidráulico. O tipo de emulsão

usada é normalmente uma emulsão betuminosa catiónica de rotura rápida e de baixa

viscosidade do tipo C 60 B 4 (ECR-1) (E.P, 2011 b); Intevial, 2009).

3.5.6. Abertura e tapamento de valas

A abertura de valas para a passagem de cabos/tubos dos mais variados operadores, tais como

gás, água, telecomunicações, entre outros, é cada vez mais frequente nas estradas e

principalmente, em arruamentos. O processo de abertura e tapamento nem sempre é

executado da maneira mais adequada, o que pode originar diversas patologias no pavimento,

como assentamentos e fendilhamento.

Sempre que há necessidade de abertura de uma vala, deve começar-se pela marcação e corte

da área a ser intervencionada. O material retirado, nomeadamente o solo, não deve voltar a

utilizar-se, pois há dificuldade em obter condições para uma correcta compactação. Devem

adoptar-se técnicas que dêem mais garantias de bom desempenho e tenham um controlo de

qualidade mais simples. Assim, após a instalação dos tubos/condutas, o preenchimento da

vala pode ser realizado com tout-venant (agregado britado de granulometria extensa), o qual

pode ser compactado em melhores condições após o acerto do teor em água. Além disso, as

características das partículas que formam o material conduzem a um bom nível de atrito

interno, reduzindo os assentamentos. A primeira camada deverá ser da ordem de 30 cm de

areia sobre a superfície do tubo, até a colocação da marcação de pré-aviso. Segue-se a

colocação de tout-venant, regado até ao teor em água adequado, compactado em camadas de

20 cm de espessura até à cota do pavimento. Este deve ser reposto nas espessuras e com

materiais semelhantes aos existentes. Deve ser efectuada uma rega de impregnação antes da

primeira camada betuminosa, executando-se regas de colagem na ligação das diferentes

camadas betuminosas, bem com a compactação das mesmas. Após a execução da camada de

desgaste deve proceder-se à selagem da junta de união do novo pavimento com o antigo,

evitando-se assim a entrada de água para as camadas inferiores e o desenvolvimento de

patologias.

3.5.7. Tapamento de valas com materiais autocompactáveis

O tapamento de valas após a colocação de tubagens e cabos, além do processo acima descrito,

pode ser feito recorrendo a betões autocompactáveis.

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS

44

Entende-se por betão autocompactável um “betão que é capaz de fluir e de compactar sob

acção do seu próprio peso, enchendo completamente as cofragens com as respectivas

armaduras, bainhas, etc., sem perder a homogeneidade e sem necessitar de qualquer

compactação adicional” (Gonçalves, 2007).

O betão autocompactável difere do betão corrente no que respeita à composição nos seguintes

aspectos: menor proporção de agregado grosso, maior volume de pasta, menor razão

água/finos, maior dosagem de superplastificante, ou seja, aditivo usado para aumentar a

trabalhabilidade do betão entre outras propriedades, e ainda, a presença eventual de um agente

de viscosidade. Na Figura 3.22 está representado um esquema de comparação da composição

do betão autocompactável versus betão corrente.

Figura 3.22. Composição do betão autocompactável versus betão corrente (Gonçalves, 2007)

O uso deste tipo de material tem grandes vantagens, nomeadamente a reconstrução rápida do

pavimento com um risco mínimo de assentamentos subsequentes. Não há danos nas

superfícies próximas devido à vibração ou compactação mecânica do material, o que leva a

uma redução de equipamento, permite o enchimento de valas estreitas e, por vezes,

congestionadas com os serviços, sejam eles de gás, água, telecomunicações, entre outros.

Outras vantagens importantes da utilização de materiais autocompactáveis devem-se ao facto

da presença de alguma água na vala não representar um obstáculo ao seu preenchimento e

ainda no caso de uma reabertura da vala a resistência do material não o impede, devido à

dosagem de cimento, uma vez que é baixa (CIMbéton, 2005).

O tapamento de valas com este tipo de material é feito fundamentalmente em seis fases,

começando pela colocação da sinalização temporária referente à informação aos utentes da

via. Segue-se a colocação da primeira camada de material até à altura de 30 cm, procedendo-

se de seguida à colocação da marcação de pré-aviso. Começa-se então a colocação do betão

autocompactável na vala até à cota das camadas betuminosas. Depois inicia-se a execução do

pavimento com a aplicação da rega com emulsão para a aderência do material betuminoso ao

betão, executando-se as camadas betuminosas, com uma constituição o mais próxima possível

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS CAPÍTULO 3

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 45

da do pavimento existente. Algumas imagens deste procedimento podem ser vistas na Figura

3.23.

Figura 3.23. Colocação de betão autocompactável (CIMbéton, 2005)

3.5.8. Conservação de pavimentos de blocos

Uma parcela significativa dos pavimentos rodoviários é ainda formada por blocos. Os mais

utilizados em Portugal são cubos ou paralelepípedos de granito ou basalto. Nalguns casos têm

sido também utilizados, embora de forma imprópria, cubos de rocha calcária ou

aproveitamento de mármore. É ainda habitual, em algumas zonas, a execução deste tipo de

pavimentos com blocos pré-fabricados de betão.

Os pavimentos de blocos são aplicados nas mais variadas situações. Podem ser aplicados em

zonas pedonais, com o intuito de decoração, ou em zonas portuárias, e de circulação de

tráfego. Na Figura 3.24 está apresentada uma estrutura típica de um pavimento de blocos.

Figura 3.24. Estrutura tipo de um pavimento de blocos (Morgado, 2008)

O pavimento de blocos é constituído essencialmente por três partes: as camadas de superfície

que incluem a camada de blocos de betão e o colchão de areia, as camadas de base e de sub-

base e, ainda, o solo de fundação no qual se apoia toda a estrutura (Morgado, 2008).

A espessura do colchão de areia pode variar entre 3 e 5 cm, assim como a espessura dos

blocos de betão usados para a camada de desgaste pode ir dos 5,5 aos 10 cm, podendo mesmo

chegar aos 12 cm (Morgado, 2008).

O funcionamento mecânico dos pavimentos de blocos é muito influenciado pelo desenho do

contorno dos blocos e pela forma como estão encaixados, pois a resistência é em muito

influenciada pelo travamento dos blocos. Os blocos do pavimento devem estar devidamente

travados, relativamente a movimentos ser horizontais, verticais e rotacionais. Para garantir

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS

46

este travamento a almofada de areia deve estar devidamente regularizada, e as juntas devem

estar bem preenchidas.

O desenho das juntas é muito condicionado pela forma dos vários elementos utilizados.

Quando os blocos têm uma forma regular, como é o caso dos cubos e dos paralelepipedos, as

juntas podem estar dispostas de várias formas, podendo ser em espinha, em fiadas e ainda em

trama. Na Figura 3.25 podem ver-se os diferentes tipos de juntas executadas nestes

pavimentos.

Figura 3.25. Tipos de juntas (adaptado de Morgado, 2008)

Mas nem sempre estas juntas são efectuadas de modo adequado à zona onde vai ser

construido o pavimento. Por exemplo, para zonas com tráfego de pesados deve ter-se juntas

dispostas em espinha, ou algo equivalente, de modo a que a resistência e o travamento dos

blocos seja maior. A execução de juntas contínuas na direcção de circulação do tráfego não

assegura uma boa resistência à rotação dos elementos do pavimento.

Nos pavimentos com blocos de betão, estes podem assumir várias formas, quer com

objectivos estéticos, quer com a finalidade de aumentar a resistência e o travamento

promovido pelos encaixes. Na Figura 3.26 podem ser observados alguns dos tipos de

elementos mais habituais nos pavimentos de blocos pré-fabricados de betão.

Figura 3.26. Tipos de blocos pré-fabricados de betão (Presdouro, 2010)

Os pavimentos de blocos, assim como os pavimentos betuminosos, estão sujeitos ao

aparecimento de patologias. Estas dependem por vezes de uma escolha inadequada do

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS CAPÍTULO 3

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 47

material para dada situação. Podem ter ainda como origem defeitos de projecto, uma

drenagem mal executada, ou mesmo uma inadequada colocação dos blocos no pavimento.

As patologias mais comuns neste tipo de pavimentos são o abatimento longitudinal e/ou

transversal, ondulações, deformações localizadas, rodeiras e, ainda, o desprendimento e/ou o

movimento/rotação dos blocos (Morgado, 2008).

As patologias necessitam de reparação pois, caso tal não aconteça, o pavimento pode chegar

ao estado de ruína. Grande parte dessas reparações passa pela reposição de blocos em falta e

pela regularização da almofada de assentamento. Para tal pode ser necessário executar uma

camada com agregado britado de granulometria extensa, de modo a tornar essa almofada

estável, pois os defeitos prematuros dos pavimentos de blocos podem ter origem na má

qualidade do material ou na deficiente execução da almofada de assentamento, ou ainda, de

uma má execução das juntas (Muller, 2005).

A reparação das juntas é também um aspecto importante de reparações nos pavimentos de

blocos. As juntas devem apresentar uma largura superior a 0,5 cm de forma a permitir o seu

correcto preenchimento com o material de fecho, reduzindo o risco de movimento dos blocos.

A largura varia com a dimensão dos elementos e pode ir até valores da ordem de 2 cm. Para o

fecho das juntas deve usar-se pó de pedra ou areia, ou uma mistura de areia e cimento,

espalhados com vassouras ou rodos. De seguida deve regar-se o pavimento de modo a facilitar

a entrada do material nas juntas, para posterior compactação com recurso a uma placa

vibratória, similar à que pode ver-se na Figura 3.27. No final espalha-se um pouco de areia

fina para que seja possível a remoção de detritos ou sujidade que tenham sido gerados durante

a reparação e, com o auxílio de uma vassoura manual ou mecânica, varre-se o material para o

interior das juntas (Henriques, 2009).

Figura 3.27. Equipamento para compactação (Morgado, 2008)

3.6. Estudo Económico de Custos de Diferentes Técnicas

Como já foi referido anteriormente, os pavimentos podem apresentar diferentes tipos de

patologias ou degradações, as quais requererem a realização de acções de conservação.

Estas acções podem consistir em tratamentos pontuais, para reparar pequenas zonas do

pavimento, ou basear-se em tratamentos contínuos para repor determinadas características que

se foram perdendo.

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS

48

Os tratamentos localizados são usados para reparar degradações pontuais no pavimento e os

custos variam consoante a reparação a executar. No Quadro 3.3 resumem-se os custos

considerados no estudo, e correspondem a valores médios indicados em propostas para obras

de conservação corrente promovidas pelas E.P no ano de 2010.

Quadro 3.3. Custos dos tratamentos localizados

Tratamentos localizados Custos

Fresagem €/m2 9,22

Selagem individual de fendas €/m 2,16

Reparação de covas a frio €/m3 (*)

203,20

Reparação de covas a quente €/m3 (*)

203,20

Reperfilamento com AC 20 reg Ligante (MBD) €/m3 (*)

203,20

Reperfilamento com AC 14 reg ligante (BB) €/m3 (*)

139,71

(*) – Volume medido em camadas executadas, após compactação

Quando se trata de tratamentos superficiais contínuos, o seu custo varia de acordo com a

técnica utilizada e com os materiais utilizados. No Quadro 3.4 pode observar-se o custo

obtido bem como os materiais constituintes relativos a cada uma das técnicas utilizadas.

Quadro 3.4. Estudo comparativo de custos de diferentes técnicas

Tratamentos Sup.

Contínuos: Custos por m

2:

Revestimento

superficial simples

Revestimento

superficial duplo

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS CAPÍTULO 3

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 49

Quadro 3.4. (cont.) Estudo comparativo de custos de diferentes técnicas

Rega de

impermeabilização

sobre revestimento

superficial (fog-seal)

Lama asfáltica

(Slurry seal)

Micro aglomerado

betuminoso a frio

No Apêndice I podem ainda observar-se alguns valores representativos da conjugação de

tratamentos superficiais localizados com tratamentos superficiais contínuos, num trecho de

estrada com 700 m2 (7m de largura × 100m de extensão) de modo a avaliar qual poderá ser a

escolha mais económica para um determinado pavimento perante determinado estado de

conservação.

Para efectuar o estudo consideraram-se também diferentes percentagens da área total para a

execução de fresagens pontuais, para reperfilamento ou para a tapagem de covas.

Consideraram-se ainda os seguintes parâmetros para a quantificação dos custos: (Quadro 3.5).

Quadro 3.5. Parâmetros considerados no estudo económico

Considerando:

Profundidade média das covas (m) 0,08

Espessura média de reperfilamento (m) 0,07

Massa volúmica média da mistura (kg/m3) 2350

Conjugando diferentes patologias e diferentes tratamentos indicados no Quadro 3.6

obtiveram-se os custos para o tratamento das patologias consideradas verosímeis no estudo.

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS

50

Quadro 3.6. Custos obtidos para as combinações de tratamentos considerados no estudo

Tratamentos conjugados Custo

€ Custo €/m2

Reperfilamento com AC 20 reg ligante (MBD) + M.A.B.a frio simples 3041 4,3

Fresagem + Reparação de Covas + Rev. Sup. Duplo 2747 3,9

Reperfilamento com AC 14 reg ligante (BB) + M.A.B.a frio simples 2419 3,5

Fresagem + Reparação de Covas + Rev. Sup. Simples 2047 2,9

Reparação de covas + Lama Asfáltica 1838 2,6

Reparação de Covas + Fog-Seal 1558 2,2

Fresagem 645 0,9

No Quadro 3.6 pode observar-se grande variação do custo para os diferentes tipos de acções

de conservação. É ainda de salientar que o custo da fresagem inclui o preenchimento da

cavidade com materiais semelhantes aos existentes e a remoção e transporte a destino final

adequado, de acordo com a legislação vigente em matéria de gestão de resíduos. Para todas as

acções consideradas o custo calculado inclui todos os trabalhos necessários para a sua

execução.

