ASPECTOS DA PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA 09 junho 2014 sumario

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UNINASSAU

Felipe Almeida

15/04/2019

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ASPECTOS DA PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA

Laura Maria Goretti da Motta
COPPE/UFRJ

Notas de aula preparadas para o Instituto Pavimentar

JUNHO / 2014

Sumário
1 Introdução ............................................................................................................................. 4
2 Noções básicas de projeto geométrico ................................................................................. 5
3 Noções básicas de atividades laboratoriais ........................................................................ 12
3.1 Amostragem e preparação de materiais ..................................................................... 12
3.2 3. SMS .......................................................................................................................... 20
3.3 Equipamentos: calibração e aferição .......................................................................... 25
4 Noções de estudo de tráfego .............................................................................................. 31
4.1 VDM ............................................................................................................................. 32
4.2 Número N .................................................................................................................... 35
4.3 Pesquisa de origem - destino ...................................................................................... 38
5 Definição e tipos de pavimento .......................................................................................... 40
6 Noções de dimensionamento de pavimento asfáltico ....................................................... 44
6.1 Método do DNER/DNIT ............................................................................................... 45
6.2 Método mecanístico – empírico ................................................................................. 48
7 Materiais de pavimentação................................................................................................. 53
7.1 Solos ............................................................................................................................ 54
7.1.1 Empréstimos e Jazidas......................................................................................... 55
7.1.2 Classificação de solos .......................................................................................... 58
7.1.2.1 Classificação TRB (Transportation Research Board) (antigo HRB) .................. 58
7.1.2.2 Sistema Unificado de Classificação dos solos .................................................. 62
7.1.2.3 Classificação MCT (Miniatura, Compactado, Tropical) ................................... 63
7.1.3 Compactação ....................................................................................................... 71
7.1.4 Ensaios de resistência ......................................................................................... 72
7.1.5 Ensaios de deformabilidade – resiliência e deformação permanente ................ 74
7.1.5.1 Módulo de Resiliência ..................................................................................... 76
7.1.5.2 Deformação permanente ................................................................................ 82
7.1.6 Materiais de base e sub-base .............................................................................. 85
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7.1.7 Estabilização granulométrica, química e asfáltica de solos ................................ 96
7.2 Agregados .................................................................................................................. 108
7.2.1 Pedreiras – estudos básicos .............................................................................. 109
7.2.2 Características e Requisitos ............................................................................... 113
7.3 Ligantes Asfálticos ..................................................................................................... 123
7.3.1 Tipos de ligantes asfálticos para pavimentação ................................................ 124
7.3.2 Produção e especificações ................................................................................ 126
7.3.2.1 CAP ................................................................................................................ 126
7.3.2.2 Emulsões asfálticas ........................................................................................ 133
7.3.2.3 Asfalto espuma .............................................................................................. 136
7.4 Misturas asfálticas ..................................................................................................... 138
7.4.1 Introdução ......................................................................................................... 138
7.4.2 Tipos de revestimentos asfálticos ..................................................................... 138
7.4.3 Noções de dosagem de concreto asfáltico ....................................................... 143
7.4.3.1 Método Rice de avaliação da densidade ....................................................... 147
7.4.3.2 Método Marshall ........................................................................................... 150
7.4.3.3 Método Superpave ........................................................................................ 157
7.4.3.4 Caracterização mecânica ............................................................................... 165
7.4.4 Microrrevestimento asfáltico ............................................................................ 180
8 Fresagem e reciclagem de pavimentos ............................................................................. 188
9 Referências bibliográficas ................................................................................................. 199

1 Introdução

Estas notas de aula foram preparadas para o Instituto Pavimentar, a partir de ementa
proposta para curso de atualização de engenheiros e técnicos do Departamento
Autônomo de Estradas de Rodagem do Estado do Rio Grande do Sul. (DAER).

São conceitos básicos que visam dar suporte à prática inicial destes profissionais nas
suas atividades rotineiras nos vários tipos de atividade que tem que exercer no campo
da pavimentação de rodovias, fiscalização de obras, identificação de materiais, análise
de projetos, decisões de conformidade, etc.

