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CENTRO UNIVERSITÁRIO 7 DE SETEMBRO – UNI7 CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL GABRIEL COSTA MOREIRA AVALIAÇÃO OBJETIVA DA SUPERFÍCIE DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS: UM ESTUDO DE CASO NO BAIRRO LUCIANO CAVALCANTE EM FORTALEZA - CE FORTALEZA - CE 2022 GABRIEL COSTA MOREIRA AVALIAÇÃO OBJETIVA DA SUPERFÍCIE DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS: UM ESTUDO DE CASO NO BAIRRO LUCIANO CAVALCANTE EM FORTALEZA - CE Trabalho de conclusão de curso apresentado à banca examinadora como requisito parcial à obtenção do título de graduado em Engenharia Civil. Área de concentração: Transportes Orientador: Prof. Dr. Jardel Andrade de Oliveira FORTALEZA - CE 2022 GABRIEL COSTA MOREIRA AVALIAÇÃO OBJETIVA DA SUPERFÍCIE DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS: UM ESTUDO DE CASO NO BAIRRO LUCIANO CAVALCANTE EM FORTALEZA - CE Trabalho de conclusão de curso apresentado à banca examinadora como requisito parcial à obtenção do título de graduado em Engenharia Civil. Área de concentração: Transportes Aprovada em: ___/___/______. BANCA EXAMINADORA ________________________________________ Prof. Dr. Jardel Andrade de Oliveira (Orientador) Centro Universitário 7 de Setembro (UNI7) _________________________________________ Prof. M.Sc. Icaro José Fernandes Santos Bastos Centro Universitário 7 de Setembro (UNI7) _________________________________________ Prof. M.Sc. Deyvid de Souza Elias Centro Universitário 7 de Setembro (UNI7) Este trabalho é dedicado aos meus queridos pais, às minhas irmãs e à minha amada esposa e companheira. AGRADECIMENTOS Primeiramente, à Deus, que concedeu a mim todas essas conquistas, não me deixou esmorecer e renovou minhas forças, guiando todos os meus passos. À Ele, toda honra e toda glória. Aos meus pais Nelson e Irislene, minha base. Agradeço pelo apoio incondicional, por estarem sempre presentes na minha vida, pelo amor que me dedicam, pelos ensinamentos que me forjaram para a vida, pelo investimento e esforço na educação minha e de minhas irmãs. À minha amada esposa Taynara, minha princesa. Agradeço pelo seu companheirismo, força, visão e resiliência. Por sua confiança, compreensão e suporte nas lutas diárias, sempre apoiando nas minhas escolhas e me aconselhando, acreditando e me fazendo acreditar. Às minhas lindas irmãs Isabele e Hadassa. Pelo carinho, palavras e atos de incentivo. À minha avó Francisca, nossa guerreira. Por ser essa mulher forte, por cuidar de mim desde sempre, pelos cafés e as tapiocas que me reforçaram nos momentos de estudo, por incentivar e torcer pelo meu sucesso. Aos meus tios e primos. Por torcerem pelo meu sucesso e sempre me apoiarem ao longo da caminhada. Aos meus amigos, irmãos que a vida me concedeu, pelo apoio de sempre na minha caminhada e pela compreensão da minha ausência em alguns momentos. Mesmo distantes, estão sempre presentes no meu coração. À Coordenação do curso de Engenharia Civil, em especial ao professor M.Sc. Icaro José Fernandes Santos Bastos, pelo apoio, paciência, solicitude e empenho para me auxiliar nesta reta final da graduação. Ao meu orientador, professor Dr. Jardel Andrade de Oliveira, pela solicitude desde o primeiro contato, pelo auxílio na escolha do tema e por todo conhecimento compartilhado para o desenvolvimento desta pesquisa. Aos professores participantes da banca examinadora professor M.Sc. Icaro José Fernandes Santos Bastos, professor Dr. Deyvid de Souza Elias e professor Dr. Jardel Andrade de Oliveira pelas contribuições e sugestões de melhoria. Aos colegas da turma de curso, pela parceria e amizade. “A persistência é o caminho do êxito” Charles Chaplin RESUMO Apesar da malha rodoviária brasileira ter uma maior relevância no transporte de pessoas e materiais, nota-se que grande parte de sua malha viária pavimentada se encontra em condições insatisfatórias para os usuários, apresentando patologias que prejudicam o conforto, segurança e até mesmo o custo do transporte. Com isso, é necessário diagnosticar os defeitos existentes nos pavimentos, para que as medidas corretivas sejam providenciadas. Assim, o presente trabalho tem o objetivo de realizar o levantamento e a análise dos defeitos encontrados na superfície do pavimento de duas vias da cidade de Fortaleza (CE), as ruas Dr. José Teles e José Alves de Morais, ambas vias de relevância como rota de acesso para importantes pontos comerciais, além de ligarem duas grandes avenidas dos bairros da área Leste do município de Fortaleza. Para verificar as condições dos pavimentos, o método aplicado ao trecho escolhido foi a avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semirrígidos, proposto pela norma DNIT 006/2003 - PRO, que utiliza o cálculo do Índice de Gravidade Global (IGG) como critério para retratar o nível de degradação do pavimento. O resultado dos trechos analisados demonstrou que as duas vias se classificam no conceito péssimo em ambos os sentidos. Por isso necessitam de uma avaliação estrutural para definir a melhor alternativa para recuperação do pavimento. Palavras-chave: Defeitos; Avaliação; Pavimentos Flexíveis; Índice de Gravidade Global. ABSTRACT Although the Brazilian road network has a greater relevance in the transport of people and materials, it is noted that a large part of its paved road network is in unsatisfactory conditions for users, presenting pathologies that impair comfort, safety and even the cost of transport. transport. With this, it is necessary to diagnose the existing defects in the pavements, so that corrective measures are provided. Thus, the present work has the objective of carrying out the survey and analysis of the defects found on the surface of the pavement of two roads in the city of Fortaleza (CE), Dr. José Teles and José Alves de Morais, both important roads as access routes to important commercial points, in addition to connecting two major avenues in the eastern area of the municipality. To verify the conditions of the pavements, the method applied to the chosen section was the objective evaluation of the surface of flexible and semi- rigid pavements, proposed by the DNIT 006/2003 - PRO standard, which uses the calculation of the Global Gravity Index (IGG) as a criterion for depict the level of degradation of the pavement. The result of the analyzed sections showed that the two roads are classified in the terrible concept in both senses. Therefore, they need a structural assessment to define the best alternative for pavement recovery. Keywords: Defects; Assessment; Flexible Floors; Global Severity Index. LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Estrutura Pavimento Flexível .................................................................................. 21 Figura 2 - Estrutura Pavimento Rígido ..................................................................................... 21 Figura 3 - Camadas do pavimento semirrígido ........................................................................ 22 Figura 4 - Fendas ...................................................................................................................... 24 Figura 5 - Fissura ...................................................................................................................... 25 Figura 6 - Trinca isolada transversal.........................................................................................26 Figura 7 - Trinca isolada longitudinal....................................................................................... 27 Figura 8 - Conjunto de trincas longitudinais longas ................................................................. 27 Figura 9 - Trinca de retração (a,b) ............................................................................................ 28 Figura 10 - Trinca interligada – tipo jacaré .............................................................................. 29 Figura 11 - Trinca interligada – tipo bloco ............................................................................... 29 Figura 12 – Medição do afundamento da trilha de roda com treliça (a) e afundamento(b) ..... 30 Figura 13 - Afundamento por consolidação em trilha de roda ................................................. 31 Figura 14 - Afundamento por consolidação localizado ............................................................ 31 Figura 15 - Ondulação ou Corrugação ..................................................................................... 32 Figura 16 - Ondulação(a,b) e escorregamento(c) ..................................................................... 33 Figura 17 - Exsudação .............................................................................................................. 33 Figura 18 - Desgaste ................................................................................................................. 34 Figura 19 - Panelas ................................................................................................................... 35 Figura 20 - Remendo ................................................................................................................ 35 Figura 21 - Segregação ............................................................................................................. 36 Figura 22 - Bombeamento de finos .......................................................................................... 