3.7. Considerações Finais

Podem classificar-se de diversos modos os tipos de conservação de pavimentos habitualmente

efectuados, tendo sido adoptada a divisão em conservação preventiva, correctiva e de

emergência.

Para a aplicação dos referidos tipos de conservação recorre-se a várias técnicas, as quais

podem consistir em intervenções de carácter pontual, tais como reparações pontuais, selagem

individual de fendas e fresagens localizadas. As técnicas de conservação contínuas aplicam-se

em toda a superfície do pavimento, sendo utilizadas com a finalidade de repor características

superficiais do pavimento, ou para evitar que as degradações progridam.

Os revestimentos superficiais são das técnicas mais económicas dentre as técnicas

disponíveis, embora existam outros tratamentos em geral aplicados a frio, que constituem um

bom equilíbrio técnico-económico. Estas técnicas são as que se usam mais correntemente,

mas há ainda técnicas para tratamentos contínuos não tão usuais em pavimentos municipais de

baixo tráfego, por serem menos económicas. O AC 10 surf ligante (mBBr), a AC 4 reg ligante

(AB), o betão betuminoso drenante são exemplos de outras técnicas de conservação (E.P,

2011 b).

Não podem ser esquecidas as regas que se aplicam no pavimento e a abertura e tapamento de

valas aquando da construção de novos serviços enterrados, uma vez que constituem

intervenções que condicionam muito o nível de qualidade que os pavimentos apresentam ao

longo do tempo em que estão em serviço. Verifica-se que é muito importante proceder de

forma adequada, de modo a evitar assentamentos após o tapamento da vala.

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS CAPÍTULO 3

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 51

As degradações e o modo de reparação dos pavimentos de blocos foram alvo de descrição

neste capítulo, pois, mesmo constituindo uma pequena parte dos pavimentos municipais,

constituem soluções com alguma expressão nas redes municipais. Por essa razão, acabam por

condicionar a qualidade geral dos pavimentos. Torna-se, por isso, necessário proceder a

acções de conservação periódicas, quer ao nível das juntas, quer no reposicionamento de

alguns blocos em zonas deformadas do pavimento.

De modo a proporcionar mais um elemento de apoio às entidades gestoras das redes

rodoviárias, no âmbito municipal, procedeu-se a uma análise dos custos correntes com

referência a Dezembro de 2010, de várias técnicas de acções de conservação.

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TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAV. FLEXÍVEIS

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CAPÍTULO 4

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 53

4. AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVA-

ÇÃO DE PAVIMENTOS: ESTUDO DE CASO

4.1. Generalidades

A conservação de pavimentos nem sempre é executada da maneira mais correcta, ou porque

não é feita no tempo adequado, ou porque a selecção e a execução da técnica de conservação

não são as mais adequadas. Por vezes, as intervenções de conservação são adiadas por

restrições financeiras, ou por razões associadas ao processo de decisão política.

Com o objectivo de conhecer em que circunstâncias se efectuam habitualmente a conservação

de pavimentos nas redes rodoviárias municipais procurou fazer-se, através de inquéritos, uma

avaliação da realidade existente em alguns municípios. Os resultados obtidos resumem-se na

secção seguinte.

4.2. Inquéritos aos Serviços Técnicos dos Municípios

4.2.1. Descrição geral do inquérito

De modo a conhecer melhor como é que os municípios actuam no que respeita à conservação

de pavimentos, procedeu-se à elaboração de inquéritos a 25 municípios situados nos distritos

de Coimbra, Guarda, Leiria, Santarém.

A amostra foi seleccionada de modo a que a sua dimensão fosse suficiente para apreciar

questões de conservação de pavimentos em apreço. Presumiu-se que o modo como os vários

municípios portugueses resolvem os seus problemas a este nível não difere muito de caso para

caso. Além disso, tendo em conta as habituais dificuldades na obtenção de respostas por parte

dos municípios, a estratégia seguida foi no sentido de utilizar canais de contacto

personalizados no âmbito dos serviços técnicos responsáveis pelas acções de conservação dos

municípios. Mesmo assim, apenas foram obtidas 10 respostas, o que representa 40% dos

municípios inquiridos.

O inquérito foi elaborado numa plataforma electrónica utilizada no ISEC para a realização de

inquéritos. As respostas são carregadas através de utilizadores autenticados na plataforma

através de nomes de utilizadores e palavras-passe expressamente geradas para o efeito,

enviadas aos municípios por correio electrónico.

O inquérito apresenta-se no Apêndice II e está dividido em seis partes, pretendendo obter-se

as seguintes informações: caracterização geral das redes rodoviárias; as técnicas de

conservação utilizadas (actuações pontuais, tratamentos superficiais ou camadas de espessura

“forte”); os critérios de selecção das técnicas de conservação; as dificuldades na escolha das

mesmas para tratar determinado tipo de patologias.

Na Figura 4.1 apresenta-se uma representação gráfica dos municípios inquiridos. Com recurso

a um sistema de informação geográfica - SIG (software ARCGIS) foi possível representar num

mapa os distritos aos quais pertencem os municípios inquiridos, representando-se ainda quais

os que responderam.

De modo a facilitar a apresentação dos resultados, optou-se por usar os nomes dos municípios

de forma mais abreviada. No Quadro 4.1 podem ver-se essas abreviaturas.

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO DE PAV. - ESTUDO DE CASO

54

Figura 4.1. Mapa dos distritos e municípios usados nos inquéritos

Quadro 4.1. Abreviaturas adoptadas para os municípios que responderam ao inquérito

Município Abreviatura

Miranda do Corvo MC

Alcobaça A

Coimbra Co

Montemor-o-Velho MV

Batalha B

Seia S

Cantanhede Ca

Figueira da Foz FF

Lousã L

Marinha Grande MG

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO. DE PAV. - ESTUDO DE CASO CAPÍTULO 4

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 55

4.2.2. Apresentação e análise de resultados

- Secção 1: Caracterização geral da rede rodoviária municipal

A caracterização geral da rede baseou-se na extensão de vias pavimentadas administras pelo

ao município, bem como na percentagem dessa extensão com pavimentos em blocos.

Caracterizou-se ainda, de forma simplificada, a extensão de vias com um tráfego significativo

de pesados. Para uma contabilização mais uniforme destes parâmetros sugeriu-se que fossem

consideradas as vias com mais de 6 metros de largura e com mais de 25 veículos pesados por

dia, o que poderá corresponder, aproximadamente a vias com serviço regular de autocarros ou

a um itinerário preferencial para acessos a indústrias.

Para facilitar a leitura dos gráficos usaram-se as abreviaturas apresentadas no Quadro 4.1.

para a designação dos municípios.

Na Figura 4.2. apresentam-se os resultados obtidos nesta secção do inquérito

a) Extensão de vias

pavimentadas

administradas pelo

município (km)

b) Percentagem da

extensão da rede em

pavimentos de blocos

c) Percentagem da

extensão da rede com

tráfego significativo

de veículos pesados

d) Orçamento médio

anual utilizado para

conservação de

pavimentos por km

de rede viária (€/km)

Figura 4.2. Características da rede

Analisando o gráfico da Figura 4.2 a) pode ver-se a existência de uma grande amplitude de

valores no que diz respeito à extensão de vias pavimentadas. Isto pode dever-se ao facto de o

tamanho dos municípios variar, ou ainda devido ao facto de alguns municípios não

MC A Co MV B S Ca FF L MG

200120 120 150

35 24 30

140 140

397

<5% de 5% a 15% >15%

100%

0% 0%

<5% de 5% a 15% >15%

30%50%

20%

MC A Co MV B S Ca FF L MG

5.000

417 208

6.667

1.0291.333

2.500

8.571

5.157

353

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO DE PAV. - ESTUDO DE CASO

56

contabilizarem as vias cuja conservação transferem para a responsabilidade das de Freguesias,

através de contractos específicos, mas que incluem transferências de verbas.

Observa-se ainda que 5% a 15% das vias pavimentadas em questão são utilizadas por tráfego

pesado significativo, considerado o critério definido no âmbito do inquérito.

O orçamento alocado por cada município para acções de conservação assume também uma

grande amplitude de valores. Tal facto pode ser explicado por diversas razões: orçamento

disponibilizado pelas autarquias às freguesias não foi considerado na resposta; a idade média

dos pavimentos ser bastante diferente de caso para caso, o que tem necessidades de

intervenção diferentes; o serviço técnico que respondeu ser apenas responsável pelas acções

de conservação corrente, cabendo a outro serviço as acções de maior impacto orçamental.

Este é o cenário mais compatível com municípios de maior dimensão como é o caso de

Coimbra.

- Secção 2: Técnicas de conservação utilizadas - actuações pontuais

O objectivo desta secção do inquérito passou por averiguar quais as técnicas de conservação

utilizadas ao nível de actuações pontuais, como são o caso das reparações localizadas, da

selagem individual de fendas, das fresagens localizadas, do espalhamento localizado de

agregado de modo a repor a textura superficial e, ainda, no que diz respeito ao tapamento de

valas.

Na Figura 4.3 representam-se graficamente os resultados que se obtiveram para todas as

questões da secção 2.

Nesta secção do inquérito recorreu-se ao uso de uma escala numérica para as apreciações

pedidas, na qual 1 significa Pouco/Nada e 4 significa Muito/Frequentemente.

a) Reparações

pontuais (tapagem de

covas, saneamentos

localizados e remates

de tampas).

b) Selagem individual

de fendas

c) Fresagens

localizadas

Figura 4.3. Representação gráfica dos resultados obtidos na secção 2: aplicação de actuações

pontuais

1 2 3 4

10% 20% 30% 40%

1 2 3 4

80%

20%0% 0%

1 2 3 4

50%40%

0% 10%

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO. DE PAV. - ESTUDO DE CASO CAPÍTULO 4

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 57

d) Espalhamento

localizado de

agregado para

reposição de textura

superficial

e) Tapamento e

compactação de valas

com material

proveniente da

escavação e reposição

do pavimento

existente

f) Tapamento e

compactação de valas

com agregado (tout-

venant) e reposição

do pavimento

existente

g) Tapamento

compactação de valas

com misturas

betuminosas a frio e

reposição do

pavimento existente

h) Tapamento

compactação de valas

com betão pobre

(eventualmente

autocompactável) e

reposição do

pavimento existente

Nota: altura das barras representa a percentagem de municípios.

Figura 4.3. (cont.) Representação gráfica dos resultados obtidos na secção 2: aplicação de

actuações pontuais

Questionaram-se ainda os municípios sobre outras técnicas que seriam usadas. Apenas dois

dos municípios indicaram a utilização de outras técnicas além destas, como por exemplo o

tapamento de valas com ABGE ou produtos sobrantes, e reposição de pavimento com

misturas betuminosas a frio.

Analisando os gráficos representados na Figura 4.3 pode ver-se que mais de metade dos

municípios faz reparações pontuais. Tal já não se verifica na selagem individual de fendas,

pois praticamente não utilizam esse tipo de actuação. Algo semelhante acontece com as

fresagens pontuais que também não são muitos utilizadas mas, ainda assim, têm uma

utilização maior que a selagem individual de fendas.

1 2 3 4

40% 40%20%

0%

1 2 3 4

40%30%

10% 20%

1 2 3 4

10% 20%40% 30%

1 2 3 4

50%

10% 20% 20%

1 2 3 4

70%30%

0% 0%

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO DE PAV. - ESTUDO DE CASO

58

A perda de textura superficial, originada por exsudações de betume, não é de acordo com as

respostas obtidas, habitualmente corrigida com o espalhamento localizado de agregado. Mais

de metade dos municípios respondentes usa pouco esta técnica.

No que diz respeito ao tapamento de valas, pode concluir-se que a técnica mais utilizada é o

tapamento de valas com agregado britado de granulometria extensa (tout-venant) e reposição

do pavimento existente. O tapamento de valas com misturas betuminosas a frio também se

utiliza com alguma frequência. Os restantes materiais não são tão usuais, particularmente o

betão pobre que é muito pouco utilizado.

- Secção 3: Técnicas de conservação utilizadas - tratamentos superficiais

No que diz respeito aos tratamentos superficiais contínuos tentou-se perceber quais é que

eram usados e com que frequência.

Os tratamentos que se consideraram para o inquérito foram: os revestimentos superficiais,

microaglomerado betuminoso a frio, lama asfáltica, microbetão betuminoso rugoso e

argamassa betuminosa. Deu-se ainda a possibilidade de especificarem outros tratamentos

utilizados, mas todas as respostas foram negativas. Na Figura 4.4 podem ver-se os gráficos

resultantes da secção 3 do inquérito.

a) Utilização de

revestimentos

superficiais

b) Utilização de

microaglomerado

betuminoso a frio

c) Utilização de lama

asfáltica

d) Utilização de

microbetão rugoso

Nota: altura das barras representa a percentagem de municípios.

Figura 4.4. Representação gráfica dos resultados obtidos na secção 3: aplicação de

tratamentos superficiais

1 2 3 4

20%10%

40% 30%

1 2 3 4

60%20% 20% 0%

1 2 3 4

70%

20% 10% 0%

1 2 3 4

70%

20% 10% 0%

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO. DE PAV. - ESTUDO DE CASO CAPÍTULO 4

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 59

e) Utilização de argamassa betuminosa

Nota: altura das barras representa a percentagem de municípios.

Figura 4.4. (cont.) Representação gráfica dos resultados obtidos na secção 3: aplicação de

tratamentos superficiais

Fazendo uma análise global dos gráficos pode concluir-se que os revestimentos superficiais

betuminosos são a técnica mais usada como tratamento superficial contínuo. Segue-se a

técnica de microaglomerado betuminoso a frio que ainda é utilizada em alguns dos

municípios. As restantes técnicas são relativamente pouco utilizadas. As razões que poderão

explicar este facto podem estar relacionadas, por um lado, com o custo, e, por outro lado, pela

dificuldade de aplicação, ou por não conferirem aos pavimentos a melhoria esperada.

