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Tipologia: Resumos
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Não perca as partes importantes!
A realização deste trabalho decorreu enquanto trabalhador estudante e consegui-lo terminar foi uma árdua tarefa e só foi possível com a ajuda e apoio de várias pessoas às quais eu quero expressar os meus sinceros agradecimentos, em particular:
Ao meu orientador, que antes de tudo é um grande homem, Professor Doutor José Manuel Coelho das Neves, Professor Auxiliar do Instituto Superior Técnico, pela incansável disponibilidade e boa disposição nas inúmeras e longas conversas via Skype, amizade, paciência e compreensão, sábias críticas e sugestões, bem como pela força e incentivos dados, quero registar a minha sincera e enorme gratidão. Obrigado Professor!
Por ser o incitador para a realização deste trabalho, expresso o meu agradecimento ao Engenheiro Marco Aguiar, amigo e ex-chefe, reconheço com gratidão a sua dedicação em incentivar-me, os conselhos e a compreensão demonstrada no exercício do meu dia-a-dia profissional.
Ao amigo e colega trabalho Fernando Palma pelos contributos e conselhos cedido relativamente aos desenhos técnicos.
Ao amigo Engenheiro Eduardo Matos, estou grato pelo apoio, motivação e compromisso em conseguir informação indispensável à realização deste trabalho.
Ao Engenheiro Francisco Mendes Godinho, pela ajuda na obtenção da informação relativa aos ensaios com o defletómetro de impacto.
Ao meu grupo de amigos Ana Ricardo, Ana Bejinha, Catarina Paulo e Nuno Alves, que foram a minha segunda família durante a passagem pelo Instituto Superior Técnico, quero registar a importância da sua amizade para mim.
À minha princesa, ao meu irmão e aos meus pais estou eternamente grato pelo inesgotável apoio, incentivo, força e compreensão.
Este trabalho é dedicado à minha avó Germana.
Obrigado a todos!
A auscultação dos pavimentos é uma importante fonte de informação sobre o estado de conservação destes, permitindo organizar as ações necessárias ao planeamento das estratégias de intervenção no âmbito dos sistemas de gestão dos pavimentos.
A presente dissertação tem o objetivo de avaliar a eficiência da reabilitação do atrito e da irregularidade longitudinal, importantes características de superfície dos pavimentos, através da utilização das técnicas de microaglomerado betuminoso a frio e de projeção de granalha de aço. Estas foram utilizadas em camadas de desgaste de betão betuminoso e de betão armado contínuo. Com a informação disponível foi ainda analisada a respetiva durabilidade destas técnicas.
Será apresentado um caso de estudo de beneficiação de pavimento rodoviário, onde foram aplicadas estas técnicas. As características da superfície da camada de desgaste, em betão betuminoso e em betão de cimento, foram avaliadas antes e depois das reabilitações, recorrendo à medição do Coeficiente de Atrito Transversal e do Índice de Irregularidade Longitudinal.
A análise à informação recolhida mostra que a aplicação das técnicas para reabilitação do atrito e da regularidade longitudinal melhorou estas características. O acréscimo do Coeficiente de Atrito Transversal médio obtido com a aplicação destas técnicas foi de 65 % e 71 %, respetivamente. Com o decorrer do tempo, e para os materiais encontrados, o microaglomerado betuminoso a frio apresentou mais durabilidade. O decréscimo do Índice de Irregularidade Longitudinal médio obtido com a aplicação de microaglomerado foi de 55 %, permanecendo conforme decorridos 2 anos.
Palavras – chave
Estrada, Pavimento, Características de superfície, Atrito, Irregularidade longitudinal, Reabilitação
BAC – Betão Armado Contínuo BB – Betão Betuminoso CAL – Coeficiente de Atrito Longitudinal CAT – Coeficiente de Atrito Transversal CE – Caderno de Encargos CR – Cavado de Rodeira ECR – Emulsão Catiónica de Rotura Rápida EP – Estradas de Portugal, I.P. ETD – Estimated Texture Depth FWD – Falling Weight Deflectometer (Defletómetro de Impacto) GN – Grip Number GPR – Ground Penetrating Radar HSD – High Speed Deflectometer IMT – Instituto da Mobilidade e dos Transportes, I.P. INIR – Instituto de Infra-Estruturas Rodoviárias, I.P. IRI – International Roughness Index ISSA – International Slurry Surfacing Association MBF – Microaglomerado Betuminoso a Frio MPD – Mean Profile Depth PCQ – Plano de Controlo de Qualidade PGA – Projeção de Granalha de Aço PIARC – Permanent International Association of Road Congress PK – Ponto Quilométrico SBR – Styrene-Butadiene Rubber SCRIM – Sideways Coefficient Routine Inspection Machine SFC – Side Force Coefficient SGP – Sistema de Gestão de Pavimentos SMTD – Sensor Measure Texture Depth TMDA – Tráfego Médio Diário Anual TMDAp – Tráfego Médio Diário Anual de veículos pesados TRL –Transportation Research Laboratory VD – Via Direita VDSC – Via Direita do Sentido Crescente VDSD – Via Direita do Sentido Decrescente VE – Via Esquerda VESC – Via Esquerda do Sentido Crescente VESD – Via Esquerda do Sentido Decrescente
As infraestruturas rodoviárias desempenham um papel fundamental no desenvolvimento das sociedades, atendendo a que grande parte da mobilização de pessoas, bens e mercadorias é realizado através das suas vias de comunicação. Portugal assistiu nas últimas três décadas a um grande crescimento do seu património rodoviário, que pelo aumento da qualidade da sua rede de estradas passou a assegurar a circulação de veículos de forma mais segura, económica, competitiva e sustentável. Os pavimentos, por ação de vários fatores, degradam-se sendo o tráfego de veículos pesados um dos que mais contribui para esta deterioração, assistindo-se à necessidade de reabilitação. A reabilitação e manutenção da rede garantem determinados padrões de qualidade, prevenindo que o pavimento entre num estado de degradação tal que o leve à ruína. A conservação de pavimentos, segundo alguns organismos, são todas as ações de reabilitação ligeira, manutenção preventiva e de rotina que não produzem incremento na capacidade estrutural do pavimento (Geiger, 2005). A implementação estruturada de Sistemas de Gestão de Pavimentos (SGP) ao longo do ciclo de vida das infraestruturas pretende dar o melhor enquadramento às ações de conservação e reabilitação, com base na auscultação da rede, e atendendo a critérios económicos que respeitem igualmente outros princípios inerentes à aplicação de um modelo de economia circular, como por exemplo fatores ambientais. A possibilidade de agora poder aplicar de forma mais efetiva a intervenção certa, no momento certo, no devido segmento de gestão, é uma das grandes vantagens dos SGP (Santos et al., 2006).