37 Figura 23 - Falha de bico espargidor ........................................................................................ 37 Figura 24 - Recalque diferencial .............................................................................................. 38 Figura 25 - Representação gráfica dos defeitos tipo trincas e afundamentos ........................... 38 Figura 26 - Representação gráfica dos demais defeitos ........................................................... 39 Figura 27 - Esquema de afundamento em trilhas de roda ........................................................ 43 Figura 28 - Treliça para medir afundamentos em trilhas de roda ............................................. 43 Figura 29 - Exemplo de demarcação de superfícies de avaliação em pista simples ................ 44 Figura 30 - Localização dos trechos avaliados ......................................................................... 50 Figura 31 - Perfil de alumínio com 1,20m e régua com 30cm graduada em milímetros ......... 51 Figura 32 - Localização dos trechos avaliados ......................................................................... 54 Figura 33 - Ocorrências inventariadas no trecho 1 ................................................................... 56 Figura 34 - Localização dos trechos avaliados ......................................................................... 64 Figura 35 - Ocorrências inventariadas no trecho 2 ................................................................... 66 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 - Quantitativo da ocorrência de defeitos no trecho 1................................................ 56 Gráfico 2 – Contribuição do tipo de defeito para o IGG no sentido A do trecho 1 .................. 60 Gráfico 3 - Contribuição do tipo de defeito para o IGG no sentido B do trecho 1 .................. 63 Gráfico 4 - Quantitativo da ocorrência de defeitos no trecho 2................................................ 65 Gráfico 5 – Contribuição do tipo de defeito para o IGG no sentido A do trecho 2 .................. 69 Gráfico 6 - Contribuição do tipo de defeito para o IGG no sentido B do trecho 2 .................. 72 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Quadro Resumo de Codificações dos Defeitos ....................................................... 40 Tabela 2 - Deteriorações de Pavimento .................................................................................... 41 Tabela 3 - Conceitos Limites de degradação do pavimento em função do IGG ...................... 42 Tabela 4 - Fator de Ponderação por tipo de defeito .................................................................. 45 Tabela 5 - Esquema de critérios das médias das flechas e a média das variâncias das flechas 48 Tabela 6 - Detalhamento dos trechos avaliados ........................................................................ 49 Tabela 7 - Detalhamento dos trechos e distribuição das estações ............................................ 51 Tabela 8 - Posicionamento das estações no trecho em metros ................................................. 52 Tabela 9 - Percentual de ocorrências pelo total de defeitos no trecho 1 ................................... 55 Tabela 10 - Frequências absolutas e relativas no sentido A do trecho 1 ................................... 57 Tabela 11 - Médias e variâncias das flechas no sentido A do trecho 1 ..................................... 58 Tabela 12 - Fatores de ponderação e IGIs das flechas no sentido A do trecho 1 ...................... 59 Tabela 13 - IGG e conceito de degradação do pavimento no sentido A do trecho 1 ................ 59 Tabela 14 – Frequências absolutas e relativas no sentido B do trecho 1 .................................. 61 Tabela 15 - Médias e variâncias das flechas no sentido B do trecho 1 ..................................... 61 Tabela 16 - Fatores de ponderação e IGIs das flechas no sentido B do trecho 1 ..................... 62 Tabela 17 - IGG e conceito de degradação do pavimento no sentido B do trecho 1 ................ 62 Tabela 18 - Percentual de ocorrências por defeitos no trecho 2 ............................................... 64 Tabela 19 - Frequências absolutas e relativas no sentido A do trecho 2 ................................... 67 Tabela 20 - Médias e variâncias das flechas no sentido A do trecho 2 ..................................... 68 Tabela 21 - Fatores de ponderação e IGIs das flechas no sentido A do trecho 2 ...................... 68 Tabela 22 - IGG e conceito de degradação do pavimento no sentido A do trecho 2 ................ 68 Tabela 23 – Frequências absolutas e relativas no sentido B do trecho 2 .................................. 70 Tabela 24 - Médias e variâncias das flechas no sentido B do trecho 2 ..................................... 71 Tabela 25 - Fatores de ponderação e IGIs das flechas no sentido B do trecho 2 ..................... 71 Tabela 26 - IGG e conceito de degradação do pavimento no sentido B do trecho 2 ................ 71 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística NBR Norma Brasileira Regulamentar trad. Tradutor ATC Afundamento de Trilho de Roda CBUQ Concreto Betuminoso Usinado a Quente CNT Confederação Nacional dos Transportes DER Departamento de Estradas de Rodagem DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes IGG Índice de Gravidade Global IGI Índice de Gravidade Individual J Trincas Interligadas Tipo “Jacaré” P Panela R Remendo TLC Trinca Longitudinal Curta TLL Trinca Longitudinal Longa TTC Trinca Transversal Curta TTL Trinca Transversal Longa SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ...........................................................................................................16 1.1 Justificativa .................................................................................................................. 17 1.2 Objetivos ....................................................................................................................... 18 1.2.1 Objetivo Geral ............................................................................................................... 18 1.2.1 Objetivos específicos ..................................................................................................... 18 1.3 Estrutura do Trabalho ................................................................................................ 18 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .............................................................................. 20 2.1 Conceito e classificação dos pavimentos .................................................................... 20 2.2 Conceito e classificação das patologias dos pavimentos ........................................... 23 2.2.1 Fenda ............................................................................................................................. 24 2.2.2 Fissura ........................................................................................................................... 25 2.2.3 Trinca ............................................................................................................................ 25 2.2.4 Afundamento ................................................................................................................ 30 2.2.5 Ondulação ou Corrugação ............................................................................................ 32 2.2.6 Escorregamento ............................................................................................................ 32 2.2.7 Exsudação ..................................................................................................................... 33 2.2.8 Desgaste ........................................................................................................................ 34 2.2.9 Panela ou buraco ........................................................................................................... 34 2.2.10 Remendo ....................................................................................................................... 35 2.2.11 Outros defeitos .............................................................................................................. 36 2.3 Codificação e causa dos defeitos ................................................................................. 38 2.4 Método IGG para avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis. ........ 41 3 METODOLOGIA ........................................................................................................ 49 3.1 Apresentação do Objeto de Estudo ............................................................................ 49 3.2 Levantamento de Dados .............................................................................................. 50 3.3 Cálculo do IGG ............................................................................................................ 53 4 RESULTADOS E CONCLUSÕES ............................................................................ 54 4.1 Trecho 1: Rua Dr. José Teles ....................................................................................... 54 4.1.1 IGG no Sentido A .......................................................................................................... 57 4.1.2 IGG no Sentido B .......................................................................................................... 60 4.2 Trecho 2: Rua José Alves de Morais .......................................................................... 