- Secção 4: Técnicas de conservação utilizadas - camadas de espessura “forte”

As camadas de espessura forte podem ser aplicadas em diversas situações. Nesta secção do

inquérito foi perguntado se aquele tipo de intervenções era executado e em que circunstâncias.

Na Figura 4.5 estão representados os gráficos que ilustram os resultados obtidos nesta secção.

a) Camada de

desgaste em betão

betuminoso a quente

com 4 cm (ou mais)

de espessura sobre o

pavimento existente.

b) Fresagem de

camada superficial

existente e execução

de camada de

desgaste em betão

betuminoso a quente

com 4 cm (ou mais)

de espessura no lugar

da existente

c) Demolição de

camadas betuminosas

existentes e sua

reposição completa

Nota: altura das barras representa a percentagem de municípios.

Figura 4.5. Representação gráfica dos resultados obtidos para a utilização de camadas de

espessura “forte”

1 2 3 4

60%30%

10% 0%

1 2 3 4

0% 10%

50% 40%

1 2 3 4

50%

20% 20% 10%

1 2 3 4

50%30%

0%20%

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO DE PAV. - ESTUDO DE CASO

60

d) Reperfilamento do

pavimento com

recurso a misturas

betuminosas a frio,

aplicadas com

espessura variável

Nota: altura das barras representa a percentagem de municípios.

Figura 4.5. (cont.) Representação gráfica dos resultados obtidos para a utilização de camadas

de espessura “forte”

Fazendo uma análise dos gráficos representados na Figura 4.5. pode concluir-se que este tipo

de técnicas não é muito usual nos municípios, à excepção da execução de camada de desgaste

em betão betuminoso a quente com 4 cm ou mais sobre o pavimento existente, pois mais de

metade dos respondentes utilizam este tipo de técnica.

Concluiu-se ainda que, além das técnicas enumeradas no inquérito, nenhum outro tipo de

camada de espessura “forte” é aplicado nos municípios respondentes.

-Secção 5. Critérios de selecção das técnicas de conservação

A selecção de determinadas técnicas é condicionada por alguns critérios, ainda que quem

decide possa não os considerar de forma explícita. Na Figura 4.6 mostram-se os resultados

obtidos a este propósito.

a) Rapidez de

execução

b) Montante gasto

pela autarquia na

execução dos

trabalhos

c) Interferência com a

circulação nas vias

intervencionadas

Nota: altura das barras representa a percentagem de municípios.

Figura 4.6. Representação gráfica dos resultados de caracterização dos critérios considerados

na selecção das técnicas de conservação utilizadas

1 2 3 4

70%

10% 20% 0%

1 2 3 4

20% 20%40%

20%

1 2 3 4

0%

30% 40% 30%

1 2 3 4

30%20%

50%

0%

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO. DE PAV. - ESTUDO DE CASO CAPÍTULO 4

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 61

d) Disponibilidade de

empreiteiros com

equipamentos para

executar a técnica

escolhida

e) Possibilidade de

execução dos

trabalhos com meios

internos aos serviços

da Câmara Municipal

f) Durabilidade

g) Decisão política

Nota: altura das barras representa a percentagem de municípios.

Figura 4.6. (cont.) Representação gráfica dos resultados de caracterização dos critérios

considerados na selecção das técnicas de conservação utilizadas

Analisando os gráficos pode ver-se que todos os critérios de selecção são considerados

importantes, sendo que o montante gasto pela autarquia e a durabilidade das técnicas

aplicadas são os que mais são tidos em conta na altura de seleccionar a técnica de

conservação. Não foram descritos outros critérios de selecção utilizados pelos municípios.

-Secção 6. Dificuldades na escolha das técnicas de conservação a utilizar

Por vezes os técnicos deparam-se com dificuldades para a escolha da técnica de conservação a

utilizar em determinado pavimento. Assim, efectuou-se um conjunto de questões de modo a

perceber quais eram as dificuldades encontradas no processo de decisão. Na Figura 4.7

apresentam-se os gráficos que ilustram as respostas às questões.

1 2 3 4

20% 20%

50%

10%

1 2 3 4

30% 30%20% 20%

1 2 3 4

0%

30%50%

20%

1 2 3 4

10%

50%40%

0%

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO DE PAV. - ESTUDO DE CASO

62

a) Avaliação do

estado de degradação

dos pavimentos da

rede municipal

b) A escolha não é

feita pelos serviços

técnicos

c) Decisão tomada

sem a participação da

autarquia

d) Fortes restrições

orçamentais

condicionam muito a

escolha da técnica a

utilizar

e) Conhecimento

insuficiente sobre as

técnicas disponíveis

para diferentes tipos

de

f) Incerteza quanto à

durabilidade esperada

de técnicas de

conservação pouco

utilizadas pelos

empreiteiros

g) Falta de

empreiteiros capazes

de executarem as

técnicas mais

adequadas a cada

situação

Nota: altura das barras representa a percentagem de municípios

Figura 4.7. Representação gráfica dos resultados de caracterização das dificuldades sentidas

no processo de escolha das técnicas de conservação utilizadas

1 2 3 4

30%20%

50%

0%

1 2 3 4

30%50%

10% 10%

1 2 3 4

70%

20% 10% 0%

1 2 3 4

0%

40%20%

40%

1 2 3 4

30% 30% 30%10%

1 2 3 4

40% 40%

10% 10%

1 2 3 4

30% 40%20% 10%

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO. DE PAV. - ESTUDO DE CASO CAPÍTULO 4

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 63

h) A utilização de

técnicas mais

adequadas mas

menos correntes é

geralmente menos

económica para o

município

i) Não é possível

estabelecer o

“timing” mais

adequado para a

execução de certos

trabalhos de

conservação

Nota: altura das barras representa a percentagem de municípios

Figura 4.7. (cont.) Representação gráfica dos resultados de caracterização das dificuldades

sentidas no processo de escolha das técnicas de conservação utilizadas

Na avaliação das dificuldades na escolha da técnica de conservação mais adequada verificou-

se uma dispersão considerável nas respostas, não havendo dentre as dificuldades apresentadas,

algumas que sejam destacadas pelos municípios que responderam. A grande maioria das

respostas refere o nível 1 e 2, os quais correspondem à ausência de dificuldades ou à sua

pequena importância. Contudo, como pode observar-se nos gráficos d) e h) da Figura 4.7, as

restrições orçamentais parecem condicionar bastante a escolha das técnicas, mesmo quando

estas parecem ser mais adequadas que outras soluções mais baratas. Pode ainda concluir-se

que há um conjunto de dificuldades que os técnicos enfrentam aquando da escolha da técnica

de conservação a utilizar (avaliação do estado de degradação dos pavimentos e o

estabelecimento do tempo adequado para a execução dos trabalhos, por exemplo), embora

isso corresponda a uma minoria dos municípios respondentes.

4.3. Gestão da Conservação de Pavimentos

Os orçamentos disponibilizados para as infra-estruturas rodoviárias são cada vez mais

apertados, o que implica que a reconstrução ou a reabilitação dos pavimentos comece a ser

mais difícil, pois são processos mais dispendiosos que, por exemplo, a conservação

preventiva.

De modo a adaptar os custos de intervenção aos orçamentos disponíveis surgiu a necessidade

de intervenções mais frequentes nos pavimentos, prolongando o seu tempo de vida útil

(Cheng et al, 2011).

Esta mudança de paradigma implica que as administrações rodoviárias, incluindo os

municípios, adoptem políticas preventivas de conservação, actuando antes de se

desenvolverem patologias com maior gravidade, em substituição de atitudes reactivas, como é

habitual, efectuando intervenções mais profundas para eliminar patologias com elevado nível

de gravidade.

1 2 3 4

0%

30%50%

20%

1 2 3 4

20% 30%50%

0%

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO DE PAV. - ESTUDO DE CASO

64

Na Figura 4.8 representa-se de forma qualitativa a variação do estado dos pavimentos ao

longo do tempo quando se adoptam políticas de conservação preventivas em detrimento de

intervenções mais profundas e mais espaçadas no tempo.

Figura 4.8. Efeito da conservação preventiva ao longo do tempo (adaptado de Chan et al,

2011)

Além de retardar o recurso a intervenções mais dispendiosas, como é o caso da reabilitação ou

da reconstrução, e de prolongar a vida do pavimento, a gestão de pavimentos tem ainda

benefícios em termos de redução de custos, quer para a administração, quer para o utilizador

do pavimento. As actuações de carácter preventivo também melhoram a segurança, o tempo

de execução das técnicas é menor que no caso de uma reabilitação ou reconstrução, o que faz

com que os trabalhadores não corram riscos durante tanto tempo. Os inconvenientes para os

condutores são também menores, pois não há necessidade da via estar impedida durante um

intervalo de tempo tão extenso. Optando pela conservação preventiva, a superfície do

pavimento não se vai degradando tão rapidamente, mantendo as condições de drenagem, o

que garante maior segurança aos utilizadores.

Não pode ainda ser esquecido o factor ecológico, pois conservar é “verde”, ou seja, é mais

ecológico do que reabilitar ou reconstruir, uma vez que o consumo de energia é menor, o que

reduz as emissões de dióxido de carbono (Cheng et al, 2011).

Nos sistemas de gestão de pavimentos mais elaborados, existe um subsistema de avaliação de

estratégias. Uma estratégia de conservação preventiva é, como se mostrou, muito diferente de

uma que tenha uma abordagem correctiva, podendo também considerar-se abordagens

intermédias. A avaliação de estratégias faz-se através da quantificação de custos associados à

conservação, num determinado período de planeamento (em geral, 10 anos). Nesta avaliação

podem considerar-se apenas custos dos trabalhos de conservação para a administração

rodoviária ou, de forma mais elaborada, quantificar também os chamados custos dos utentes e

o valor residual do pavimento. Em geral, procura-se uma estratégia que minimize os custos

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO. DE PAV. - ESTUDO DE CASO CAPÍTULO 4

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 65

totais, ou seja, que conduza ao valor mais baixo do conjunto dos custos para a administração e

para os utentes.

Os custos para os utentes podem ser vários e de vários tipos, podem ter-se custos de tempo

poupado, seja esse tempo poupado no tempo de percurso das secções ou para atravessar

intersecções, custos de operação dos veículos tais como o consumo de combustível, óleo,

pneus, manutenção, entre outros e ainda a avaliação dos acidentes, sejam custos com as

vitimas e os custos com acidentes (Santos, 2007).

Para a quantificação desses custos de uma forma mais exacta, pode recorrer-se às fórmulas

abaixo apresentadas (Picado-Santos, 2011).

Custos dos utentes:

CUE = COV + CA + CTP + CPortagem (4.1)

Em que:

CUE – custos para os utentes da estrada, em €/km/dia;

COV – custos de operação dos veículos, em €/km/dia (55% do total);

CA – custos dos acidentes, em €/km/dia (3% do total);

CTP – custos do tempo de percurso, em €/km/dia (20% do total);

CPortagem – custo de portagem paga pelos utentes da estrada, em €/km/dia (22% do total).

O valor residual do pavimento é um valor monetário que se associa à vida restante do

pavimento e pode ser calculado através da seguinte fórmula:

VT+1 = 21,29 € ×IQ T+1−1,0

4,2−1,0 (4.2)

Em que:

VT+1– é o valor residual do pavimento no ano T+1;

IQT+1 – é o valor do índice de qualidade no ano T+1.

4.3.1. Descrição da metodologia a utilizar

A metodologia a usar para a avaliação das condições do pavimento baseou-se no subsistema

de avaliação da qualidade usado no estado do Nevada e aplicado à cidade de Lisboa em 1999

com a modificação dos coeficientes de modo a que o sistema pudesse ser aplicado à rede

nacional (Picado-Santos et al, 2004).

A fórmula usada no Estado de Nevada é (Picado-Santos et al, 2004):

PSI=5×e(-0,0002598×IRI)/4-0,002139

4×R

2 -7×0,03× (C+S+P)0,5 (4.3.)

Usando a adaptação à cidade de Lisboa (Picado-Santos, 2011):

𝐼Q=5×e-0,0002598×IRI-0,002139×R2-0,10×(C+S+P)0,5 (4.4.)

Nota: (C+P+S) ≤ 100%

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO DE PAV. - ESTUDO DE CASO

66

Onde:

IQ - é o índice da qualidade e varia de 0 a 5 (o mesmo que PSI – Present Serviceability

Index);

IRI - é a irregularidade longitudinal do pavimento (mm/km);

R - é a profundidade média das rodeiras (mm);

C - é a área com fendilhamento e pele de crocodilo (m2/100m

2, em %);

S - é a área com degradação superficial de materiais como o conjunto das “deteriorações

superficiais” e as covas (m2/100m

2, em %);

P - é a área com reparações (m2/100m

2, em %).

Para facilitar o preenchimento dos parâmetros da fórmula (4.4) recorre-se a um catálogo como

o que se pode observar no Quadro 4.2.