A pavimentação é um campo muito vasto do conhecimento da engenharia,
especialmente a engenharia civil, que envolve conhecimentos diversos: vários tipos de
materiais, tráfego de veículos, análise estrutural, ensaios de laboratório, projeto,
máquinas e processos construtivos, etc.

É uma atividade essencial para o país que se “move”, pessoas e riquezas,
especialmente pelo modal rodoviário. Em geral envolve grandes recursos e muitas
horas de dedicação de vários profissionais de forma a atingir a meta de ter pavimentos
seguros e duráveis, com custos compatíveis com as cargas e o tempo de vida
pretendido. Também envolve hoje a busca de sustentabilidade, de economia de
recursos naturais e de SMS.

Não é pretensão fazer um “tratado” nem mesmo um “Manual”: muitos livros e manuais
estão hoje acessíveis com os conhecimentos necessários para todos, na internet
inclusive. O próprio órgão tem suas especificações bem atualizadas e disponíveis para
consulta diária. Portanto cabe aos engenheiros o estudo destas instruções e normas.

O que se pretende com estas notas é reunir, em poucas páginas, os conceitos básicosde uma série de itens, entre outros que são tratados por vários profissionais neste
mesmo curso. À autora, foram destinados os itens enfocados, que são tratados com
maior ou menor ênfase (por julgamento pessoal) e a partir da experiência como
docente da disciplina de pavimentação na UFRJ. Foram aproveitadas notas diversas
da autora e a leitura de autores referidos ao final deste apanhado.

2 Noções básicas de projeto geométrico

Uma boa rodovia sempre vai resultar de um bom projeto geométrico! Muitas estradas
brasileiras foram implantadas há muitas décadas, com padrões de características
geométricas muito “acanhadas” embora servissem para os padrões dos veículos
existentes à época. A maioria da rede pavimentada, especialmente estadual e
municipal, é de pista simples, com raios de curvatura relativamente pequenos e às
vezes com rampas relativamente acentuadas. Foram projetados para velocidade
diretriz baixa, muitas vezes.

É comum não se ter acostamento pavimentado ou quando existente, pode ser de outro
tipo de revestimento que o da pista, pode apresentar degrau entre a pista e o
acostamento por sucessivos acréscimos de espessura na pista pelas correções de
defeitos, entre outros aspectos não adequados pelos padrões dos veículos atuais.

Assim, quando o tráfego cresce acima de um determinado nível de veículos por dia é
necessário se fazer melhorias também no traçado da estrada para torna-la mais
adequada e segura. Naturalmente, quando se vai implantar um novo trecho ou
duplicar uma via é necessário também se fazer um projeto geométrico.

Uma referência de livro recente sobre este assunto é Antas et al (2010). Neste, os
autores apresentam as premissas para a elaboração de um projeto de terraplenagem
e geométrico bem como as fórmulas e conceitos necessários para se fazer um projeto
otimizado e que promova a segurança das operações dos veículos.

O projeto geométrico visa o completo estudo e a definição geométrica do traçado de
uma rodovia, com suas características técnicas tais como raios de curvaturas, rampas,
plataforma, etc., com precisão suficiente para sua conformação espacial, quantificação
do orçamento e a sua perfeita execução dada por um adequado planejamento. É
complementado pelo projeto de terraplenagem.

O projeto de terraplenagem e de obras de arte correntes consiste na determinação dos
volumes de terraplenagem, dos locais de empréstimos e bota-fora de materiais e na
elaboração de quadros de distribuição do movimento de terra, complementado pela
definição das Obras de Arte Correntes. O projeto de obras de arte especiais consiste
na concepção, cálculo estrutural e plantas de execução de pontes e viadutos.
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Faz parte ainda do projeto geométrico o projeto das interseções, retornos e acessos
que consiste na identificação e concepção de projeto, detalhamento e plantas de
execução destes dispositivos.

Sucintamente, para um projeto geométrico de uma rodovia são necessários
basicamente: a avaliação geomorfológica do terreno, os levantamentos topográficos
(aero fotográficos ou por sensoriamento remoto) da região entre os dois pontos que se
quer interligar, e também as características dos materiais que compõem o relevo do
local onde será implantada a via. A partir dos padrões técnicos estabelecidos pelo
órgão responsável pela obra, define-se o projeto, suas curvas verticais e horizontais
com as cotas de corte e aterro, gerando o que se chama linha de greide do leito da
estrada ou cota vermelha. Têm-se assim as bases para o projeto de terraplenagem.