63 4.2.1 IGG no Sentido A .......................................................................................................... 66 4.2.2 IGG no Sentido B .......................................................................................................... 69 5 CONCLUSÃO .............................................................................................................. 73 5.1 Sugestões para Trabalhos Futuros ............................................................................. 74 REFERÊNCIAS .......................................................................................................... 75 APÊNDICE A – INVENTÁRIO DO TRECHO 1 NO SENTIDO A ....................... 77 APÊNDICE B – INVENTÁRIO DO TRECHO 1 NO SENTIDO B ....................... 77 APÊNDICE C – INVENTÁRIO DO TRECHO 2 NO SENTIDO A ....................... 77 APÊNDICE D – INVENTÁRIO DO TRECHO 2 NO SENTIDO B ....................... 78 APÊNDICE E – PLANILHA DO IGG DO TRECHO 1 NO SENTIDO A ............ 78 APÊNDICE F – PLANILHA DO IGG DO TRECHO 1 NO SENTIDO B ............. 79 APÊNDICE G – PLANILHA DO IGG DO TRECHO 2 NO SENTIDO A ............ 80 APÊNDICE H – PLANILHA DO IGG DO TRECHO 2 NO SENTIDO B ............ 81 ANEXO A - COMPOSIÇÃO DA MALHA RODOVIÁRIA BRASILEIRA .......... 82 ANEXO B - FORMULÁRIO DE INVENTÁRIO .................................................... 83 ANEXO C - PLANILHA DE CÁLCULO DO IGG ................................................. 84 16 1 INTRODUÇÃO A definição de pavimento de acordo com Santana (1993, apud MARQUES, 2006), pavimento é uma estrutura construída sobre a superfície obtida pelos serviços de terraplanagem. Além disso, ele explica que a função principal do pavimento é fornecer segurança e conforto ao usuário, obtidos sob o ponto de vista da engenharia, com a máxima qualidade e o mínimo custo. Conforme Confederação Nacional do Transporte (CNT, 2021), os sistemas de transporte estão intimamente ligados a mudanças socioeconômicas e ambientais, principalmente no que tange à malha rodoviária, em virtude da sua importância fundamental na logística de bens e serviços para a sociedade. Além disso, o deslocamento de produtos e pessoas e o nível de acessibilidade existente no país são fatores fundamentais para o seu desenvolvimento. Uma rede de transporte eficiente é capaz de ampliar o acesso a oportunidades e benefícios, pois permite um elevado nível de conectividade entre pessoas e mercados. Segundo o CNT (2021), apenas 12,4% da extensão total das rodovias brasileiras são pavimentadas, o que corresponde a 213,5 mil quilômetros. Porém a malha não pavimentada representa a maior parte, com 78,5% da extensão total da malha rodoviária nacional. Destaca- se que no Brasil cerca de 99% das rodovias são construídas em pavimento flexível, ou seja, o material principal do seu revestimento é o asfalto. Esse tipo de pavimento possui uma vida útil, com correta manutenção periódica, de 8 a 12 anos, mas é identificado rodovias brasileiras com estado de deterioradas antes deste prazo de utilização. Na pesquisa verificou-se que 52,2% (56.970 quilômetros) da extensão analisada apresentaram algum tipo de problema no pavimento, sendo que 33.405 quilômetros foram classificados como regular; 17.285 quilômetros, como ruim; e 6.280 quilômetros, como péssimo. Conforme está ilustrado no Anexo A, os dados da composição da malha rodoviária brasileira estão apresentados, onde destaca-se o aumento, entre 2020 e 2021, de 57,6%, das rodovias duplicadas pavimentadas que representam 11,1% das rodovias federais pavimentadas, além de registrar os 1.298,5 km de rodovias em duplicação e os 84,9% de rodovias simples. Um termo muito utilizado na construção civil para determinar as anomalias nas estruturas ou nos materiais verificadas durante e após aobra são as patologias construtivas. Os tipos mais importantes de defeitos, segundo DNIT (2006), são: trincas, desagregação, panela, afundamento nas trilhas de roda, irregularidade longitudinal e resistência á derrapagem. 17 Segundo Mesquita (2021), considerando que os veículos que trafegam em vias defeituosas apresentam maiores gastos com manutenções, aumento do tempo de percurso e elevação no consumo de combustíveis. Além disso, Barreto (2020) destaca que o valor das mercadorias será diretamente influenciado pelas condições operacionais dos trechos que estes veículos transitam. Ressalta-se ainda que a elevação do fluxo de veículos sobre rodovias defeituosas aumenta a probabilidade de acidentes, fator preocupante para a sociedade, corroborando para a alta demanda de constantes investimentos na manutenção dos pavimentos rodoviários existentes, visando manter níveis adequados de conforto, segurança dos usuários e diminuição dos custos logísticos. Além disso, há pouca disponibilidade de recursos para manutenção e readequação da malha viária, o que repercute na condição da superfície insatisfatória de grande parte das vias pavimentadas do Brasil, com diversas patologias: panelas, trincas, afundamentos, desagregação e outros. Logo, para garantir maior segurança e qualidade da malha rodoviária, é necessário monitorar as condições das rodovias e realizar avaliações a fim de recuperar, de maneira eficiente, o pavimento. A avaliação objetiva da superfície dos pavimentos flexíveis e semirrígidos é definida pela norma DNIT 006/2003 - PRO e conforme Silva (2017), além de definir as condições de superfície do pavimento, também realiza um inventário de ocorrências de defeitos e suas possíveis causas, possibilitando uma avaliação mais rica em detalhes. A norma define as condições para avaliação pela contagem e classificação das ocorrências aparentes, além de verificar a medida das deformações permanentes nas trilhas de rodas, que norteia o cálculo do índice de Gravidade Global (IGG). O presente trabalho busca, por meio da análise de dados coletados in loco e dos cálculos do IGG, auxiliar na tomada de decisão quanto a reparação dos trechos em estudo, utilizando o método da avaliação objetiva da superfície dos pavimentos flexíveis e semirrígidos. 1.1 Justificativa Segundo Figueiredo (2021) e Santos (2022), o crescimento populacional de Fortaleza, bem como o aumento na frota de veículos circulando pela capital tem alcançado números expressivos. Com isso, há uma preocupação com a mobilidade urbana, sendo necessário investimentos em reparo, revitalização e construção de pavimentação asfáltica. Porém, observar-se que a pavimentação asfáltica da cidade apresenta diversas patologias que geram 18 transtornos na população como buracos pela via, veículos danificados e engarrafamentos extensos, com maior incidência no período chuvoso. Por isso, notou-se a relevância de desenvolver uma pesquisa com a intenção de analisar os pavimentos para identificar, nos trechos selecionados, as patologias, as condições das superfícies e o grau de deterioração por meio do método de avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semirrígidos, bem como, nas soluções preventivas e corretivas. 1.2 Objetivos 1.2.1 Objetivo Geral Desenvolver a avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semirrígidos, conforme a norma DNIT 006/2003 - PRO, nos trechos em estudo das ruas Dr. José Teles e José Alves de Morais, localizadas no bairro Luciano Cavalcante em Fortaleza/CE, além de realizar os inventários com as ocorrências de patologias presentes nos pavimentos. 1.2.1 Objetivos específicos • Identificar e analisar os defeitos presentes no pavimento asfáltico dos trechos em estudo; • Classificar as patologias aparentes através da frequência relativas e absolutas; • Realizar a avaliação da superfície do pavimento flexível, conforme a norma DNIT 006/2003 - PRO; • Classificar a condição superficial do pavimento em estudo. 1.3 Estrutura do Trabalho O presente trabalho composto por cinco capítulos, os quais estão estruturados conforme consta a seguir: Capitulo 1: Introdução ao tema (justificativa, objetivo geral, objetivos específicos e estrutura do trabalho). Capitulo 2: Resultado da pesquisa bibliográfica acerca dos assuntos abordados no estudo: Conceito e classificação dos pavimentos, conceito e classificação das patologias dos 19 pavimentos, e definição do método IGG para avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis. Capitulo 3: Definição dos trechos avaliados no estudo, além dos materiais e métodos utilizados em campo. Capitulo 4: Exposição dos dados observados em campo, cálculo do IGG e analise dos resultados referentes a condição da superfície do pavimento nos trechos em estudo. Capitulo 5: Apresentação das conclusões obtidas a partir da aplicação da metodologia na pesquisa, além de sugestões para auxiliar trabalhos futuros neste tema. 20 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Como sustentação teórica para execução deste trabalho, este capítulo apresenta o conceito de pavimento e suas classificações, descreve os defeitos, classificando-os conforme a norma DNIT 005/2003 – TER e detalha o método IGG para avaliação do pavimento, apresentando os critérios conforme a norma DNIT 006/2003 – PRO 2.1 Conceito e classificação dos pavimentos As muitas definições de pavimento encontradas nas literaturas se complementam e discorrem sobre a importância da fluidez do tráfego com segurança, conforto e qualidade do serviço prestado após a terraplenagem até as manutenções preventivas e corretivas para a melhor entrega ao usuário da via. Segundo DNIT (2006), pavimento é a superestrutura constituída por um sistema de camadas de espessuras finitas, assentes sobre um semiespaço considerado teoricamente como infinito – a infraestrutura ou terreno de fundação, a qual é designada de subleito. Conforme Bernucci et al. (2010), Pavimento é uma estrutura de múltiplas camadas de espessuras finitas, construída sobrea superfície final de terraplenagem, destinada técnica e economicamente a resistir aos esforços oriundos do tráfego de veículos e do clima, e a propiciar aos usuários melhoria nas condições de rolamento, com conforto, economia e segurança. A NBR 7207(1982), aponta como objetivos do pavimento: a resistência e distribuição dos esforços verticais oriundos do peso dos veículos para o subleito, melhores condições de rolamento visando a comodidade e segurança, e a resistência aos esforços horizontais dando maior durabilidade a superfície do rolamento. Os pavimentos são classificados, de forma geral, em flexível, rígido e semirrígido. Conforme o DNIT (2006), o pavimento flexível é definido como “aquele em que todas as camadas sofrem deformação elástica significativa sob o carregamento aplicado e, portanto, a carga se distribui em parcelas aproximadamente equivalentes entre as camadas”. Conforme mostra a figura 1. 