Quadro 4.2. Dados para avaliação da qualidade (Picado-Santos et al, 2011)

Degradação

Gra

vid

ade

Descrição do nível de

gravidade Exemplo

Área

afectada

*

1-Rodeiras

1 Profundidade máxima da

rodeira inferior a 10mm

5mm

2

Profundidade máxima da

rodeira entre 10mm e

30mm

20mm

3 Profundidade máxima da

rodeira superior a 30mm 30mm

2-Fendilhamento

1 Fenda isolada

i)

2

Fendas longitudinais ou

transversais abertas e/ou

ramificadas

ii)

3 Pele de crocodilo iii)

3-Peladas,

Desagreg. Sup.,

Exsudação de

betume,

Polimento dos

agregados, Def.

localizadas

1 Anomalia com largura

inferior a 30cm

i)

2 Anomalia com largura

entre 30cm e 100cm ii)

3 Anomalia com largura

superior a 100cm iii)

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO. DE PAV. - ESTUDO DE CASO CAPÍTULO 4

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 67

Quadro 4.2. (cont.) Dados para avaliação da qualidade (Picado-Santos et al, 2011)

4-Covas 1 Profundidade máxima da

cavidade inferior a 2cm

i)

2 Profundidade máxima da

cavidade entre 2cm e 4cm

ii)

3 Profundidade máxima da

cavidade superior a 4cm ou

várias covas de qualquer

largura na mesma secção

transversal

iii)

5-Reparações

1 Reparações bem executadas

14 × iii)

2

Reparações com baixa

qualidade de execução ou má

elaboração das juntas

12 × iii)

3 Reparações mal executadas iii)

* Valor adoptado para efeito de cálculo da qualidade

i) 0,5m × Comprimento afectado

ii) 2,0m×Comprimento afectado

iii) Largura do trecho × Comprimento afectada

Além das regras indicadas no Quadro 4.2 para a avaliação da qualidade, é ainda necessário

proceder ao cálculo do IRI para que se possa aplicar a expressão apresentada em 4.4.

Para a estimativa do valor do IRI são necessários os parâmetros apresentados no Quadro 4.3.

Quadro 4.3. Valores de IRI (adaptado de Picado-Santos, 2011)

Degradação Intervalo Condição Nível IRI

Fendilhamento

≤1,25

≤ 1

Tipo1

IRI=700mm/km

Rodeiras ≤ 1

Peladas, Desagregação sup.,

exsudação, etc. ≤ 1

Fendilhamento

≥1,25 e ≤2,25 Tipo 2

IRI=2000mm/km

Rodeiras

Peladas, Desagregação sup.,

exsudação, etc.

Fendilhamento

≥2,25

= 3

Tipo 3

IRI=3500mm/km

Rodeiras = 3

Peladas, Desagregação sup.,

exsudação, etc. ≥ 2

De forma a ser perceptível como se calcula o valor do IRI apresenta-se um exemplo simples:

Imagine-se uma estrada com 100m de comprimento e 6m de largura. Supondo que 20m estão

afectados por fendilhamento do tipo fendas longitudinais, ou seja, fendilhamento de gravidade

2, de acordo com o Quadro 4.3. Suponha-se ainda que o pavimento tem 10m afectados com

fendilhamento do tipo pele de crocodilo, ou seja, gravidade 3, e que não tinha mais qualquer

tipo de degradação. Assim, a restante extensão de 70 m terá um fendilhamento com o nível de

gravidade 1 (o mínimo considerado na metodologia).

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO DE PAV. - ESTUDO DE CASO

68

Para o cálculo do IRI o que influencia o resultado seria o fendilhamento, de acordo com a

expressão seguinte:

𝐹𝑒𝑛𝑑𝑖𝑙ℎ𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 =𝐺𝑟𝑎𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 ×𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎𝑓𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜

𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (4.5)

Substituindo, de acordo com o exemplo, fica:

𝐹𝑒𝑛𝑑𝑖𝑙ℎ𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 2×20+3×10+70×1

100= 1,4 Tipo 2

Supondo ainda que a estrada não apresentava mais nenhum tipo de patologia pode concluir-se

que o IRI é do tipo 2, ou seja, um valor de 2000mm/km.

No caso de existirem as restantes patologias a considerar o raciocínio seria o mesmo, sendo o

valor do IRI decidido com base no caso mais gravoso, quando existem diferentes tipos.

4.3.2. Descrição e aplicação do caso prático

- Sistema de avaliação da qualidade

Para aplicação da metodologia acima descrita foram escolhidas três ruas do município de

Coimbra. Escolheram-se vias com níveis de degradação visualmente diferentes, de modo a

poder obter-se índices de qualidade que abrangessem as três gamas de IQ consideradas na

metodologia, tal como se mostra no quadro 4.4.

Quadro 4.4. Limites do IQ (adaptado de Picado-Santos, 2011)

Bom IQ> 3,5 Razoável 2,5<IQ<3,5 Medíocre IQ <2,5

As ruas escolhidas foram a Alameda Armando Gonçalves, a Rua Dr. António José de

Almeida e a Rua João de Deus Ramos, todas da zona urbana de Coimbra, de modo a

ilustrar, respectivamente, estados de conservação, bom, intermédio e fraco.

No mapa representado na Figura 4.8 pode ver-se a localização das vias escolhidas para

análise. Na Figura 4.9 apresenta-se o traçado das mesmas de modo mais detalhado, bem como

as coordenadas geográficas dos pontos de inicio e de fim dos trechos avaliados.

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO. DE PAV. - ESTUDO DE CASO CAPÍTULO 4

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 69

Figura 4.9. Mapa de localização das vias escolhidas para estudo

Figura 4.10. Traçado das vias em estudo e coordenadas geográficas dos pontos de inicio e de

fim dos trechos avaliados

Foi feito o levantamento das patologias existentes nas três vias de acordo com as regras

definidas no Quadro 4.2. O levantamento foi feito a pé, de modo a ser possível visualizar mais

detalhadamente as patologias existentes no pavimento, bem como efectuar medições e fazer

um registo fotográfico das degradações. Algumas das fotografias bem como os cálculos

efectuados para a obtenção do índice de qualidade são apresentados mais detalhadamente no

Apêndice III. Como se verifica, a metodologia aplicada pode ser utilizada sem meios técnicos,

o que evidencia a sua utilidade para as pequenas redes municipais, para as quais a

disponibilidade de meios técnicos pode ser mais difícil.

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Alameda Armando Gonçalves

A Alameda Armando Gonçalves tem um comprimento de cerca de 400m e é constituída por

duas faixas de rodagem, e um separador central, sendo cada uma das faixas constituídas por

duas vias. A largura total das 2 faixas de rodagem é de 13 m. O pavimento tem um aspecto

regular, sendo visíveis as reparações inerentes ao remate das tampas de saneamento. Não

apresenta qualquer tipo de fendilhamento, nem existem rodeiras. Apenas se observa a

existência de uma pequena exsudação, talvez devido a excesso de ligante, uma vez que o

pavimento aparenta ter sido alvo de intervenção recentemente.

De acordo com essas informações recolhidas procedeu-se ao cálculo do índice de qualidade

do pavimento da Alameda Armando Gonçalves, considerando os seguintes dados:

Área = 5200m2

(400m×13m);

R=0; C=0; S=0,00288%, P=2,6%

IRI=700 mm/km

Substituindo os valores obtidos na expressão (4.4) obtêm-se um IQ=4,01. De acordo com os

intervalos definidos no Quadro 4.4 pode concluir-se que o pavimento apresenta um índice de

qualidade considerado bom.

Rua Dr. António José de Almeida

A rua Dr. António José de Almeida é de sentido único, e tem estacionamento de ambos os

lados. Devido à extensão da rua optou-se por analisar apenas 400m do seu comprimento. A

sua largura é de 8m, incluindo a área pavimentada ocupada pelos estacionamentos.

Na via em apreço pode observar-se que o pavimento tem rodeiras do tipo 1 em todo o seu

desenvolvimento, bem como polimento dos agregados na zona de passagem dos rodados dos

veículos. Existem ainda reparações relativas aos remates de tampas de saneamento.

Para o cálculo do IQ referente à rua em análise foram considerados os seguintes dados:

Obtendo-se:

Área=3200m2

(400m×8m);

R=5mm; C=0; S=100%; P=5,4%

Tem em conta que (C+S+P) ≤100%, tomou-se o valor de 100% para este somatório, uma vez

que a parcela S já atingiu aquele valor.

O IRI resultante foi de 700mm/km.

Mais uma vez substituindo os valores determinados na expressão (4.4) obtém-se um IQ de

3,12, o qual corresponde a um pavimento está num estado razoável de acordo com as regras

indicadas no Quadro 4.4.

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Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 71

Rua João de Deus Ramos

A Rua João de Deus Ramos é constituída por uma faixa de rodagem formada por 4 vias de

trânsito, sendo destinadas duas a cada sentido. Esta rua tem um comprimento de 180m e uma

largura de 12m.

Visualmente esta estrada está bastante degradada, pois apresenta fendilhamento em quase

toda a extensão, ainda que com diferentes níveis de gravidade. Tem rodeiras com gravidade 3

em vários sub-trechos e áreas consideráveis de reparações. São ainda visíveis degradações

superficiais tais como exsudações e deformações localizadas, as quais podem ser observadas

com mais detalhe nas imagens apresentadas no Apêndice III.

Tendo em conta a descrição efectuada e os dados que se apresentam a seguir, determinou-se o

valor de IQ:

Área=2160m2 (180m×12m);

R=13,4mm; C=27,4%; S=0,07%; P=9,97%;

IRI=3500mm/km;

Substituindo em (4.4) obtêm-se um valor de IQ de 1,37, o qual corresponde a um pavimento

medíocre.

-Sistema de avaliação de estratégias

Após os cálculos efectuados para a determinação dos índices de qualidade, considerou-se

ainda um sistema de avaliação de estratégias de intervenção muito simplificado, cujo

objectivo é apoiar a decisão no que se refere à melhor altura para intervir, de modo a reduzir

os custos e manter a qualidade do pavimento acima de um determinado índice de qualidade.

Este procedimento é simplista, mas permite apoiar as decisões de intervenção na rede, tendo

sido concebido pelo Asphalt Institute e, recentemente, sujeito a republicação (Asphalt

Institute, 2009). Para ser possível a aplicação da avaliação de estratégias de intervenção torna-

se necessário a determinação do índice de qualidade, para se conseguir determinar o PCI

(Pavement Condition Index) ou seja o índice de qualidade global do pavimento, este índice

toma os valores apresentados no Quadro 4.5 de acordo com o índice de qualidade.

Quadro 4.5. Intervalos do PCI (adaptado de Picado-Santos, 2011, Asphalt Institute, 2009 e

Ogra’s Milestones, 2009)

IQ PCI Estado do pavimento

4-5 80-100 Excelente/Muito plano

3-4 60-80 Regular/ Plano com algumas saliências e depressões

2-3 40-60 Razoável / Confortável com saliências e depressões intermitentes

1-2 20-40 Mau | Desconfortável com saliências e depressões frequentes

0-1 0-20 Muito Mau |/Desconfortável com saliências e depressões constantes

Depois de definido qual o PCI recorre-se a uma matriz de decisão a qual dá indicação sobre

quando se deve proceder à intervenção no pavimento em causa.

No Quadro 4.6 está representada a matriz de decisão a ter em conta aquando da decisão de

intervenção com base no PCI.

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72

Quadro 4.6. Matriz de decisão (adaptado de Picado-Santos, 2011, Asphalt Institute, 2009 e

Ogra’s Milestones, 2009)

Matriz de decisão com base no valor de PCI

Tempo para a intervir Auto-estrada Via arterial Via colectora Via local

Não necessita > 85 > 85 > 80 > 80

6 a 10 anos 76 a 85 76 a 85 71 a 80 66 a 80

1 a 5 anos 66 a 75 56 a 75 51 a 70 46 a 65

Reabilitação 60 a 65 50 a 55 45 a 50 40 a 45

Reconstrução < 60 < 50 < 45 < 40

Aplicando a matriz de decisão às ruas estudadas pode concluir-se o seguinte:

Na Alameda Armando Gonçalves obteve-se um IQ de 4,01 o que corresponde a um PCI no

intervalo de 80 a 100. Tratando-se de uma via distribuidora local, com características que se

podem observar no Quadro 4.7, conclui-se que não necessita de intervenção a curto prazo.

Quadro 4.7. Características de uma via distribuidora local (CCDRN, 2008)

Via distribuidora local

(Via colectora)

Características

Condições mínimas para a fluidez do tráfego através de velocidades

moderadas (30/40 km/h).

Redes contínuas (por espaço local)

Acesso e estacionamento essencialmente livre

Cruzamentos definidos sobretudo em função da segurança dos peões,

havendo facilidade de atravessamento (passadeiras)

Na Rua Dr. António José de Almeida o valor de IQ foi de 3,12, o qual corresponde a um PCI

60 a 80. Esta via já se trata de uma via de acesso local cujas características diferem do tipo de

via anterior e podem ser observadas no Quadro 4.8.

Analisando a matriz de decisão pode observar-se que este intervalo contém dois cenários de

decisão. Assim, optou-se por fazer uma ponderação para decidir qual o intervalo a usar, ainda

que possa parecer fácil a detecção do intervalo.

4 − 3

80 − 60=

4 − 3,12

80 − x x = 62,4

Logo o tempo de intervenção deverá ser dentro de 1 a 5 anos.

Quadro 4.8. Características de uma via de acesso local (CCDRN, 2008)

Via de acesso local

(Via local)

Características

Condições mínimas para a fluidez do tráfego através de

velocidades muito moderadas (20/30 km/h).

De preferência, não criar uma rede contínua

Acesso e estacionamento livre

Cruzamento definidos em função da segurança dos peões

Poderá haver partilha entre peões e automóveis (passadeiras

desnecessárias)

A Rua João de Deus Ramos é também uma distribuidora local com as características definidas

no Quadro 4.7. O valor do IQ calculado para esta rua foi de 1,37, originando a obtenção de

um PCI correspondente ao intervalo de 20 a 40, o que à luz da matriz de decisão, indica que o

pavimento desta rua necessita de uma reconstrução já.

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AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO DA CONSERVAÇÃO. DE PAV. - ESTUDO DE CASO CAPÍTULO 4

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 73

4.4. Considerações Finais

Neste capítulo tentou-se perceber o modo de actuação dos serviços técnicos municipais, em

termos de conservação de pavimentos rodoviários, através de inquéritos distribuídos a alguns

dos municípios da região centro.