O aumento da consciência social dos efeitos da construção, operação e manutenção de infraestruturas rodoviárias levou a novas preocupações nas administrações de infraestruturas de transporte, traduzidas pela implementação de técnicas mais sustentáveis e amigas do ambiente (Gransberg et al., 2014). É o caso da aplicação de microaglomerado betuminoso a frio (MBF) e a projeção de granalha de aço (PGA), que se pode considerar serem técnicas com enquadramento nesta tendência.
A aplicação de MBF é uma técnica que tem associadas inúmeras características que a enquadram como uma solução cada vez mais sustentável e estudos sugerem que futuras melhorias na tecnologia poderão levar ainda a mais vantagens económicas e ambientais (Takamura et al., 2001). Atualmente, comparativamente a outras técnicas de reabilitação, esta técnica consome menos materiais, tem menor necessidade de transporte dos mesmos diminuindo, consequentemente, o consumo de combustível (AppaRoa et al., 2013). A técnica tem emissões reduzidas durante a intervenção, contribuindo de forma muito positiva para isso a diminuição dos atrasos e congestionamentos no trânsito originados pelos trabalhos na via (Johnson et al., 2007). Além disso, como técnica aplicada a frio, os fumos nocivos e poluição associados são minorados (AppaRoa et al., 2013). O acabamento da superfície tratada com MBF tem uma textura mais fechada, reduzindo o ruído gerado pela circulação de veículos (Hicks et al., 1997). A Figura 1.1 apresenta a pegada ambiental da aplicação
de MBF, bastante menor quando comparada às técnicas que recorrem a misturas betuminosas a quente (Takamura et al., 2001).
Figura 1.1 – Pegada ambiental de aplicação de MBF vs. Misturas betuminosas a quente (adaptado de Takamura et al., 2001)
A PGA é também uma das técnicas mais sustentáveis utilizada na reabilitação da superfície de pavimentos. A reabilitação com esta técnica ocorre sem consumo adicional de betumes ou agregados, onde o único derivado de petróleo consumido é o combustível do veículo no qual está acoplado a granalhadora (Gransberg, 2009), tornando-a assim imune à flutuação da valorização do petróleo. Nas intervenções com PGA são reciclados todos os materiais utilizados (Bennett, 2007) num processo livre de pó, no qual os detritos produzidos não são mais perigosos do que os resultantes nas típicas fresagens de betão betuminoso (BB) ou de betão de cimento, tratando-se os resíduos de forma idêntica (Gransberg, 2009). Uma das suas grandes vantagens é o desempenho na presença de temperaturas ambiente demasiado baixas que impossibilitam a aplicação de misturas betuminosas, sendo igualmente atrativa a sua utilização em zonas onde os agregados de qualidade sejam escassos (Gransberg, 2009). É uma técnica menos ruidosa comparativamente a outras técnicas de reabilitação da superfície de pavimentos.
Os custos de aplicação de MBF e PGA são reconhecidamente inferiores aos de execução de uma nova camada de desgaste em betão betuminoso (BB), por menos espessa que esta seja. A rapidez de aplicação destas técnicas confere-lhes vantagens económicas e de segurança. Face à celeridade de execução a abertura ao serviço é bastante rápida, reduzindo-se, considerável e consequentemente, o risco de acidentes (Chelliah et al., 2003). A utilização de MBF melhora potencialmente as condições de segurança, tanto para os utilizadores da infraestrutura rodoviária assim como para os próprios trabalhadores em obra, face à minimização do tempo em que o tráfego é interrompido para intervenções de reabilitação, conseguido graças à cura rápida do MBF (Gransberg et al., 2014). O potencial para ocorrência de doenças ocupacionais e acidentes é reduzido em 63 % com esta técnica (Uhlman et al., 2010). No caso do MBF os fumos nocivos libertados e a poluição associada é reduzida por não ser aplicado a quente, sendo este efeito praticamente nulo para a PGA.
A evolução da tecnologia e o crescente domínio dos materiais permitiram o avanço das técnicas utilizadas, dando lugar a práticas mais específicas e adequadas às necessidades de conservação dos pavimentos. O progresso tecnológico contribuiu para o aparecimento de novas técnicas que, assim como para as técnicas já existentes, visam a redução de custos e de impacte ambiental. O
Emissões
Energia
Potenciais efeitos na saúde
1,
Risco potencial
0,
MBF
Mistura betuminosa a quente Matéria-prima (^) Mistura betuminosa a quente modificada
0,