21 Figura 1 - Estrutura Pavimento Flexível FONTE: BERNUCCI et al. (2010) Sobre o pavimento rígido (figura 2), o DNIT (2005) descreve que o revestimento é uma placa de concreto de cimento Portland. Nesses pavimentos a espessura é fixada em função da resistência à flexão das placas de concreto e das resistências das camadas subjacentes, tem uma elevada rigidez em relação às camadas inferiores, e, portanto, absorve praticamente todas as tensões provenientes do carregamento aplicado. Figura 2 - Estrutura Pavimento Rígido FONTE: BERNUCCI et al. (2010) Além desse, o DNIT (2005), define o pavimento semirrígido como uma estrutura que se caracteriza por uma base cimentada quimicamente, como por exemplo, por uma camada de solo-cimento revestida por uma camada asfáltica. Conforme ilustrado na figura 3. 22 Figura 3 - Camadas do pavimento semirrígido FONTE:MESQUITA (2021) O foco do presente trabalho será no pavimento flexível, pois observou-se que o trecho estudado possui este tipo de pavimento. Marques (2006), caracteriza os pavimentos flexíveis como aqueles constituídos por camadas que não trabalham à tração e que normalmente são constituídos de revestimento betuminoso delgado sobre camadas puramente granulares. Uma característica fundamental do pavimento flexível é a estrutura em camadas que distribui e resiste aos esforços vindos da faixa de rolamento (parte de contato com peso dos veículos e pedestres, em geral). Nesse contexto, é necessário identificar as camadas do pavimento flexível conforme a sua importância para entendimento das características e aplicações. As camadas e componentes principais da seção transversal do pavimento flexível são subleito, leito, regularização do subleito (nivelamento), reforço do subleito, sub-base, base, revestimento e acostamento. Marques (2006), descreve essas camadas do pavimento: • Sub-leito: É o terreno de fundação onde será apoiado todo o pavimento. Deve ser considerado e estudado até as profundidades em que atuam significativamente as cargas impostas pelo tráfego (de 60 a 1,50 m de profundidade). • Leito: É a superfície do sub-leito (em área) obtida pela terraplanagem ou obra de arte e conformada ao greide e seção transversal. • Regularização do sub-leito (nivelamento): É a operação destinada a conformar o leito, transversal e longitudinalmente. Poderá ou não existir, dependendo das condições do leito. Compreende cortes ou aterros até 20 cm de espessura. 23 • Reforço do sub-leito: É a camada de espessura constante transversalmente e variável longitudinalmente, de acordo com o dimensionamento do pavimento, fazendo parte integrante deste e que, por circunstâncias técnico econômicas, será executada sobre o sub-leito regularizado. Serve para melhorar as qualidades do sub-leito e regularizar a espessura da sub-base. • Sub-base: Camada complementar à base. Pode ser usado para regularizar a espessura da base. • Base: Camada destinada a resistir e distribuir ao sub -leito, os esforços oriundos do tráfego e sobre a qual se construirá o revestimento. • Revestimento: É camada, tanto quanto possível impermeável, que recebe diretamente a ação do rolamento dos veículos e destinada econômica e simultaneamente: - A melhorar as condições do rolamento quanto à comodidade e segurança; - A resistir aos esforços horizontais que nele atuam, tornando mais durável a superfície de rolamento. Deve ser resistente ao desgaste. Também chamada de capa ou camada de desgaste. • Acostamento: Parte da plataforma contígua à pista de rolamentos, destinado ao estacionamento de veículos, ao trânsito em caso de emergência e ao suporte lateral do pavimento. 2.2 Conceito e classificação das patologias dos pavimentos As patologias que afligem os pavimentos flexíveis são determinadas, conforme Domingues (1993), por meio da “auscultação dos defeitos nele existentes”. Logo, identifica- se o estado patológico do pavimento por meio de avaliação estruturada na observação das deformações e das informações levantadas quanto as condições do revestimento do pavimento. Segundo Domingues (1993), os defeitos de revestimentos dos pavimentos podem ser diferenciados em duas classes: Classe Estrutural e Classe Funcional: a) Classe estrutural, quando o defeito é associado à habilidade que o pavimento tem de transportar a carga de projeto. Por exemplo, o trincamento por fadiga, de alto nível de severidade. b) Classe Funcional, quando o defeito é associado às qualidades do rolamento e da 24 segurança do pavimento. Por exemplo, o rolamento suave e confortável ou, a condição de resistência á derrapagem. Segundo DNIT (2006), os pavimentos são concebidos para durarem um determinado período. Durante cada um destes períodos ou “ciclos de vida”, o pavimento inicia numa condição ótima até alcançar uma condição ruim. O decréscimo da condição ou da serventia do pavimento ao longo do tempo é conhecida como deterioração do pavimento. Buscar entender o processo de deterioração do pavimento, por meio de avaliações das suas condições, é preponderante na identificação das causas que deram início a essas patologias, bem como, o desgaste atual e a escolha da técnica de restauração mais adequada. As patologias, elencadas a seguir, foram retiradas da norma DNIT 005/2003 – TER, seguindo as suas terminologias. Além das definições, serão associadas algumas causas prováveis para o aparecimento dessas patologias na superfície, conforme define Bernucci et al. (2010). 2.2.1 Fenda Qualquer descontinuidade na superfície do pavimento, que conduza a aberturas de menor ou maior porte, apresentando-se sob diversas formas, conforme adiante descrito e ilustrado na figura 4. Figura 4 - Fendas FONTE: PINTO (2002) 25 2.2.2 Fissura Fenda de largura capilar existente no revestimento, posicionada longitudinal, transversal ou obliquamente ao eixo da via, somente perceptível a vista desarmada de uma distância inferior 1,50 m. As fissuras são fendas incipientes que ainda não causam problemas funcionais ao revestimento, não sendo assim consideradas quanto à gravidade nos métodos atuais de avaliação das condições de superfície. Conforme a norma NBR 9575 (2003), possui abertura ocasionada por ruptura de um material ou componente, inferior ou igual a 0,5 mm. Demonstrado na figura 5. Figura 5 - Fissura FONTE: BARRETO (2020) 2.2.3 Trinca Fenda existente no revestimento, facilmente visível a vista desarmada, com abertura superior à da fissura, conforme a norma NBR 9575 (2003), é a abertura ocasionada por ruptura de um material ou componente superior a 0,5 mm e inferior a 1 mm, podendo apresentar-se sob a forma de trinca isolada ou trinca interligada: a) Trinca isolada: - Trinca transversal Trinca isolada que apresenta direção predominantemente ortogonal ao eixo da via. Quando apresentar extensão de até 100 cm é denominada trinca transversal curta. Quando a extensão for superior a 100 cm denomina-se trinca transversal longa. Conforme, demonstrado na figura 6. 26 Figura 6 - Trinca isolada transversal FONTE: DAER – RS (1978) - Trinca longitudinal Trinca isolada que apresenta direção predominantemente paralela ao eixo da via. Quando apresentar extensão de até 100 cm é denominada trinca longitudinal curta. Quando a extensão for superior a 100 cm denomina-se trinca longitudinal longa. Conforme as figuras 7 e 8. Possíveis causas: • Trincas isoladas curtas longitudinais: falhas na execução, na temperatura de compactação ou mesmo na dosagem da mistura asfáltica. Envelhecimento de ligante asfáltico. • Trincas longitudinais longas: falhas executivas, recalques diferenciais. Podem também aparecer junto à trilha de roda ou como falha de juntas longitudinais de diferentes frentes de compactação. Envelhecimento do ligante asfáltico. Ação de umedecimento da base por infiltração de água pelos acostamentos não protegidos e ação conjunta do tráfego. 27 Figura 7 - Trinca isolada longitudinal FONTE: DAER – RS (1978) Figura 8 - Conjunto de trincas longitudinais longas FONTE: BERNUCCI et al. (2010) - Trinca de retração Trinca isolada não atribuída aos fenômenos de fadiga e sim aos fenômenos de retração térmica ou do material do revestimento ou do material de base rígida ou semirrígida subjacentes ao revestimento trincado (figura 9). Possíveis causas: trincas decorrentes da reflexão de trincas de placas de concreto de cimento Portland ou de trincas preexistentes. 