O inquérito visou caracterizar a rede e as técnicas de conservação utilizadas, tais como

actuações pontuais, tratamentos superficiais e a aplicação de camadas de espessura “forte”.

Avaliaram-se também os critérios de selecção das técnicas de conservação utilizadas e as

dificuldades na sua escolha.

Após a análise dos resultados do inquérito, concluiu-se que as técnicas usadas eram

maioritariamente os revestimentos superficiais, verificando-se também o recurso ao uso de

betão betuminoso a quente sobre a superfície de pavimento existente. É provável que este

cenário esteja relacionado com falta de informação técnica sobre as técnicas de custo

disponíveis, ou com a inexistência de uma atitude de conservação preventiva.

Tendo em consideração a falta de meios técnicos suficientes para a prossecução de uma

gestão da conservação de pavimentos com base em sistemas de informação complexos,

propôs-se uma maneira simples de avaliação do índice de qualidade de um pavimento.

A avaliação da qualidade baseia-se num método de inspecção visual, onde se efectua o

levantamento visual do estado da superfície do pavimento e através um catálogo se podem

atribuir níveis de gravidade às degradações de modo a calcular um índice de qualidade do

pavimento.

Para que se pudesse mostrar o modo de fazer essa avaliação efectuaram-se três avaliações de

casos práticos em que os pavimentos atingiram os três patamares do IQ possíveis na

metodologia. Foi, assim, possível demonstrar a aplicação de um método que pode ajudar na

determinação do estado do pavimento, e prever, de forma simples, a quantidade da rede a

intervencionar num determinado período de planeamento.

Além disso aplicou-se uma matriz de decisão proposta pelo Asphalt Institute (2009), de modo

a ter disponível para municípios relativamente pequenos um procedimento muito simples e

validado de “avaliação de estratégias” que ajude no processo de decisão, no que se refere ao

tempo adequado para efectuar acções de conservação.

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CAPÍTULO 5

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 75

5. METODOLOGIA DE APOIO À DECISÃO

5.1. Generalidades

Analisando os resultados dos inquéritos apresentados na capítulo anterior conclui-se que os

municípios usam quase sempre as mesmas técnicas de conservação de pavimentos

independentemente do estado do pavimento, tráfego, patologias existentes, entre outros

factores.

Com o objectivo de complementar o estudo elaborado no capítulo anterior, procedeu-se à

aplicação de uma metodologia de apoio à decisão, com vista a facilitar a escolha da técnica de

conservação a aplicar num pavimento tendo em conta por um lado, o seu índice de qualidade

e por outro lado, considerando o tipo de via em termos de classificação hierárquica na rede.

Em função do tipo, por exemplo, uma via distribuidora local ou uma via de acesso local, o

grau de perturbação dos utilizadores pode ser bastante variável, uma vez que a atractividade

de veículos varia entre os diferentes tipos de vias.

Para a aplicação da referida metodologia considerou-se uma série de critérios, sendo uns de

custo e outros de benefício. Para isso recorreu-se a uma análise multicritério, através do

método aditivo simples, recorrendo ao software Hiview3 (Catalyze Ltd, 2003).

A utilização da metodologia multicritério é favorável para problemas complexos, com

diversos tipos de decisores e pontos-de-vista diversificados, considerados fundamentais no

processo de decisão e, em muitos casos, utilizam variáveis de ordem qualitativa (Ribeiro,

2009).

5.2. Descrição da Análise Multicritério

A análise multicritério surgiu nos anos 60 perante a necessidade de decisão face à análise de

vários critérios em simultâneo. Com o uso deste método torna-se possível a integração de

várias alternativas para uma decisão (ObsQREN, s.d.).

Para a descrição do método torna-se necessário recorrer a um conjunto de designações cujo

significado é necessário compreender, razão pela qual se apresentam abaixo as definições dos

termos mais utilizados (Pestana, 2005).

Alternativa: elemento com características tais que, sob a perspectiva de um determinado

objectivo, justifica que sobre ele se decida, isto é, se determine se tem merecimento suficiente

para ser incluído num conjunto de decisão. No método de análise hierárquica ocupam

exclusivamente o nível inferior da hierarquia.

Benefícios: modelo de um sistema criado estando a ser observado na perspectiva dos seus

aspectos favoráveis.

Critério: característica, presente em todas as alternativas, que serve de suporte à decisão.

Custos: modelo de um sistema criado estando este a ser observado na perspectiva dos seus

aspectos desfavoráveis.

Decisão: acto de decidir, isto é, escolher entre os elementos de um conjunto de alternativas.

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METODOLOGIA DE APOIO À DECISÃO

76

Julgamento: valoração qualitativa de uma característica de um elemento de um sistema.

Objectivo: finalidade genérica a atingir com a decisão.

5.2.1. Descrição das etapas do processo

Após a apresentação das definições é agora possível descrever o processo que pode

representar-se de uma maneira generalista numa árvore de etapas. Na Figura 5.1 pode ver-se a

representação das etapas do processo.

Figura 5.1. Etapas do processo de decisão seguidas no Hiview3 (adaptado de Catalyze Ltd

2003 e Martinho, 2004)

A primeira etapa passa pela criação de uma árvore de decisão que se divide, neste caso, em

três partes, sendo o topo representado pelo objectivo a alcançar que neste caso é a escolha de

um tratamento aplicar num pavimento em determinadas condições. O nível intermédio é

constituído pelos critérios a ponderar e, na base, as alternativas que irão considerar-se.

Na Figura 5.2. pode ver-se um modelo genérico de uma árvore de decisão a usar no método

de análise multicritério.

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METODOLOGIA DE APOIO À DECISÃO CAPÍTULO 5

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 77

Figura 5.2. Modelo de árvore de decisão usada no método de análise multicritério (adaptado

de Martinho, 2004)

5.2.2. Identificação das alternativas

Para a escolha do tratamento foram consideradas treze alternativas, as quais são apresentadas

no Quadro 5.1.

Quadro 5.1. Alternativas consideradas para a aplicação do método

Alternativas

Tratamentos contínuos

A1. Revestimento Superficial Simples

A2. Revestimento Superficial Simples + Fog Seal

A3. Revestimento Superficial Duplo

A4. Aplicação de AC 10 surf ligante (Microbetão Rugoso - BBr)

A5. Aplicação de AC 4 surf lig (Argamassa Betuminosa -AB)

A6. Aplicação de Microaglomerado Betuminoso a Frio

A7. Aplicação de Lama Asfáltica

A8. Aplicação de AC 14 surf ligante (Betão Betuminoso - BB)

Tratamentos contínuos + Tratamentos localizados

A9. Reperfilamento com AC 20 reg ligante (Mist. Bet. Densa - MBD) + Microaglomerado betuminoso a

frio simples

A10. Fresagem + Reparação de Covas + Revestimento Superficial Duplo

A11. Reperfilamento AC 14 surf ligante (Betão betuminoso – BB) + Microaglomerado betuminoso a

frio simples

A12. Fresagem + Reparação de Covas + Revestimento Superficial Simples

A13. Reparação de covas + Lama Asfáltica

As alternativas apresentadas foram escolhidas tendo em conta o estudo feito no capítulo

anterior, as respostas aos inquéritos e ainda as mais usadas por algumas entidades,

nomeadamente a concessionária Estradas de Portugal, S.A. São também contempladas as

alternativas usadas no estudo económico realizado no capítulo anterior.

5.2.3. Identificação dos critérios

A ramificação da árvore dá origem a nós onde estão localizados os critérios. Alguns dos

critérios considerados provieram da análise de resultados dos inquéritos efectuados aos

serviços municipais.

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METODOLOGIA DE APOIO À DECISÃO

78

Foram considerados critérios de custo cujo objectivo é minimizar o seu impacto, ao mesmo

tempo que se procura maximizar o impacto dos critérios de benefício. Os critérios de custo e

de benefício estão apresentados no Quadro 5.2.

Quadro 5.2. Critérios tidos em conta na aplicação do método

Critérios Tipo de critério

C1. Custo da solução (materiais + execução)

Critérios de custo C2. Perturbação para os utentes durante a intervenção/tempo de execução

C3. Disponibilidade de empreiteiros/equipamentos

C4. Alteração das cotas de soleira

B1. Impermeabilidade

Critérios de

benefício

B2. Textura/Rugosidade/Atrito

B3. Regularidade

B4. Influência na capacidade resistente

Consideraram-se quatro critérios de custo, os quais foram estabelecidos com base nos

resultados dos inquéritos e validados por profissionais com grande experiência em obras de

conservação de pavimentos. Os critérios de benefícios considerados traduzem as

características que, geralmente se pretendem melhorar com as acções de conservação.

Após o estabelecimento dos critérios pode criar-se a árvore de decisão a ser usada para a

aplicação do método de análise, utilizando o Hiview3. Na Figura 5.3 pode observar-se a

árvore já construída.

Figura 5.3. Árvore de decisão construída

Após a construção da árvore procedeu-se à definição dos critérios a ter em conta, como por

exemplo o tipo de escala que neste caso concreto é uma escala relativa. Definiu-se ainda o

tipo de função valor que para o caso em estudo é uma função linear considerada pelo

programa por omissão. Estes detalhes são modificados e introduzidos num quadro similar ao

que pode ver-se na Figura 5.4.

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METODOLOGIA DE APOIO À DECISÃO CAPÍTULO 5

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 79

Figura 5.4. Detalhes dos critérios (Martinho, 2004)

Além dos aspectos já referidos, pode ainda adicionar-se uma descrição para cada critério,

assim como as unidades da escala, que neste caso é uma escala de julgamento qualitativa.

5.2.4. Classificação das alternativas relativamente aos critérios

Nesta etapa cada uma das alternativas é classificada relativamente a cada critério, resultando

uma escala de valores. Esta escala mostra, na opinião do decisor, quanto é que uma alternativa

é preferível em relação às outras. São então introduzidos juízos de valor qualitativos que

através do programa hiview3 é possível simplificar o processo de tomada de decisão. Para isso

o software recorre ao método MACBETH (Measuring Attractiveness by a Categorical Based

Evaluation Technique)

O MACBETH é um sistema multicritério de apoio à decisão com base em julgamentos

qualitativos sobre a diferença de atractividade entre estímulos. Permite a definição de funções

de valor e a determinação de coeficientes de ponderação no quadro de um modelo aditivo de

agregação (APDIO, s.d.).

Neste sistema começa-se por ordenar as alternativas consoante a sua importância

relativamente a cada critério. Para tal coloca-se a seguinte questão ao decisor:

Considerando um critério C, qual a alternativa mais importante neste critério? E qual a

segunda mais importante? E assim sucessivamente até à última (Martinho, 2004).

No caso em análise, para a determinação dessa importância consideraram-se três níveis de

tráfego e para cada um destes níveis consideraram-se ainda dois níveis de IQ.

Uma via com tráfego elevado é representada de uma distribuidora principal, sendo as vias

com tráfego moderado e baixo, respectivamente distribuidoras locais e vias de acesso local.

Os valores de IQ traduzem estados de conservação do pavimento razoáveis e medíocres. Estes

dados podem ser observados no Quadro 5.3.

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METODOLOGIA DE APOIO À DECISÃO

80

Quadro 5.3. Características consideradas

Tráfego IQ

Elevado 2,5 a 3,5 Razoável

<2,5 Medíocre

Moderado 2,5 a 3,5 Razoável

<2,5 Medíocre

Baixo 2,5 a 3,5 Razoável

<2,5 Medíocre

O tráfego foi o parâmetro que se considerou mais adaptado para representar o “transtorno”

dos utilizadores, tanto durante a execução de trabalhos de conservação, como quando se

mantém a via em serviço, relativamente degradada, durante um período considerável. Embora

possa haver grande variação de circunstâncias entre diversas situações consideradas

“semelhantes”, trata-se de um procedimento simples para medir o transtorno dos utentes no

âmbito do processo de decisão para a escolha da técnica de conservação a aplicar.

Para explicitar melhor como se procedeu ao preenchimento das matrizes no interior do

programa, resume-se no Quadro 5.4 a ordenação dos critérios.

Quadro 5.4. Representação da ordenação dos critérios

TRÁFEGO IQ

ORDENAÇÃO POR ORDEM DECRESCENTE

Ordenação dos grupos de

critérios Ordenação dos critérios

1º 2º 1º 2º 3º 4º

Elevado

Caso 1

2,5 a 3,5 Custo Benefício

C1 C2 C3 C4

B3 B1 B2 B4

Caso 2

<2,5 Benefício Custo

C1 C2 C4 C3

B3 B2 B4 B1

Moderado

Caso 3

2,5 a 3,5 Custo Benefício

C1 C2 C3 C4

B1 B3 B2 B4

Caso 4

<2,5 Benefício Custo

C1 C2 C3 C4

B3 B2 B1 B4

Baixo

Caso 5

2,5 a 3,5 Custo Benefício

C1 C3 C2 C4

B1 B3 B3 B4

Caso 6

<2,5 Benefício Custo

C1 C4 C3 C2

B3 B2 B4 B1

Para melhor clarificação, tome-se um exemplo do Quadro 5.4. para uma situação de tráfego

elevado e IQ entre 2,5 e 3,5, consideraram-se mais importantes os critérios de custo

relativamente aos de benefício uma vez que, estando perante um pavimento em estado

razoável, as características superficiais não estarão demasiado degradadas.

Considerando os custos mais importantes do que os benefícios, procedeu-se à hierarquização

dos critérios de custos entre eles. Entendeu-se que o custo mais importante é o custo dos

materiais/equipamentos, seguindo-se o tempo de execução/perturbação para os utentes, a

disponibilidade de empreiteiro e por fim a alteração de cotas de soleira. Fez-se um raciocínio

idêntico para os critérios de benefícios.

A ordenação das alternativas (leia-se técnicas de conservação) no que diz respeito aos

critérios, baseou-se numa apreciação qualitativa na qual se atribuíram graus de importância às

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METODOLOGIA DE APOIO À DECISÃO CAPÍTULO 5

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 81

alternativas relativamente aos critérios. No Quadro 5.5. podem ver-se os diferentes níveis de

importância atribuída.

Quadro 5.5. Importância das alternativas relativamente aos critérios

Critérios

Alternativas

C1 C2 C3 C4 B1 B2 B3 B4

Cu

sto

(€

/m2)

Tem

po

rela

tiv

o d

e

exec

./p

ertu

rb

açã

o p

ara

os

ute

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Dis

p.

Eq

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Em

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Alt

era

ção

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cota

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sole

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Imp

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ili

da

de

Ru

go

sid

ad

e/

Ad

erên

cia

Reg

ula

rid

ad

e

Ca

p.

resi

sten

te

A1 Rev. Superficial Simples 2 4 5 1 1 3 1 1

A2 Rev. Sup. Simples + Fog-seal 2,6 3 5 1 2 3 1 1

A3 Rev. Sup. Duplo 3 3 5 1 3 3 2 1

A4 Microbetão rugoso 5 1 4 3 4 5 3 3

A5 Argamassa betuminosa 4 1 4 2 5 1 3 2

A6 Microaglomerado betuminoso

a frio 1,5 5 3 1 3 2 2 2

A7 Lama asfáltica 1 5 3 1 2 1 1 1

A8 AC 14 Surf ligante (BB) 5 1 5 4 4 4 4 4

A9

Reperfilamento com AC 20

reg ligante + M.A.B.a frio

simples

4,3 3 3 2 3 2 3 2

A10 Fresagem + Reparação de

Covas + Rev. Sup. Duplo 3,9 2 5 1 3 3 3 1

A11

Reperfilamento AC 14 surf

ligante (BB) + M.A.B. a frio

simples

3,5 3 3 2 3 2 3 2

A12 Fresagem + Reparação de

Covas + Rev. Sup. Simples 2,9 2 5 1 1 3 2 1

A13 Reparação de covas + Lama

Asfáltica 2,6 5 3 1 2 1 2 1

Escala 1= Mau….. 5= Bom (critérios C2 a C4 e B1 a B4)

Por exemplo, para o critério de custo C2 a atribuição do valor 1 significa o tempo de execução

é elevado, logo a perturbação para os utentes é elevada. Já no caso, por exemplo do critério de

benefício B2 a atribuição do valor 1 significa que o tratamento confere pouca

rugosidade/aderência ao pavimento.

No passo seguinte, procedeu-se ao preenchimento da matriz de julgamento dos critérios, tal

como se ilustra na Figura 5.5.

Figura 5.5. Regras de preenchimento na matriz de julgamentos (Martinho, 2004)

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METODOLOGIA DE APOIO À DECISÃO

82

Observando as regras de preenchimento da matriz deve proceder-se primeiro ao

preenchimento da última coluna, ou seja, da coluna onde se encontra o critério menos

importante, relativamente aos outros critérios. Atribuem-se valores de julgamento a cada

linha, desde “pouco importante” até “extremamente importante”. Segue-se o preenchimento

da primeira linha onde se encontra o critério mais importante desta análise face aos restantes.

Este procedimento faz com que o preenchimento seja coerente, usando a escala já referida.

Depois de preenchida a matriz é possível proceder a uma optimização dos julgamentos.

É necessário que a matriz seja consistente, ou seja, que os valores atribuídos permitam uma

escala de valores para os critérios, a qual pode ser representada graficamente, como o

exemplo que pode ver-se na Figura 5.6. um resultado similar ao que se obtêm nesta fase.

Entende-se por optimização linear, a optimização que visa encontrar, quando existir, a melhor

solução (ou as melhores soluções) para um problema. O problema de optimização consiste em

encontrar, se possível, os minimizadores (ou maximizadores) de uma função numa

determinada região (Oliveira, 2009).

Figura 5.6. Matriz de julgamentos e escala gráfica de valores (Martinho, 2004)

5.2.5. Função valor

Para a obtenção da função valor o programa Hiview3 pode usar o método MACBETH já

referido, isto no caso de o critério seguir uma função do tipo contínua ou discreta. No caso em

análise o critério segue uma função linear, como já foi referido, logo não se torna necessário

este procedimento (Martinho, 2004).

5.2.6. Coeficientes de ponderação dos critérios

O programa Hiview3 usa também, nesta fase, o método MACBETH para obter os coeficientes

de ponderação. Aqui são emitidos juízos de valor pelo decisor. Se estes forem consistentes

são validados pelo programa, obtendo-se por optimização linear os pesos dos critérios.

O funcionamento desta etapa é semelhante ao já descrito para a classificação das alternativas

relativamente aos critérios, pois mais uma vez começa por ordenar-se os critérios por ordem

de importância. Para tal coloca-se a seguinte questão ao decisor:

Considere-se uma alternativa A, como estando no pior nível em todos os critérios. Se fosse

possível melhorar o impacto de pior para melhor num único critério, mantendo os restantes

em pior, em qual critério esta melhoria seria mais atractiva? E em seguida? E assim

sucessivamente até à última (Martinho, 2004).

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METODOLOGIA DE APOIO À DECISÃO CAPÍTULO 5

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 83

Depois de ordenados os critérios procedeu-se ao preenchimento da matriz semântica de modo

semelhante ao que se descreveu anteriormente para o preenchimento da matriz das

alternativas. Na Figura 5.7. pode ver-se um exemplo de uma matriz de julgamentos e pesos de

um grupo de critérios.

Figura 5.7. Matriz de julgamentos e pesos de um grupo de critérios (Martinho, 2004)

Para a determinação do valor final o programa faz uso de um modelo aditivo contando que os

critérios definidos são independentes entre si.

O modelo faz uso de uma expressão do tipo

𝑉 𝐴 = 𝑘𝑖 × 𝑣𝑖(𝐴𝑖) 𝑛𝑖=1 𝑐𝑜𝑚: 𝑘𝑖 = 1 𝑛

𝑖=1 𝑒 ∶ 𝑘𝑖 > 0 (5.1.)

Em que:

V (A) – Valor global da alternativa A;

vi (Ai) – Valor do impacto da alternativa A no critério i;

ki – Coeficiente de ponderação do critério i;

n – Número de critérios usados.

A aplicação da expressão (5.1) permite calcular os valores globais de cada alternativa tendo

em conta o peso dos oitos critérios. Na Figura 5.8. pode ver-se uma tabela com um exemplo

desses valores.

Figura 5.8. Contribuição dos critérios na escolha das alternativas

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METODOLOGIA DE APOIO À DECISÃO

84

5.3. Resultados

Os resultados foram obtidos com base na determinação dos pesos relativos nos nós, como

pode ver-se na Figura 5.9 onde se apresentam os critérios de custo nas ordenadas e as

alternativas nas abcissas. No gráfico pode ver-se a contribuição de cada critério para cada uma

das alternativas, analisando a ordenada da cor referente ao critério.

Figura 5.9. Resultados em cada nó do grupo de critério

5.3.1. Apresentação dos resultados

Para cada um dos seis casos estudados, foram avaliadas as treze alternativas de tratamento

através da metodologia anteriormente descrita. Dessa análise derivaram os resultados

apresentados no Quadro 5.6, no qual estão assinaladas as quatro alternativas com melhor

classificação e, portanto, com maior potencial de utilização para os cenários a que dizem

respeito.

Na Figura 5.10 pode ver-se um exemplo da saída de resultados, os quais são apresentados na

totalidade no Apêndice IV.

Figura 5.10. Exemplo de apresentação dos resultados

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METODOLOGIA DE APOIO À DECISÃO CAPÍTULO 5

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 85

Quadro 5.6. Resumo dos resultados obtidos

Caso Tráfego IQ Ordenação das

Alternativas Alternativas

1

Elevado

2,5 a 3,5

1º A6 -Microaglomerado betuminoso a frio

2º A1

A3

-Rev. Sup. Simples

-Rev. Sup. Duplo

3º A2 -Rev. Sup. Simples + Fog-Seal

4º A7

A8

-Lama Asfáltica

-AC 14 Surf (Betão Betuminoso)

2 <2,5

1º A6 -Microaglomerado betuminoso a frio

2º A8 -AC 14 Surf (Betão Betuminoso)

3º A4

A11

-Microbetão rugoso

-Reperfilamento com AC 14 reg -ligante +

Microaglomerado betuminoso a frio simples

4º A1

A3

-Rev. Sup. Simples

-Rev. Sup. Duplo

3

Médio

2,5 a 3,5

1º A6 -Microaglomerado betuminoso a frio

2º A3 -Rev. Sup. Duplo

3º A1 -Rev. Sup. Simples

4º A2

A8

-Rev. Sup. Simples + Fog-Seal

-AC 14 Surf (Betão Betuminoso)

4 <2,5

1º A8 -AC 14 Surf (Betão Betuminoso)

A3

A4

A6

-Rev. Sup. Duplo

-Microbetão rugoso

-Microaglomerado betuminoso a frio

3º A10 -Fresagem + reparação de covas + rev. Sup.

Duplo

4º A1 -Rev. Sup. Simples

5

Baixo

2,5 a 3,5

1º A1 -Rev. Sup. Simples

2º A3 -Rev. Sup. Duplo

3º A2

A6

-Rev. Sup. Simples + Fog-Seal

-Microaglomerado betuminoso a frio

4º A8 -AC 14 Surf (Betão Betuminoso)

6 <2,5

1º A6 -Microaglomerado betuminoso a frio

2º A4 -Microbetão rugoso

A3

A8

A10

-Rev. Sup. Duplo

-AC 14 Surf (Betão Betuminoso)

-Fresagem + reparação de covas + Rev. Sup.

Duplo

4º A11 -Reperfilamento com AC 14 reg -ligante +

Microaglomerado betuminoso a frio simples

Analisando os resultados apresentados no Quadro 5.6 pode concluir-se que o tratamento

geralmente mais pontuado é o microaglomerado betuminoso a frio, o que corresponde ao

esperado pela análise do Quadro 5.5, no qual pode ver-se que aquele tratamento obtém as

melhores classificações na maioria dos critérios. Aquela técnica de conservação é a escolhida

em primeiro lugar em quatro casos e constitui uma das alternativas plausíveis nos restantes

dois casos.

Por seu lado, o revestimento superficial duplo é um tratamento seleccionado em todos os

casos estudados, embora nunca como primeira opção. O revestimento superficial simples é

seleccionado em 5 das 6 situações sendo, por isso, uma técnica de uso relevante.

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METODOLOGIA DE APOIO À DECISÃO

86

O AC 14 surf ligante (BB) também figura como uma alternativa adequada a situações em que

são úteis grandes melhorias no pavimento (IQ <2,5), ao nível da irregularidade e da

capacidade de carga.

Já no que diz respeito ao uso de tratamentos localizados e contínuos em simultâneo, os que

melhor se classificaram foram a fresagem com reparação de covas e aplicação de

revestimento duplo, e o reperfilamento com AC 14 reg ligante com aplicação de

microaglomerado betuminoso a frio. As restantes combinações de técnicas não aparecem nas

alternativas escolhidas porque associam um custo relativamente elevado, associado a tempo

de execução apreciáveis e à eventual indisponibilidade de meios técnicos para a sua execução.

Tal como se observa no Quadro 5.5.

5.4. Análise de Sensibilidade

No Hiview3 é ainda possível fazer uma análise de sensibilidade dos resultados, que é usada

para a validação dos resultados, ou seja, para verificar se a escolha de uma determinada

alternativa se altera quando se modificam os valores utilizados na análise (Martinho, 2004).

A sensibilidade pode ser avaliada por duas formas, a sensibilidade descendente e a

sensibilidade ascendente.

A representação da variação pode apresentar-se em três cores diferentes, são elas verde,

amarelo e vermelho.

O verde indica que para que a alternativa mude é necessário que o peso do critério varie mais

de 15%. O amarelo indica que se o peso do critério variar entre 5 a 15% a alternativa irá

mudar. Já o vermelho indica que basta apenas uma variação de menos de 5% no peso do

critério para que a alternativa mude.

A Figura 5.11representa a análise de sensibilidade obtida para a alternativa A6 que se mostra

a título de exemplo.

Figura 5.11. Resultado da análise de sensibilidade

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METODOLOGIA DE APOIO À DECISÃO CAPÍTULO 5

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 87

Quando os critérios considerados são sensíveis deve trabalhar-se no sentido de obter uma

insensibilidade, de modo a despistar possíveis erros para obtenção da solução final (Martinho,

2004).

No estudo presente, os resultados da análise de sensibilidade nem sempre foram os ideais,

pois a representação da variação tomou a coloração vermelha em alguns casos. Isto deve-se ao

facto de algumas alternativas serem bastante semelhantes, não sendo possível decidir

claramente em favor de uma em detrimento de outras. Na aplicação do método, isto resulta

numa variação mínima entre os valores das alternativas, o que explica uma análise de

sensibilidade desse tipo.

Contudo, deve assinalar-se que, em termos gerais, a análise deve ser considerada válida,

porquanto foi possível estabelecer, dentro as treze alternativas em comparação, o grupo

daqueles cuja escolha é mais plausível para as situações avaliadas.

Obviamente, havendo algumas incertezas ligadas à análise de sensibilidade efectuada,

poderão ocorrer pequenas alterações nos valores das alternativas. Mesmo assim, julga-se útil a

análise para apoiar técnicos menos familiarizados com a execução de acções de conservação

em pavimentos rodoviários municipais.

Os resultados da análise de sensibilidade são apresentados integralmente no Apêndice IV,

assim como os resultados referentes à escolha das alternativas.

5.5. Considerações Finais

O objectivo deste capítulo foi o de facilitar o processo de escolha de técnicas de conservação

para um pavimento rodoviário municipal para determinada situação de degradação e de

utilização pelo tráfego.