28 Figura 9 - Trinca de retração (a,b) FONTE: BERNUCCI et al. (2010) b) Trinca interligada - Trinca interligada tipo “Couro de Jacaré” Conjunto de trincas interligadas sem direções preferenciais, assemelhando-se ao aspectoe couro de jacaré. Essas trincas podem apresentar, ou não, erosão acentuada nas bordas. Possíveis causas: Ação da repetição de cargas do tráfego; ação climática – gradientes térmicos; envelhecimento do ligante e perda de flexibilidade seja pelo tempo de exposição seja pelo excesso de temperatura na usinagem; compactação deficiente do revestimento; deficiência no teor de ligante asfáltico; subdimensionamento; rigidez excessiva do revestimento em estrutura com elevada deflexão; reflexão de trincas de mesma natureza; recalques diferenciais; entre outros. Podem aparecer em trilhas de roda, localizadamente, junto às bordas ou de forma generalizada. Conforme ilustrado na figura 10. (a) (b) 29 Figura 10 - Trinca interligada – tipo jacaré FONTE: DAER – RS (1978) - Trinca interligada tipo “Bloco” Conjunto de trincas interligadas caracterizadas pela configuração de blocos formados por lados bem definidos, podendo, ou não, apresentar erosão acentuada nas bordas (figura 11). Possíveis causas: trincas de bloco em tratamento superficial decorrentes de reflexão de trincas em solo-cal da base, com erosão junto às bordas e trincas de bloco, sem erosão, decorrentes de reflexão das trincas em solo-cimento da base. Figura 11 - Trinca interligada – tipo bloco FONTE: DAER – RS (1978) 30 2.2.4 Afundamento Deformação permanente caracterizada por depressão da superfície do pavimento (figura 12), acompanhada, ou não, de solevamento, podendo apresentar-se sob a forma de afundamento plástico ou de consolidação: Figura 12 – Medição do afundamento da trilha de roda com treliça (a) e afundamento(b) FONTE: BERNUCCI et al. (2010) a) Afundamento plástico Afundamento causado pela fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleito, acompanhado de solevamento. Quando ocorre em extensão de até 6 m é denominado afundamento plástico local; quando a extensão for superior a 6 m e estiver localizado ao longo da trilha de roda é denominado afundamento plástico da trilha de roda. Possíveis causas: falha na dosagem de mistura asfáltica – excesso de ligante asfáltico; falha na seleção de tipo de revestimento asfáltico para a carga solicitante; em geral com solevamento lateral – compensação volumétrica junto à depressão. b) Afundamento de consolidação Afundamento de consolidação é causado pela consolidação diferencial de uma ou mais camadas do pavimento ou subleito sem estar acompanhado de solevamento (figura 13). Quando ocorre em extensão de até 6 m é denominado afundamento de consolidação local; quando a extensão for superior a 6m e estiver localizado ao longo da trilha de roda é denominado afundamento de consolidação da trilha de roda. (a) (b) 31 Possíveis causas: • Afundamento por consolidação em trilha de roda: decorrente de densificação ou ruptura por cisalhamento de camadas subjacentes ao revestimento; pode também ocorrer por descolamento de película de asfalto junto ao agregado (stripping); em geral desenvolvem-se trincas dentro das trilhas de roda ou à sua borda. Em geral sem compensação volumétrica lateral, a não ser em alguns casos de ruptura por cisalhamento. Figura 13 - Afundamento por consolidação em trilha de roda FONTE: BERNUCCI et al. (2010) • Afundamento por consolidação localizado: problemas ou deficiências construtivas, falhas de compactação, presença de solo “borrachudo”; problemas de drenagem; rupturas por cisalhamento localizadas; em geral desenvolvem-se trincas nas depressões. Conforme demonstrado na figura 14. Figura 14 - Afundamento por consolidação localizado FONTE: BERNUCCI et al. (2010) 32 2.2.5 Ondulação ou Corrugação Deformação caracterizada por ondulações ou corrugações transversais na superfície do pavimento (figura 15). Possíveis causas: Em geral ocorre em área de aceleração ou desaceleração, rampas sujeitas ao tráfego de veículos pesados e lentos, curvas, entre outros locais. Não se deve confundir com a ondulação causada por adensamento diferencial do subleito que provoca comprimentos de ondas da ordem de metros. Figura 15 - Ondulação ou Corrugação FONTE: BERNUCCI et al. (2010) 2.2.6 Escorregamento Deslocamento do revestimento em relação à camada subjacente do pavimento, com aparecimento de fendas em forma de meia-lua, conforme a figura 16. Possíveis causas: • Escorregamento de massa: decorrente de excesso de ligante; em geral junto às depressões localizadas, às trilhas de roda e às bordas de pavimentos. • Escorregamento: do revestimento asfáltico por falhas construtivas e de pintura de ligação; difere do escorregamento de massa por fluência. 33 Figura 16 - Ondulação(a,b) e escorregamento(c) FONTE: BERNUCCI et al. (2010) 2.2.7 Exsudação Excesso de ligante betuminoso na superfície do pavimento, causado pela migração do ligante através do revestimento (figura 17). Possíveis causas: falhas de dosagem provocando excesso de ligante em alguns pontos ou de maneira generalizada; pode ocorrer por segregação de massa, com concentração de ligante em alguns pontos e falta em outros; ou ainda por cravamento de agregados em base e ascensão de ligante à superfície. Figura 17 - Exsudação FONTE: DAER – RS (1978) 34 2.2.8 Desgaste Efeito do arrancamento progressivo do agregado do pavimento, caracterizado por aspereza superficial do revestimento e provocado por esforços tangenciais causados pelo tráfego (figura 18). Possíveis causas: falhas de adesividade ligante-agregado (stripping); presença de água aprisionada e sobrepressão em vazios da camada de revestimento gerando descolamento de ligante (stripping); problemas de dosagem – deficiência no teor de ligante; falhas de bico em tratamentos superficiais; problemas executivos ou de projeto de misturas – segregação de massa asfáltica. Figura 18 - Desgaste FONTE: DAER – RS (1978) 2.2.9 Panela ou buraco Cavidade que se forma no revestimento por diversas causas (inclusive por falta de aderência entre camadas superpostas, causando o desplacamento das camadas), podendo alcançar as camadas inferiores do pavimento, provocando a desagregação dessas camadas (figura 19). Possíveis causas: local onde havia trincas interligadas e com a ação do tráfego e intempéries houve remoção do revestimento ou mesmo de parte da base; falha construtiva – deficiência na compactação, umidade excessiva em camadas de solo, falha na imprimação; desagregação por falha na dosagem, stripping ou ainda segregação. 35 Figura 19 - Panelas FONTE: PINTO (2002) 2.2.10 Remendo Panela preenchida com uma ou mais camadas de pavimento na operação denominada de “tapa-buraco”, conforme a figura 20. Figura 20 - Remendo FONTE: BERNUCCI et al. (2010) a) Remendo profundo Aquele em que há substituição do revestimento e, eventualmente, de uma ou mais camadas inferiores do pavimento. Usualmente, apresenta forma retangular. 36 b) Remendo superficial Correção, em área localizada, da superfície do revestimento, pela aplicação de uma camada betuminosa. 2.2.11 Outros defeitos Conforme DNIT (2005), “Os tipos mais importantes de defeitos são os seguintes: trincamento (principalmente por fadiga); desagregação; panela; afundamento nas trilhas de roda; irregularidade longitudinal; resistência á derrapagem”. Outros defeitos não são mencionados na norma DNIT 005/2003 – TER, segundo Bernucci et al. (2010), devem ser considerados para a análise de definição da restauração dos pavimentos, são a segregação, bombeamento de finos e falha de bico em tratamentos superficiais, entre outros. a) Segregação Concentração de agregados em uma área e de mástique em outras, resultado da deficiência de ligante em alguns locais e excesso em outros; problemas na definição de faixa granulométrica da mistura, problemas de usinagem, problemasdiferenciais de temperatura de distribuição e compactação. Pode ser classificado como desgaste (figura 21). Figura 21 - Segregação FONTE: BERNUCCI et al. (2010) 37 b) Bombeamento de finos Subida à superfície por meio de fendas de material fino devido à presença de água sob pressão causada pela ação do tráfego e rapidamente aliviada após solicitação provocando a ascensão dos finos (figura 22). Figura 22 - Bombeamento de finos FONTE: BERNUCCI et al. (2010) c) Falha de bico espargidor Falha nos bicos espargidores em tratamentos superficiais, em geral com falta de ligante asfáltico provocando deficiência de cobertura e envolvimento dos agregados e seu consequente desprendimento pela ação do tráfego (figura 23). Figura 23 - Falha de bico espargidor FONTE: BERNUCCI et al. (2010) 38 d) Recalque diferencial Falhas construtivas de compactação, adensamento diferencial causado por alterações substanciais no material da fundação, alargamentos de faixas com preexistência de pistas anteriores (figura 24). Figura 24 - Recalque diferencial FONTE: BERNUCCI et al. (2010) 2.3 Codificação e causa dos defeitos A figura 25 e 26 tratam da representação gráfica dos defeitos elencados pela norma DNIT 005/2003 – TER. Figura 25 - Representação gráfica dos defeitos tipo trincas e afundamentos FONTE: DNIT 005/2003 - TER 39 Figura 26 - Representação gráfica dos demais defeitos FONTE: DNIT 005/2003 - TER Ao longo do tempo de serviço, os pavimentos são desgastados, o que influencia a diminuição da qualidade estrutural e funcional, podendo gerar maiores patologias. Esses desgastes são provocados pelas solicitações do trafego no pavimento e as condições climáticas. Além disso, segundo Ferreira (2007), o uso de material inadequado, drenagem insuficiente e má qualidade dos matérias são fatores determinantes para o surgimento de degradação. Além desses, norma DNIT 005/2003 – TER codifica os defeitos e define as classes das fendas, conforme apresentado na tabela 1. 40 Tabela 1 - Quadro Resumo de Codificações dos Defeitos FENDAS CODIFICAÇÃO CLASSE DAS FENDAS Fissuras FI - - - Trincas no revestimento geradas por deformação permanente excessiva e/ou decorrentes do fenômeno de fadiga Trincas Isoladas Transversais Curtas TTC FC-1 FC-2 FC-3 Longas TTL FC-1 FC-2 FC-3 Longitudinais Curtas TLC FC-1 FC-2 FC-3 Longas TLL FC-1 FC-2 FC-3 Trincas Interligadas "Jacaré" Sem erosão acentuada nas bordas das trincas J - FC-2 - Com erosão acentuada nas bordas das trincas JE - - FC-3 Trincas no revestimento não atribuídas ao fenômeno de fadiga Trincas Isoladas Devido à retração térmica ou dissecação da base (solo-cimento) ou do revestimento TRR FC-1 FC-2 FC-3 Trincas Interligadas "Bloco" Sem erosão acentuada nas bordas das trincas TB - FC-2 - Com erosão acentuada nas bordas das trincas TBE - FC-3 OUT1ROS DEFEITOS CODIFICAÇÃO Afundamento Plástico Local Devido à influência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleito ALP da Trilha Devido à influência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleito ATP De Consolidação Local Devido à consolidação diferencial ocorrente em camadas do pavimento ou do subleito ALC da Trilha Devido à consolidação diferencial ocorrente em camadas do pavimento ou do subleito ATC Ondulação/Corrugação - Ondulações transversais causadas por instabilidade da mistura betuminosa constituinte do revestimento ou da base O Escorregamento (do revestimenro betuminoso) E Exsudação do ligante betuminoso no revestimento EX Desgaste acentuado na superfície do revestimento D "Panelas" ou buracos decorrentes da desagregação do revestimento e às vezes de camadas inferiores p Remendos Remendo Superficial RS Remendo Profunde RP FONTE: DNIT 005/2003 - TER 41 Essas patologias codificadas se complementam na deterioração do pavimento, conforme a tabela 2, de forma progressiva. O resultado do aparecimento das primeiras patologias depende diretamente das medidas preventivas. A JAE (1995), afirma que até as reparações feitas na camada de desgaste também são consideradas patologias, pois geram descontinuidades no pavimento, o que pode culminar no aparecimento de mais defeitos. Tabela 2 - Deteriorações de Pavimento Categoria do Defeito Causa Genérica Causa Específica Trincamento Associada com tráfego Cargas repetidas (Fadiga) Carga excessiva Escorregamento de capa Não associada com tráfego Mudanças de umidade Mudanças térmicas Retração (Propagação) Deformação Associada com trafego Carga excessiva (Cisalhamento) Fluência plástica Densificação (Compactação) Não associada com tráfego Expansão Consolidação de substratos Desagregação Associada com trafego Desagregação do agregado Não associada com tráfego Falta de qualidade dos materiais FONTE: DNIT (2005) 2.4 Método IGG para avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis. Para avaliar a qualidade do pavimento e a necessidade de restauração, um método possível de ser utilizado é o definido na norma DNIT 006/2003 - PRO, denomina-se “avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semirrígidos”, onde realiza-se a contagem e classificação das ocorrências de patologias aparentes e das deformações permanentes de trilhas de roda, assim determinando o Índice de Gravidade Global (IGG), que conforme DNIT (2006), é derivado do "Severity Index" utilizado no Canadá pelo “Saskatchewan Department of Highways and Transportation”, e adaptado pelo Engenheiro Armando Martins Pereira, para as condições de pavimentos brasileiros, que associa um valor numérico para a condição em que se apresenta o pavimento. Esse valor varia de 0 (ótimo) a 160 42 (péssimo). Segundo Bernucci et al. (2010), muitas vezes o levantamento dos defeitos e o cálculo do IGG precedem o levantamento estrutural para poder melhor embasá-lo. Segundo Silva (2017), a aplicação deste procedimento, não apenas define as condições de superfície do pavimento, mas também promove o levantamento de dados e a formulação de um inventário de ocorrências e suas possíveis causas, gerando um histórico que auxilia nas tomadas de decisões futuras. Segundo a norma DNIT 006/2003 - PRO, as duas condições de aplicação deste método são quando se desejar, além de um parâmetro definidor das condições de superfície do pavimento (tabela 3), um inventário de ocorrências e suas prováveis causas, possibilitando obter uma avaliação mais rica em pormenores ou como uma etapa preliminar, para julgamento da necessidade de ser feita uma avaliação estrutural do pavimento e como um complemento desta avaliação. Explica também que no caso de rodovia de pista única, devem ser avaliadas as duas faixas de tráfego, e mais a 3ª faixa (em separado) quando houver e no caso de rodovia com mais de uma pista, devem ser avaliadas as faixas de tráfego mais solicitadas de cada pista. Tabela 3 - Conceitos Limites de degradação do pavimento em função do IGG Conceitos Limites Ótimo 0 < IGG ≤ 20 Bom 20 < IGG ≤ 40 Regular 40 < IGG ≤ 80 Ruim 80 < IGG ≤ 160 Péssimo IGG > 160 FONTE: DNIT (2003) Traçando um paralelo entre Bernucci et al. (2010) e a norma DNIT 006/2003 - PRO, a descrição dos materiais utilizados no método são as planilhas para anotações das ocorrências e inserção dos dados de campo, além de materiais para demarcação de estacas e áreas da pesquisa, tais como: trena com 20m, giz, tinta, pincel, formulários, e treliça metálica de alumínio (figura 28), padronizada, tendo 1,20m de comprimento na base, dotada de régua móvel instalada em seu ponto médio capaz de medir os afundamentos (figura 27), com a precisão de 0,5mm, nas flechas da trilha de roda, que a normadefine como a medida, em milímetros, da deformação permanente no sulco formado nas trilhas de roda interna (TRI) e externa (TRE), correspondente ao ponto de máxima depressão, medida sob o centro de uma régua de 1,20m. 43 Figura 27 - Esquema de afundamento em trilhas de roda FONTE: SILVA (2008) Figura 28 - Treliça para medir afundamentos em trilhas de roda FONTE: DNIT (2003) A análise do IGG não abrange toda a área da pista, mas verifica trechos de forma amostral com área e distanciamento entre elas prefixados pela especificação do DNIT. Neste método à área atingida pelo defeito não é o objetivo, mas o quantitativo de patologias presentes. Conforme Danieleski (2004) e DNIT (2006) descrevem, o método inicia-se pela localização e demarcação das superfícies de avaliação, que correspondem as áreas limitadas pelas bordas das faixas de tráfego e por duas seções transversais, chamada de estação com 6m de comprimento situadas uma 3m a ré e outra 3m avante do ponto central desse trecho considerado e uma área de 21m² (6m x 3,5m). Além disso, Pinto et al. (2002) explicam que o método corresponde a uma amostra aproximada de 15% da área total do pavimento analisado. As estações devem estar afastadas em 20m, alternando as faixas de tráfego direita e esquerda, 44 para o caso de pista simples, sendo 40m em 40m em cada faixa de tráfego e para as pistas duplas, devem estar afastadas em 20m na mesma faixa de tráfego, em cada uma das pistas, que em geral é a externa por ser a mais crítica. Além disso, a norma DNIT 006/2003 - PRO descreve que a demarcação das superfícies de avaliação sobre o pavimento deverá ser feita por meio de pintura com tinta de demarcação, onde cada estação recebe o número correspondente à estaca ou distância ao marco quilométrico, que ser pintado junto à borda do revestimento. A demarcação deve ser feita com um gabarito apropriado, constando em cada caso, de um traço de 0,30m x 0,025m, coincidente com a seção transversal, tendo sua extremidade externa distante 0,06m da borda do revestimento da pista de rolamento. Devem ser pintados mais dois traços, um 3m avante e outro 3m à ré, conforme a figura 29 demonstra. Figura 29 - Exemplo de demarcação de superfícies de avaliação em pista simples FONTE: BERNUCCI et al. (2010) A norma DNIT 006/2003 - PRO elenca as patologias em oito categorias pela codificação de ocorrências de acordo com a Norma DNIT 005/2003-TER: 1. Fissuras (FI), Trincas isoladas transversais curtas (TTC), Trincas isoladas transversais longas (TTL), Trincas isoladas longitudinais curtas (TLC), Trincas isoladas longitudinais longas (TLL) e Trincas isoladas devido à retração térmica (TRR); 2. Trincas interligadas tipo couro de jacaré sem erosão acentuada nas bordas (J) e Trincas em bloco sem erosão acentuada nas bordas (TB); 3. Trincas interligadas tipo couro de jacaré com erosão acentuada nas bordas (JE) e Trincas em bloco com erosão acentuada nas bordas (TBE); 4. Afundamentos plásticos locais (ALP), Afundamentos plásticos nas trilhas de roda (ATP), Afundamentos de consolidação locais (ALC) e Afundamentos de consolidação nas trilhas de roda (ATC); 5. Corrugação – ondulações transversais (O), Panelas (P) e Escorregamento do revestimento betuminoso (E); 45 6. Exsudação (EX); 7. Desgaste acentuado (D); 8. Remendos existentes (superfície e/ou profundos) (R). Além disso, a norma vincula cada tipo de ocorrência a um valor do fator de ponderação (tabela 4), que define o grau de severidade da patologia. Então, devem ser anotados as medidas dos afundamentos nas trilhas externa e na interna, e registrada a existência de patologias. Tabela 4 - Fator de Ponderação por tipo de defeito Ocorrência Tipo Codificação de ocorrências de acordo com a Norma DNIT 005/2002-TER “Defeitos nos pavimentos flexíveis e semi-rígidos – Terminologia” (ver item 6.4 e Anexo D) Fator de Ponderação fp 1 Fissuras e Trincas Isoladas (FI, TTC, TTL, TLC, TLL e TRR) 0,2 2 FC-2 (J e TB) 0,5 3 FC-3 (JE e TBE) NOTA: Para efeito de ponderação quando em uma mesma estação forem constatadas ocorrências tipos 1, 2 e 3, só considerar as do tipo 3 para o cálculo da freqüência relativa em percentagem (fr) e Índice de Gravidade Individual (IGI); do mesmo modo, quando forem verificadas ocorrências tipos 1 e 2 em uma mesma estação, só considerar as do tipo 2. 