Aplicou-se uma análise multicritério, recorrendo a um programa de cálculo automático, o

Hiview3, o qual facilitou a obtenção de resultados.

Para a aplicação do método foi efectuada uma análise comparativa dos diferentes critérios.

Foram considerados oito, dividindo-se estes em dois grupos, um de custos e outro de

benefício. Dentro do grupo de critérios de custo foram contemplados o custo do tratamento, o

tempo de execução da técnica, a disponibilidade de empreiteiros e equipamentos bem como a

alteração de cotas de soleira. Do lado dos critérios de benefício consideraram-se a

impermeabilidade, a textura e rugosidade que o tratamento confere ao pavimento, a

regularidade e ainda a melhoria da capacidade de carga.

Com os oito critérios indicados, foram comparadas treze alternativas (técnicas de

conservação), procedendo-se a uma análise, de modo a determinar quais as alternativas com

maior potencial de utilização para as situações consideradas. Consideram-se três situações

relativamente ao tráfego: elevado, moderado e baixo. Além disso, analisaram-se e duas

situações do índice de qualidade (IQ) do pavimento, correspondentes a um estado de

conservação razoável e a outro medíocre.

Considerando as situações referidas que originaram seis casos para análise verificou-se que o

tratamento escolhido com maior frequência foi o microaglomerado betuminoso a frio. Embora

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METODOLOGIA DE APOIO À DECISÃO

88

se reconheça, para alguns casos particulares, que poderá não ser sempre o mais adequado,

para a análise efectuada em sentido lato, é um tratamento com muitos pontos positivos dentre

os considerados.

Não pode ser esquecido que o que se fez é uma metodologia de apoio que em situações

particulares poderá estar sujeita a restrições específicas que conduzam a decisões diferentes.

Julga-se que a primeira opção da análise não tem de ser forçosamente a aplicada num caso

concreto. Das técnicas mais pontuadas (assinaladas no Quadro 5.6) pondera-se a sua aplicação

nos casos concretos em função das patologias a tratar.

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CAPÍTULO 6

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 89

6. CONCLUSÕES GERAIS E TRABALHOS FUTUROS

6.1. Síntese do Trabalho e Conclusões Gerais

A presente dissertação realizou-se com o objectivo de apoiar o processo de decisão inerente à

realização de acções de conservação em pavimentos rodoviários municipais.

Além disso, tendo em conta a escassez de meios financeiros para atender, simultaneamente, à

realização de acções de conservação em grandes parcelas da rede, é fundamental actuar de

forma mais planeada e, sempre que possível, de modo preventivo. Só assim, as entidades

gestoras das redes (Câmaras Municipais) poderão almejar manter em condições aceitáveis os

pavimentos da rede rodoviária sob a sua responsabilidade, mesmo numa situação de elevadas

restrições orçamentais.

Todavia, os sistemas de gestão da conservação de pavimentos mais elaborados, tais como os

implementados por Picado-Santos (Picado-Santos et al, 2004; Picado-Santos et al, 2006), são

de difícil aplicação prática em municípios com poucos meios técnicos e humanos, porquanto

necessitam de uma participação activa das entidades gestoras, quer ao nível técnico, quer ao

nível administrativo. Por isso, é essencial contribuir com metodologias simples, menos

sofisticadas do que aquelas, quer em termos conceptuais, quer em termos de utilização de

meios, mas que permitam suportar, de forma mais objectiva do que é habitual, um processo de

decisão.

Mesmo com a aplicação de uma metodologia simples, como é o caso da que se propõe, pode

planear-se a altura mais adequada para as intervenções, o tipo de acções de conservação a

realizar e os trechos da rede a beneficiar. Trata-se, portanto, de uma contribuição para a

melhoria do processo de utilização de recursos financeiros públicos, mesmo no caso de

pequenos municípios, nos quais, por falta de meios técnicos, o processo de decisão possa ser

mais casuístico e menos suportado numa maior reflexão problemática da conservação de

pavimentos rodoviários.

Inicialmente, reuniu-se no texto da dissertação informação relativa à constituição dos

pavimentos flexíveis correntes, e ao comportamento dos materiais que os constituem.

Aquela informação serve de base à descrição das patologias que habitualmente se

desenvolvem nos pavimentos rodoviários municipais.

Depois elaborou-se um resumo das técnicas de conservação corrente executadas em

pavimentos flexíveis, incluindo aspectos referentes aos equipamentos usados e à técnica de

execução.

De forma a perceber quais as dificuldades, as técnicas mais usadas e as condições de

execução da conservação nos pavimentos fez-se um inquérito a 25 municípios da região

centro. Verificou-se que o processo de escolha da técnica de conservação é muito

influenciado pelo seu custo. Por essa razão, fez-se um pequeno estudo para a determinação

dos custos associados à execução de cada uma das técnicas de conservação analisadas, o qual

foi considerado mais adiante na aplicação do método de análise multicritério.

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CONCLUSÕES GERAIS E TRABALHOS FUTUROS

90

Procedeu-se ainda à aplicação de um procedimento para determinação do índice de qualidade

de um pavimento, de forma simples, o qual constitui o módulo de avaliação da qualidade da

metodologia de apoio proposta.

Determinou-se o Índice de Qualidade para 3 pavimentos no município de Coimbra com o

objectivo de avaliar o seu estado e demonstrar como aplicar o método.

Concluiu-se também que os municípios utilizam um número reduzido de técnias de

conservação. Verificou-se que as técnicas de conservação mais utilizadas nos municípios, no

que respeita a tratamentos contínuos, são sem dúvida os revestimentos superficiais, ou as

camadas de espessura “forte”, recorrendo ao uso de AC 14 surf ligante (BB). As técnicas mais

utilizadas nem sempre serão as mais adequadas a todas as situações, ponderando os aspectos

técnicos e económicos.

Considerou-se, portanto, útil a aplicação de uma metodologia de apoio à decisão, de modo a

entrar em linha de conta com uma série de factores que poderão influenciar a escolha da

técnica de conservação. Para isso, consideraram-se o custo, o tempo de execução da técnica, a

disponibilidade de empreiteiro, a alteração de cotas de soleira e as características conferidas

ao pavimento após o tratamento, como a impermeabilidade, a textura/rugosidade, a

regularidade e melhoria da capacidade resistente.

Os resultados obtidos pela aplicação da análise multicritério não permitiram hierarquizar

claramente as técnicas para todos casos analisados, embora tenha possibilitado a selecção das

mais plausíveis para cada caso. Verificou-se que a aplicação de microaglomerado betuminoso

a frio é a técnica escolhida com mais frequência (em quatro dos seis casos analisados). Tal

facto deve-se aos benefícios que aquele tratamento apresenta, pois alia um baixo custo a um

tempo de execução curto e não altera as cotas de soleira. Além disso, tem propriedades

interessantes no que diz respeito às características que confere ao pavimento.

O revestimento superficial duplo foi o segundo tratamento mais pontuado, em quatro dos seis

casos analisados. Pode considerar-se um resultado significativo, pois para três dos quatros

casos em que este tratamento é escolhido em segundo lugar são os casos onde o IQ

corresponde a um estado de conservação razoável. Apesar de este tratamento não ser dos mais

económicos, encontra-se num patamar intermédio de custo, e trata-se de um tratamento que a

maioria dos empreiteiros executa. À excepção da melhoria da capacidade resistente, o

revestimento superficial duplo confere em geral uma boa melhoria das características

superficiais do pavimento.

Alguns dos restantes tratamentos foram considerados plausíveis nos casos analisados, ainda

que com menor pontuação. Contudo, a análise efectuada não deixa de constituir uma

metodologia de apoio à escolha das técnicas verosímeis para as situações consideradas.

Pode apontar-se como ponto fraco o facto de, por exemplo, um mesmo valor de IQ em

pavimentos diferentes corresponder a patologias distintas o que levaria a escolher,

eventualmente, técnicas de conservação diferentes. Julga-se, contudo, que as técnicas de

conservação mais pontuadas em cada caso, constituem o grupo das mais plausíveis dentro das

analisadas. Poderá ser necessário uma avaliação mais detalhada de cada situação concreta, de

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CONCLUSÕES GERAIS E TRABALHOS FUTUROS CAPÍTULO 6

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 91

modo a escolher dentre as técnicas mais pontuadas, a que permita corrigir melhor as

patologias mais significativas.

Em suma, reunindo a informação sobre os pavimentos da rede através do levantamento visual

do estado do pavimento, para determinação do IQ, e considerando o tráfego para caracterizar

a hierarquia das vias, ou seja, para quantificar o transtorno dos utentes, acredita-se que será

possível fazer uma escolha mais racional do tratamento a aplicar em acções de conservação.

A aplicação da matriz de decisão proposta pelo Asphalt Institute possibilita também um

melhor planeamento no tempo das acções de conservação, com base no índice de qualidade

do pavimento.

6.2. Prosseguimento de Trabalhos Futuros

No que respeita à prática de conservação preventiva de pavimentos há ainda muito a fazer,

quer ao nível da divulgação das técnicas existentes, quer no que se refere à sua correcta

execução, tanto no que diz respeito à conservação pontual, como no que se relaciona com

tratamentos contínuos.

Seria útil em trabalhos futuros a elaboração de um de catálogo de avaliação e conservação de

pavimentos para redes rodoviárias municipais. Um documento deste tipo, vocacionado para a

conservação preventiva, a qual pode designar-se por “preservação de pavimentos”, deveria

incluir os seguintes elementos: uma resenha sobre a constituição, o funcionamento mecânico e

as características funcionais dos pavimentos flexíveis; uma classificação e descrição das

patologias mais frequentes e significativas, bem como das causas mais plausíveis para a sua

ocorrência; um resumo de técnicas de preservação de pavimentos flexíveis, incluindo as

características típicas dos materiais a aplicar e os equipamentos a utilizar, bem como uma

análise das características das partes que cada uma dessas técnicas poderiam

corrigir/preservar; procedimentos de avaliação de qualidade dos pavimentos, devendo incluir,

simultaneamente, uma versão mais elaborada com base no levantamento mecânico dos

parâmetros de estado da rede, e uma versão simplificada que permitisse a avaliação da

qualidade por simples inspecção visual sem recurso a levantamento mecânico; um módulo de

avaliação de estratégias que possibilitasse fazer uma avaliação comparativa de custos, de

forma simplificada, e que permitisse a contabilização manual dos custos envolvidos por uma

dado período de planeamento e para diferentes cenários de actuação; procedimentos para a

elaboração de programas de conservação normalizados, incluindo as técnicas a utilizar, os

períodos e os trechos nos quais deveriam ser aplicados.

A elaboração de um documento tal como o que se descreveu teria como objectivo a

normalização do processo a nível nacional, bem como o nivelamento da competência técnica

ao nível dos serviços técnicos municipais dos diversos municípios do país. Julga-se que seria

possível melhorar a percepção dos decisores para a necessidade de intervir adequadamente e

de forma preventiva na conservação das redes rodoviárias municipais.

6.3. Considerações Finais

Por fim pode afirmar-se que foram atingidos os objectivos estabelecidos inicialmente. Além

de um estudo das técnicas de conservação preventiva, foi possível chegar a uma metodologia

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CONCLUSÕES GERAIS E TRABALHOS FUTUROS

92

de apoio útil para a conservação de pavimentos rodoviários municipais perante determinadas

condições de degradação e de utilização pelo tráfego

Considera-se ainda que a informação que foi possível reunir neste trabalho, constituirá um

bom auxílio para os técnicos menos familiarizados com a problemática da avaliação e

conservação de pavimentos rodoviários municipais.

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APÊNDICES

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 98

APÊNDICES

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APÊNDICE I

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 99

APÊNDICE I – VALORES REPRESENTATIVOS DA CONJUGAÇÃO DE

TRATAMENTOS PONTUAIS COM TRATAMENTOS CONTINUOS

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VALORES REPRES. DA CONJUGAÇÃO DE TRAT. PONTUAIS COM TRAT. CONTÍNUOS APÊNDICE I

100

100 m

7 m

Figura I.1. Esquema de pavimento considerado

Quadro I.1. Dados considerados

Dados:

Largura (m) 7

Comprimento (m) 100

Fresagem pontual

(%) 10%

Covas (%) 10%

Fendas (m) 100

Reperfilamento (%) 20%

Área (m2) 700

Considerando:

Profundidade média das covas (m) 0,08

Espessura média de reperfilamento (m) 0,07

Peso específico médio da mistura

(kg/m3)

2350,00

Massa (kg) 1000,00

Volume (m3) V=m/g 0,43

Quadro I.2. Custos dos tratamentos considerados

Tratamentos superficiais €/m2 Custo €/m

2

1- Lama Asfáltica 1

2- M.A.B. a frio simples 1,5

3- Revestimento Superficial

Simples 2

4- Revestimento Superficial Duplo 3

5- Fog-seal 0,6

Tratamentos localizados Custo

A- Fresagem €/m2 9,22

B- Selagem individual de fendas €/m 2,16

C- Reparação de covas a frio €/m3 203,20

D- Reparação de covas a quente €/m3 203,20

E- Reperfilamento Mistura Betuminosa Densa

€/m3

203,20

F- Reperfilamento Betão betuminoso €/m3 139,71

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VALORES REPRES. DA CONJUGAÇÃO DE TRAT. PONTUAIS COM TRAT. CONTÍNUOS

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 101

Quadro I.3. Custo obtidos com a conjugação dos tratamentos

Tratamentos

conjugados

Custo

€/700m2

Custo

€/m2

*C/D+1 1.838 € 2,6 €

A+C/D+3 2.047 € 2,9 €

A+C/D+4 2.747 € 3,9 €

E+2 3.041 € 4,3 €

F+2 2.419 € 3,5 €

C/D+5 1.558 € 2,2 €

A 645 € 0,9 €

Exemplo de cálculo para a determinação do custo:

C - Reparação de covas a frio;

D - Reparação de covas a quente

1 - Lama asfáltica.