0,8 4 ALP, ATP e ALC, ATC 0,9 5 O, P, E 1 6 EX 0,5 7 D 0,3 8 R 0,6 FONTE: DNIT (2003) Em posse dos dados levantados em campo, deverá ser feito uma avaliação inicial para agrupar os trechos da via em estudo possuem características ou defeitos semelhantes. Conforme a norma do DNIT 006/2003 - PRO, para segmentos homogêneos, são determinadas as frequências absolutas de cada um dos oito tipos de defeitos, que corresponde à soma das estações que apresentam aquele tipo de ocorrência, e calculadas as frequências relativas, onde a frequência absoluta é multiplicada por 100 e dividida pelo total de estações do segmento, conforme a equação (1). 𝑓𝑟 = 𝑓𝑎𝑥100 𝑛 (1) Onde: 𝑓𝑟 = frequência relativa; 𝑓𝑎= frequência absoluta; 𝑛 = número de estações inventariadas. 46 Importante informar que, conforme Pinto et al. (2002), nas estações em que tenham ocorrências dos defeitos dos tipos 1 (FI, TTC, TTL, TLC, TLL, TRR), 2 (J e TB) e 3 (JE e TBE) simultaneamente, apenas o mais grave deles será calculado na frequência absoluta, no caso da tabela do fator de ponderação, verifica-se uma hierarquia, onde o tipo 3 é mais crítico, tipo 2 é intermediário e o tipo 1 menos crítico. Logo, se ocorrerem os casos do tipo 1, 2 e 3 na mesma estação, será considerado apenas as ocorrências do tipo 3. Segundo a norma DNIT 006/2003 - PRO, para cada uma das ocorrências inventariadas, deve ser calculado o Índice de Gravidade Individual (IGI) conforme a equação (2), onde multiplica-se sua frequência relativa no segmento pelo seu fator de ponderação. Para facilitar o entendimento do cálculo de ponderação, todas as trincas isoladas serão consideradas como sendo do tipo l e os remendos superficiais e remendos profundos serão anotados como remendos – R. Além disso, deve ser anotado o tipo de seção de terraplenagem ocorrente na estação de avaliação, classificando como aterro (A), corte (C), seção mista, lado de aterro (SMA), seção mista, lado de corte (SMC), corte em rocha (CR), ponto de passagem (PP). 𝐼𝐺𝐼 = 𝑓𝑟 𝑥 𝑓𝑝 (2) Onde: 𝐼𝐺𝐼 = índice de gravidade individual no segmento avaliado; 𝑓𝑟 = frequência relativa; 𝑓𝑝= fator de ponderação, obtido de acordo com a tabela 4. Conforme Bernucci et al. (2010), para calcular o IGI das flechas nas trilhas de rodas, primeiro devem ser calculadas a média das flechas (F) e a média das variâncias das flechas (FV), calculando primeiro as equações (3) e (4), e em seguida as equações (5) e (6). Assim, o fator de ponderação a utilizar depende do valor das médias aritméticas, quando a média aritmética das médias das flechas for igual ou inferior a 30, o fator de ponderação é igual a 4/3; quando superior a 30, o Índice de Gravidade Individual é igual a 40 ou quando a média das variâncias das flechas for igual ou inferior a 50, o fator de ponderação é igual a 1 (um); quando superior a 50, o Índice de Gravidade Individual é igual a 50. Conforme esquematizado na tabela 5. 47 �̅� = ∑ 𝑋𝑖 𝑛 𝑠 = √ ∑( 𝑋𝑖 − �̅� ) 2 𝑛 − 1 (3) (4) Onde: �̅� = média aritmética dos valores das flexas medidas (TRI e TRE); 𝑥𝑖 = valores individuais; 𝑠 = desvio padrão dos valores das flexas medidas (TRI e TER); 𝑠2 = variância. 𝐹 = ( ∑ 𝐹𝑅𝐸 + 𝑗 𝑖 ∑ 𝐹𝑅𝐼 ) 𝑗 𝑖 2𝐹𝑉 = ( 𝐹𝑅𝐸𝑣 + 𝐹𝑅𝐼𝑣 ) 2 (5) (6) Onde: 𝐹𝑅𝐸 = flecha na trilha externa em milímetros de casa uma das estações do segmento; 𝐹𝑅𝐼 = flecha na trilha interna em milímetros de casa uma das estações do segmento; 𝑖 = primeira estação do segmento; 𝑗 = última estação do segmento; 𝐹𝑅𝐸𝑣 = variância das flechas medidas na trilha externa do segmento, considerando todas as estações de i a j; 𝐹𝑅𝐼𝑣 = variância das flechas medidas na trilha interna do segmento, considerando todas as estações de i a j; 𝐹𝑉 = média da variância das flechas na trilha externa e média da variância das flechas na trilha interna do segmento. 48 Tabela 5 - Esquema de critérios das médias das flechas e a média das variâncias das flechas IGIF IGIFV F ≤ 30 F×4/3 F×1,0 30 < F ≤50 40 F×1,0 30 < F >50 40 50 FONTE: DNIT (2003) Segundo descreve Mesquita (2021), para um segmento homogêneo, o cálculo do IGG é definido pela soma dos IGI obtidos para cada um dos oito tipos de defeitos e para as flechas nas trilhas de rodas do trecho analisado. Conforme a equação (7). 𝐼𝐺𝐺 = ∑ 𝐼𝐺𝐼 (7) Onde: 𝐼𝐺𝐺 = índice de gravidade global no segmento avaliado; ∑ 𝐼𝐺𝐼 = soma dos índices de gravidade individuais no segmento avaliado. O Anexo B, conforme a norma DNIT 006/2003 - PRO, apresenta um formulário para levantamento do inventário do estado da superfície do pavimento. Além desse, o Anexo C, apresenta uma planilha de cálculo do IGG. 49 3 METODOLOGIA No presente capitulo são apresentados os materiais e o método utilizado para o levantamento dos dados necessários à realização da avaliação funcional das ruas Dr. José Teles e José Alves de Morais, localizadas no bairro Luciano Cavalcante na cidade de Fortaleza – CE. O presente trabalho tem como foco avaliar de forma objetiva a superfície dos pavimentos dos trechos selecionados com base na norma DNIT 006/2003 - PRO, verificando à condição atual da via, o procedimento é detalhado no item 2.3 e as patologias, descritas pela norma DNIT 005/2003 – TER, no item 2.2 deste trabalho. Esta pesquisa é classificada como estudo de caso com objetivos descritivos, de pesquisa aplicada e quantitativa, baseada em normas, manuais, livros, trabalhos acadêmicos, além do levantamento de dados em campo. 3.1 Apresentação do Objeto de Estudo Dois trechos foram selecionados para o estudo, ambos situados no bairro Luciano Cavalcante na cidade de Fortaleza/CE. No trecho 1 foram avaliados 326m e no trecho 2 foram 206m, ambos em pista simples. As ruas e o detalhamento da localização dos trechos escolhidos são apresentados na Tabela 6 e na Figura 34. Tabela 6 - Detalhamento dos trechos avaliados Trecho Rua Localização Comp. (m) 1 Dr. José Teles SENTIDO A: Rua Alberto Feitosa Lima / Avenida Coronel Miguel Dias 326 SENTIDO B: Avenida Coronel Miguel Dias / Rua Alberto Feitosa Lima 2 José Alves de Morais SENTIDO A: Avenida Washington Soares / Rua Alberto Feitosa Lima 206 SENTIDO B: Rua Alberto Feitosa Lima / Avenida Washington Soares FONTE: Autor (2022) 50 Figura 30 - Localização dos trechos avaliados FONTE: Adaptado de Google Earth (2022) 3.2 Levantamento de Dados Os dados levantados em campo foram realizados pelo autor, com auxílio de um assistente, num processo dividido em três etapas: a) demarcação das superfícies de avaliação; b) anotação da ocorrência das patologias; c) medição das flechas nas trilhas de rodas. Seguindo as determinações da norma DNIT 006/2003 - PRO, foi utilizado os seguintes materiais: • Trena de 20m; • Giz para demarcação; • Formulário de inventário do estado da superfície do pavimento e caneta; • Perfil retangular de alumínio com 1,20m de comprimento e régua com 30cm graduada em milímetros, como adaptação em substituição a treliça metálica. Conforme a figura 31. 51 Figura 31 - Perfil de alumínio com 1,20m e régua com 30cm graduada em milímetros FONTE: Autor (2022) Inicialmente, foi realizado a demarcação das superfícies de avaliação com o número da respectiva estação, um traço central e dois traços, 3,00m a ré e 3,00m avante do centro, perpendicular ao bordo externo do pavimento, com uso de trena de 20m e giz para demarcação, participando deste procedimento o autor e um auxiliar. Os trechos analisados são de pista simples, logo, as estações foram demarcadas a cada 20m intercalando as faixas de tráfego. O trecho 1 foi numerado de 1 a 17, perfazendo 326m e o trecho 2, de 1 a 11, perfazendo 206m, conforme mostra as tabelas 5 e 6. Foram avaliadas 26 estações, totalizando 532m de extensão. Conforme apresentado nas tabelas 7 e 8. Tabela 7 - Detalhamento dos trechos e distribuição das estações TRECHO: Rua Dr. José Teles SENTIDO A B ESTAÇÃO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 - TRECHO: Rua José Alves de Morais SENTIDO A B ESTAÇÃO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 - FONTE: Autor (2022) 52 Tabela 8 - Posicionamento das estações no trecho em metros POSICIONAMENTO DAS ESTAÇÕES NO TRECHO EM METROS TRECHO: Rua Dr. José Teles ESTAÇÃO INICIO (m) CENTRO (m) FIM (m) 1 0 3 6 2 20 23 26 3 40 43 46 4 60 63 66 5 80 83 86 6 100 103 106 7 120 123 126 8 140 143 146 9 160 163 166 10 180 183 186 11 200 203 206 12 220 223 226 13 240 243 246 14 260 263 266 15 280 283 286 16 300 303 306 17 320 323 326 TRECHO: Rua José Alves de Morais ESTAÇÃO INICIO (m) CENTRO (m) FIM (m) 1 0 3 6 2 20 23 26 3 40 43 46 4 60 63 66 5 80 83 86 6 100 103 106 7 120 123 126 8 140 143 146 9 160 163 166 10 180 183 186 11 200 203 206 FONTE: Autor (2022) Posteriormente, foram realizadas verificações nas estações nos trechos selecionados e os dados levantados inseridos na planilha de inventário das ocorrências dos defeitos encontrados. É importante lembrar que cada estação demarcada possui área de 21m², sendo 6m de comprimento e um espaçamento de 20m entre estações e para realizar esse