Descrição geral da acção de conservação:

- Reparação das covas existentes, com mistura betuminosa a quente ou a frio, considerando

10% da área afectada com covas e posterior aplicação de lama asfáltica na generalidade da

superfície.

*C/D+1=1.838€

203,20×700×0,08×10%+1×700=1.838€

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APÊNDICE II

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 102

APÊNDICE II – INQUÉRITO REALIZADO AOS SERVIÇOS TÉCNICOS DOS

MUNICÍPIOS

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INQUÉRITO REALIZADO AOS SERVIÇOS TÉCNICOS DOS MUNICÍPIOS APÊNDICE II

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 103

1 - CARACTERIZAÇÃO GERAL DA REDE RODOVIÁRIA MUNICIPAL

1 - Município de:

____________________

2 - Qual a extensão de vias pavimentadas (com misturas betuminosas ou

calçadas/blocos) administradas pelo município? [Indicar a extensão aproximada em km]

_____,__

3 - Das vias pavimentadas qual a percentagem da extensão total de vias com pavimentos

de blocos (calçada, blocos de betão, …)?

[Deve considerar VIAS COM MAIS 6 m DE LARGURA e com MAIS DE 25 VEÍCULOS PESADOS por DIA

– Por exemplo: serviço regular de AUTOCARROS; itinerário preferencial a indústria, …]

○ Até 5% da extensão

○ De 5% a 15% da extensão

○ Mais de 15% da extensão

4 - Das vias pavimentadas, qual a percentagem da extensão total de vias com tráfego de

veículos pesados significativo?

○ Até 5% da extensão

○ De 5% a 15% da extensão

○ Mais de 15% da extensão

[Indicar o valor aproximado em Euros]

5 - Qual o orçamento médio anual utilizado para a conservação de pavimentos (média

dos últimos 2 anos)? [Indicar o valor aproximado em Euros]

_____,__

2 - TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO UTILIZADAS: ACTUAÇÕES PONTUAIS

[Escolha a frequência com que cada uma das técnicas foi utilizada na rede do município:] 1-POUCO /

NADA.................... 4- MUITO /FREQUENTEMENTE

1 - Reparações Pontuais (tapagem de covas, saneamentos localizados, remates de

tampas)

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

2 - Selagem individual de fendas

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

3 - Fresagens localizadas

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

4 - Espalhamento localizado de agregado para reposição de textura superficial

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

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INQUÉRITO REALIZADO AOS SERVIÇOS TÉCNICOS DOS MUNICÍPIOS

104

5 - Tapamento e compactação de valas com o material proveniente da escavação e

reposição do pavimento existente

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

6 - Tapamento e compactação de valas com agregado (tout-venant) e reposição do

pavimento existente

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

7 - Tapamento e compactação de valas com misturas betuminosas a frio e reposição do

pavimento existente

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

8 - Tapamento de valas com betão pobre (eventualmente autocompactável) e reposição

do pavimento existente

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

9 - Outras Técnicas de Actuação Pontual.

○ Não

○ Sim. Especificar._____________________________________________

3 - TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO UTILIZADAS: TRATAMENTOS

SUPERFICIAIS

[Escolha a frequência com que cada uma das técnicas foi utilizada na rede do município:] 1-POUCO /

NADA..................4-MUITO /FREQUENTEMENTE

1 - Revestimentos superficiais betuminosos (simples, duplos,...)

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

2 - Microaglomerado Betuminoso a frio (Macroseal)

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

3 - Lama asfáltica (Slurry Seal)

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

4 - Microbetão betuminoso rugoso

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

5 - Argamassa betuminosa

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

6 - Outros Tratamentos Superficiais

○ Não

○ Sim. Especificar.__________________________________

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INQUÉRITO REALIZADO AOS SERVIÇOS TÉCNICOS DOS MUNICÍPIOS APÊNDICE II

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 105

4 - TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO UTILIZADAS: CAMADAS DE ESPESSURA

"FORTE"

[Escolha a frequência com que cada uma das técnicas foi utilizada na rede do município:] 1-POUCO /

NADA............4-MUITO /FREQUENTEMENTE

1 - Camada de desgaste em betão betuminoso a quente com 4 cm (ou mais) de espessura

sobre pavimento existente

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

2 - Fresagem de camada superficial existente e execução de camada de desgaste em

betão betuminoso a quente com 4 cm (ou mais) de espessura no lugar da existente

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

3 - Demolição de camadas betuminosas existentes (por técnica diferente de fresagem) e

sua reposição completa

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

4 - Reperfilamento do pavimento com recurso a misturas betuminosas a frio, aplicadas

com espessura variável

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

5 - Outro tipo de camada de espessura "forte"

○ Não

○ Sim. Especificar._______________________________________________

5 - CRITÉRIOS DE SELECÇÃO DAS TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO

[Seleccione de 1 a 4 a opção que melhor traduz a sua opinião. A escolha das técnicas de conservação de

pavimentos rodoviários utilizadas no município depende de: ] 1- CRITÉRIO POUCO IMPORTANTE............ 4-

CRITÉRIO MUITO IMPORTANTE

1 - Rapidez de execução

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

2 - Montante gasto pela autarquia na execução dos trabalhos

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

3 - Interferência com a circulação nas vias intervencionadas

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

4 - Disponibilidade de empreiteiros com equipamentos para executar a técnica escolhida

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

5 - Possibilidade de execução dos trabalhos com meios internos aos serviços da Câmara

Municipal

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

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INQUÉRITO REALIZADO AOS SERVIÇOS TÉCNICOS DOS MUNICÍPIOS

106

6 - Durabilidade esperada das intervenções executadas com a técnica de conservação

escolhida

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

7 - Decisão política

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

8 - Outros critérios de selecção das técnicas de conservação a utilizar

○ Não

○ Sim. Especificar.__________________________________________

6 - DIFICULDADES NA ESCOLHA DAS TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO A

UTILIZAR

[Seleccione de 1 a 4 a opção que melhor traduz a sua opinião. As dificuldades na escolha das técnicas de

conservação de pavimentos a utilizar rede rodoviária no município são as seguintes: ] 1- DIFICULDADE

POUCO IMPORTANTE............ 4-DIFICULDADE MUITO IMPORTANTE

1 - Avaliar o estado de degradação dos pavimentos da rede municipal

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

2 - A escolha não é feita pelos serviços técnicos

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

3 - A decisão é tomada sem a participação da autarquia (decisão tomada por entidades

externas, tais como operadores de telecomunicações e similares)

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

4 - As fortes restrições orçamentais condicionam muito a escolha da técnica a utilizar

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

5 - Conhecimento insuficiente sobre as técnicas disponíveis para diferentes tipos de

patologias

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

6 - Incerteza quanto à durabilidade esperada de técnicas de conservação pouco

utilizadas pelos empreiteiros

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

7 - Falta de empreiteiros capazes de executarem as técnicas mais adequadas a cada

situação

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

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INQUÉRITO REALIZADO AOS SERVIÇOS TÉCNICOS DOS MUNICÍPIOS APÊNDICE II

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 107

8 - A utilização de técnicas mais adequadas mas menos correntes é geralmente menos

económica para o município

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

9 - Não é possível estabelecer o “timing” mais adequado (do ponto de vista técnico) para

a execução de certos trabalhos de conservação

Pouco>> ○1 ○2 ○3 ○4 << Muito

10 - Outras dificuldades na escolha da técnica de conservação

○ Não

○ Sim. Especificar. ________________________________________

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APÊNDICE III

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 108

APÊNDICE III – RESULTADOS DO CASO DE ESTUDO

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APÊNDICE III RESULTADOS DO CASO DE ESTUDO

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 109

Alameda Armando Gonçalves:

Aspecto geral

do pavimento

Remates das

tampas de

saneamento

Figura II. 1. Imagens do pavimento analisado

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RESULTADOS DO CASO DE ESTUDO

110

Cálculo do IQ (Índice de Qualidade):

Dados:

Comprimento=400m

Largura=13m

Área=400×13=5200m2

Cálculo de patologias:

RodeirasR=0mm

FendilhamentoC=0%

Degradações superficiaisS=0,5 × 0,35200 = 0,0000288 = 0,00288%

Reparações𝑃 = 1 4 × 13 × 0,20 × 14 + 1

2 × 13 × 0,20 × 7 400

=

P= 0,026 = 2,6%

Cálculo do IRI:

Fendilhamento=0 Tipo 1

Rodeiras=0 Tipo 1

Degradações sup. (exsudações) =0,3 × 1 + 399,7 × 1400 = 1 ≤ 1,25 Tipo 1

Logo: IRI=700mm/km

Então:

𝐼𝑄 = 5 × 𝑒−0,0002598 ×700 − 0,002139 × 02 − 0,10 × 0 + 0,00266 + 2,6 0,5

𝐼𝑄 = 4,01 > 3,5 Bom

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APÊNDICE III RESULTADOS DO CASO DE ESTUDO

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 111

Rua Dr. António José de Almeida

Aspecto geral

do pavimento

Desagregação

superficial e

polimento dos

agregados

Remates de

tampas

Figura II. 2. Imagens do pavimento da Rua Dr. António José de Almeida

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RESULTADOS DO CASO DE ESTUDO

112

Rua Dr. António José de Almeida

Reparações

Figura II. 2. (cont.) Imagens do pavimento da Rua Dr. António José de Almeida

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APÊNDICE III RESULTADOS DO CASO DE ESTUDO

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 113

Cálculo do IQ (Índice de Qualidade):

Dados:

Comprimento=400m

Largura=8m

Área=400×8=3200m2

Cálculo de patologias :

Rodeiras R=400 × 5400 = 5𝑚𝑚

Fendilhamento C=0%

Degradações superficiais S=8 × 4003200 = 1 = 100%

Reparações

𝑃 = 1

2 × 8 × 0,20 × 13 + 0,5 + 0,5 + 8 × 0,3 + 3 × 0,20

400 =

P= 0,54 = 5,4%

(C+S+P) ≤ 100%

Cálculo do IRI:

Fendilhamento=0 Tipo 1

Rodeiras =1 × 400400 =1 Tipo 1

Degradações sup. =1400 = 1 ≤ 1,25 Tipo 1

Logo: IRI=700mm/km

Então:

𝐼𝑄 = 5 × 𝑒−0,0002598 ×700 − 0,002139 × 52 − 0,10 × 100 0,5

𝐼𝑄 = 3,12 2,5<3,12<3,5 Razoável

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RESULTADOS DO CASO DE ESTUDO

114

Rua João de Deus Ramos:

Aspecto geral

do pavimento

Fendilhamento

do tipo pele de

crocodilo

Figura II. 3. Imagens do pavimento da Rua João de Deus Ramos

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APÊNDICE III RESULTADOS DO CASO DE ESTUDO

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 115

Reparações

Figura II. 3. (cont.) Imagens do pavimento da Rua João de Deus Ramos

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RESULTADOS DO CASO DE ESTUDO

116

Fendilhamento

e deformações

(rodeiras)

Figura II. 3. (cont.) Imagens do pavimento da Rua João de Deus Ramos

Cálculo do IQ (Índice de Qualidade):

Dados:

Comprimento=180m

Largura=12m

Área=180×12=2160m2

Cálculo de patologias:

Rodeiras R=3 × 20 + 3 × 30 + 90 × 20 + 80 × 5 + 3 × 20)

180 = 13,4𝑚𝑚

Fendilhamento C=2 × 180 + 2 × 80 + 12 × 3 × 2)

2160 = 0,274 × 100 = 27,4%

Degradações superficiais S= (2 × 0 = 0,007 × 100 = 0,07%

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APÊNDICE III RESULTADOS DO CASO DE ESTUDO

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 117

Reparações

𝑃 = 12 × 1,5 + 6 × 25 + 12 × 3 + 6 × 0,4 + 6 × 1,5

2160 = 0,0997 × 100 = 9,97%

Cálculo do IRI:

Fendilhamento =180 × 2 + 90 × 2 + 80 × 2 + 9 × 3180 = 4 Tipo 3

Rodeiras =1 × 80 + 2 × 96 + 3 × 3180 =1,56 Tipo 2

Degradações sup. =2 × 1 + 1 × 1,5 + 1 × 177,5180 = 1 Tipo 1

Logo: IRI=3500mm/km

Então:

𝐼𝑄 = 5 × 𝑒−0,0002598 ×3500 − 0,002139 × 13,42 − 0,10 × 27,4 + 0,07 + 9,97 0,5

𝐼𝑄 = 1,37 1,37<2,5 Medíocre

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APÊNDICE IV

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 118

APÊNDICE IV – RESULTADOS DA ANÁLISE MULTICRITÉRIO

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ANÁLISE MULTICRITÉRIO - RESULTADOS APÊNDICE IV

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 119

Quadro IV. 1. Resultados obtidos na análise multicritério

Caso 1

Caso 2

Caso 3

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ANÁLISE MULTICRITÉRIO - RESULTADOS

120

Quadro IV. 1. (cont.) Resultados obtidos na análise multicritério

Caso 4

Caso 5

Caso 6

Legenda:

1ª Alternativa(s) mais Pontuada(s) : assinalada(s) com

2ª Alternativa(s) mais pontuada(s) : assinalada(s) com

3ª Alternativa(s) mais pontuada(s) : assinalada(s) com

4ª Alternativa(s) mais pontuada(s) : assinalada(s) com

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ANÁLISE MULTICRITÉRIO - RESULTADOS APÊNDICE IV

Nélia Patrícia Duarte Figueiredo 121

Quadro IV. 2. Resultados obtidos na análise de sensibilidade

Caso 1

Caso 2

Caso 3

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ANÁLISE MULTICRITÉRIO - RESULTADOS

122

Quadro IV. 2. (cont.) Resultados obtidos na análise de sensibilidade

Caso 4

Caso 5

Caso 6