processo de análise dos defeitos foi feita a verificação percorrendo todo trecho a pé. As definições dos 53 defeitos estão descritas na norma DNIT 005/2003 – TER. Esse método não visa verificar toda a extensão da área, mas amostras da área em trechos reduzidos, porém a necessidade de medir as trincas para catalogar como curto, em extensão de até 100cm, ou longas, em extensão maior que 100cm, e os afundamentos como locais, para extensão de até 6m, e ao longo da trilha de roda, para extensão maior que 6m. Em seguida, procedeu-se à medição do afundamento nas trilhas de rodas internas e externas, utilizando um perfil de alumínio com 1,20m de comprimento, em adaptação a treliça metálica indicada pela norma DNIT 006/2003 - PRO, e uma régua com 30cm graduada em milímetros. O autor, seguindo a norma, descreve o processo de medição realizado nas estações, no qual, o perfil de alumínio era apoiado sobre o pavimento, transversalmente ao eixo da via, buscando a maior distância da flecha formada entre a superfície do pavimento e a superfície inferior do perfil de alumínio, que era verificada com o auxílio da régua. Os valores obtidos eram registrados na planilha. Destaca-se a necessidade do cuidado na via, com atenção ao trafego, durante a medição, para segurança dos envolvidos na pesquisa. Para este trabalho foi necessário um auxiliar para reforçar a segurança do avaliador. A pesquisa de campo foi realizada, logo após um longo período chuvoso, no mês de abril de 2022, em um domingo, entre 10:00h às 17:00h, período de menor fluxo de veículos nos trechos em analise, reduzindo os riscos ao avaliador e garantindo uma celeridade ao levantamento de dados. 3.3 Cálculo do IGG Para o processamento dos dados levantados, foi necessário auxilio da planilha para o cálculo do IGG. Assim, conforme descrito no item 2.3, as frequências absolutasdas patologias identificadas nas estações foram contabilizadas e as frequências relativas calculadas. Após isso, foram calculadas as médias das flechas nas trilhas de rodas e a média das variâncias medidas nas trilhas de rodas internas (TRI) e externas (TRE). Com os valores obtidos foi possível calcular o IGI dos defeitos, pela multiplicação da frequência relativa pelo fator de ponderação, que é dado pela norma do DNIT. Para concluir, o IGG foi calculado pelo resultado do somatório dos IGIs. Além disso, conforme a Tabela 3, foi atribuído a cada segmento o grau de degradação atual do pavimento. 54 4 RESULTADOS E CONCLUSÕES O presente capítulo apresenta os resultados obtidos pela análise dos dados levantados em campo, separados por trechos. As ocorrências de defeitos presentes nas estações foram catalogadas nos inventários, presentes nos apêndices A e B. 4.1 Trecho 1: Rua Dr. José Teles O presente estudo analisou primeiramente a Rua Dr. José Teles, localizada no bairro Luciano Cavalcante, no trecho entre a Rua Alberto Feitosa Lima e a Avenida Coronel Miguel Dias, sendo dividida em sentidos A e B. A figura 32 mostra o trecho estudado. Figura 32 - Localização dos trechos avaliados FONTE: Adaptado de Google Earth (2022) Verifica-se na tabela 9, o percentual de ocorrências por defeitos, elencando cada tipo de patologia, analisando os dois sentidos do trecho 1. 55 Tabela 9 - Percentual de ocorrências pelo total de defeitos no trecho 1 Natureza do Defeito Quantidade Ocorrência Trincas isoladas 16 26% Trincas interligadas sem erosão 0 0% Trincas interligadas com erosão 4 6% Afundamentos plásticos e de consolidação 0 0% Ondulações, panelas e escorregamentos 16 26% Exsudação 1 2% Desgaste 15 24% Remendo 10 16% Total 62 100% FONTE: Autor (2022) Analisando a tabela 9, percebe-se que o tipo de defeito mais frequente no trecho 1 são do grupo 1 e 5 (tabela 4), composto por trincas isoladas e ondulações, panelas e escorregamentos, sendo constatado em 26% do total de defeitos do trecho em estudo. Em seguida são os desgastes (24%), remendo (16%) trincas interligadas com erosão (6%) e exsudação (2%). O gráfico 1 mostra o quantitativo do total de ocorrência de defeitos, por tipo de defeito, nos dois sentidos do trecho 1. Além disso, vale salientar que algumas destas ocorrências não são consideradas para efeito de cálculo das frequências absolutas, pois com mais deu uma ocorrência do mesmo tipo em uma estação não é contabilizada, respeitando a hierarquia dos grupos de patologias. Portanto, com auxílio do gráfico, percebe-se a maior frequência de trincas isoladas e ondulações, panelas e escorregamentos, presentes cada um, em 16 das 17 estações no trecho 1. 56 Gráfico 1 - Quantitativo da ocorrência de defeitos no trecho 1 FONTE: Autor (2022) O trecho não apresenta ocorrência de trincas interligadas sem erosão, nem afundamentos plásticos e de consolidação. A Figura 37 traz alguns dos defeitos inventariados no trecho 1. Figura 33 - Ocorrências inventariadas no trecho 1 FONTE: Autor (2022) 57 A seguir são apresentados separadamente os cálculos e os resultados dos IGGs para cada um dos sentidos do trecho 1. 4.1.1 IGG no Sentido A Os dados referentes as frequências absolutas, absolutas consideradas e relativas dos defeitos nas 09 estações analisadas no sentido A do trecho 1 são apresentados na tabela 10. Tabela 10 - Frequências absolutas e relativas no sentido A do trecho 1 Natureza do Defeito Freqüência absoluta Freqüência absoluta considerada Frequência relativa Fator de ponderação Índice de gravidade individual Trincas isoladas 8 7 78% 0,2 15,6 Trincas interligadas sem erosão 0 0 0% 0,5 0,0 Trincas interligadas com erosão 1 1 11% 0,8 8,9 Afundamentos plásticos e de consolidação 0 0 0% 0,9 0,0 Ondulações, panelas e escorregamentos 8 8 89% 1 88,9 Exsudação 1 1 11% 0,5 5,6 Desgaste 7 7 78% 0,3 23,3 Remendo 5 5 56% 0,6 33,3 Média aritmética dos valores médios das flechas medidas em mm nas TRI e TRE 1,1 Média aritmética das variâncias das flechas medidas em ambas as trilhas 0,2 IGG 176,8 FONTE: Autor (2022) As patologias de maior frequência relativa, com 89%, são as ondulações, panelas e escorregamentos, seguido das trincas isoladas e os desgastes (78%), remendo (56%), trincas interligadas com erosão e exsudação (11%). Apresentaram frequência relativa igual a 0%, os defeitos de trincas interligadas sem erosão e afundamentos plásticos e de consolidação, pois não ocorreram no sentido em estudo do trecho 1. A tabela 10 também mostra a relação do IGI (Índice de gravidade individual) e o fator de ponderação de cada um dos tipos de defeitos. O cálculo do IGI é dado pela multiplicação 58 da frequência relativa pelo fator de ponderação correspondente ao defeito. O maior valor de IGI foi verificado entre os defeitos foi nas ondulações, panelas e escorregamentos, com 88,9, sendo também a maior frequência relativa, além de possuir o maior fator de ponderação utilizado para o cálculo do seu IGI, que reforça a relevância deste tipo de defeito para o resultado do IGG neste estudo. Na sequência, verifica-se os remendos (33,3) e desgaste (23,3). Conforme explicado no tópico 2.3, as médias aritméticas das flechas medidas nas trilhas de rodas externas (TRE) e internas (TRI) do trecho em análise, do mesmo modo que as variâncias destas flechas (TREv e TRIv), são apresentadas na tabela 10. Além desses, a tabela 11 mostra os valores da média das médias de TRE e TRI (F) e a média das variâncias de TREv e TRIv (FV). Tabela 11 - Médias e variâncias das flechas no sentido A do trecho 1 Médias das Flechas TRE TRI Variâncias das Flechas TREv TRIv 0,83 0,77 0,29 0,14 Média entre TRE e TRI F= 0,80 Média entre TREv e TRIv FV= 0,21 FONTE: Autor (2022) Observa-se que a média das flechas medidas na trilha de rodas externa (TRE= 0,83) é maior do que na trilha de roda interna (TRI= 0,77), bem como a variância das flechas na trilha de roda externa (TREv= 0,29 é maior do que o valor medido na trilha de roda interna (TRIv= 0,14). Além disso, a partir dos valores da média e da variância, são calculados a média entre TRE e TRI (F=0,80) e a média entre TREv e TRIv (FV=0,21). Com isso, o índice de gravidade individual da média aritmética dos valores médios das flechas medidas em TRI e TRE fica 1,07, conforme mostrado na tabela 12, pois o valor de F=0,80<30 indica um fator de ponderação igual a 4/3. Já o índice de gravidade individual da média das variâncias das flechas repete o valor de FV=0,21<50, logo IGI=FV=0,21, sendo utilizado o fator de ponderação igual a 1. 59 Tabela 12 - Fatores de ponderação e IGIs das flechas no sentido A do trecho 1 Natureza do Defeito Fator de ponderação Índice de gravidade individual Média aritmética dos valores médios das flechas medidas em mm nas TRI e TRE 1A) IGI = F x 4/3 quando F ≤ 30 1,07 Média aritmética das variâncias das flechas medidas em ambas as trilhas 2A) IGI = FV quando FV ≤ 50 0,21 FONTE: Autor (2022) O cálculo do IGG é definido pelo somatório de todos os IGIs obtidos no sentido A do trecho 1, que define também o respectivo conceito de degradação do pavimento do segmento analisado, como mostrado na tabela 13. Tabela 13 - IGG e conceito de degradação do pavimento no sentido A do trecho 1 Σ IND. GRAVID. IND. = IGG Conceito: Péssimo 176,83 FONTE: Autor (2022) O conceito de degradação do pavimento do trecho 1 no sentindo A é definido como “Péssimo”, o que indica a necessidade de realização de uma avaliação estrutural, com base na presente avaliação, para definir a melhor alternativa para a recuperação do pavimento. As planilhas de cálculo para a obtenção do IGG dos segmentos analisados neste trabalho constam
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