Definem-se os tipos de materiais que serão desmontados e retirados dos cortes, e se
estes volumes e tipos de materiais são adequados e suficientes para compor os
aterros: compensação de volumes é a palavra chave, tentando evitar ter que retirar um
volume muito grande para fora da região de terraplenagem (no chamado bota-fora) ou
ter que transportar muito material de outro local (chamado empréstimo) para construir
os aterros. Hoje tem softwares de lançamento de projeto geométrico que tem este
ponto de compensação de massas como o principal critério de ajuste do greide.

No entanto, um bom projeto não deve se basear somente neste critério: a condição
geotécnica também deve ser levada em conta! Muitas vezes, o solo existente numa
profundidade pode ser pior sob o ponto de vista de comportamento mecânico do que
outro mais superficial pelo processo de formação dos solos tropicais (o que será
comentado em item à frente) e fazer uma rampa com uma declividade um pouco
maior, desde que aceitável tecnicamente, pode evitar futuros problemas de subleito
(camada existente abaixo do leito, que é o apoio do pavimento e determina a
espessura das camadas, junto com o tráfego). Muitas vezes a presença de solos
orgânicos, moles ou mesmo expansivos em grandes extensões pode ser um
condicionante para se mudar a localização de um trecho de uma rodovia, evitando
grandes custos na retirada ou estabilização destes materiais. São exemplos.

Nesta linha, é preciso consultar mapas e informações pedológicas da região do
traçado da via para se ter esta informação de presença de materiais não adequados à
pavimentação na fase de anteprojeto. Podem ser vistas informações deste emprego
de mapas pedológicos – geotécnicos, por exemplo, em Zuquete e Gandolfi (2004).
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O uso de SIG e coordenadas UTM também tem crescido no projeto geométrico de
rodovias. Os projetos geotécnicos e geométricos de rodovias quando se aplica o
georreferenciamento apresentam facilidade de acesso aos parâmetros da rodovia. A
cartografia geotécnica e geométrica são instrumentos eficientes para a avaliação do
meio físico por onde passa a rodovia. Um exemplo marcante e atual é o mapeamento
geológico geotécnico do projeto do TAV – Trem de Alta Velocidade que está em
andamento no país (Mapeamento Geológico-Geotécnico e Delimitação das Áreas de
Risco Geológico ao Longo do Traçado da Via do Trem de Alta Velocidade – TAV - SIG
– CPRM – TAV, 2009)

Nas normas para licitação e contrato de obras (por exemplo, na conhecida Lei 8.666,
federal) define-se a necessidade de se ter um projeto básico, um projeto executivo e a
etapa de execução das obras e serviços propriamente.

Decidido no planejamento do órgão que há necessidade de promover uma nova
ligação entre duas cidades, a primeira etapa é decidir o traçado que consiste em
definir os pontos de passagem da estrada. Estes passos correspondem a etapa de
anteprojeto. A principal finalidade do anteprojeto é realizar uma avaliação técnica e
econômica da ligação pretendida, a partir do estudo de várias alternativas de traçado.
Deve-se lançar mão de mapas geológicos e pedológicos para conhecer as
características do terreno na região (materiais de 1ª, 2ª ou 3ª categoria quanto às
necessidades especiais de desmonte), e as possíveis dificuldades técnicas a serem
ultrapassadas: necessidades de obras de arte especiais (viadutos, túneis e pontes),
categorias de materiais para desmonte (solos ou rochas), etc. Algumas sondagens
devem ser feitas nos pontos mais altos dos cortes e bem espaçadas. Ao final, tem-se
um traçado escolhido e as estimativas de custo para embasar a decisão final quanto
ao traçado. Nesta fase fazem-se reconhecimentos também no terreno com vistas ao
levantamento do impacto ambiental provocado pela implantação da via. Apresenta-se
o resultado em planta e perfil, além das seções transversais-tipo em tangente e em
curva, em corte e em aterro, largura e inclinação transversal da pista, drenagem, etc.

O projeto básico consiste em se verificar com detalhes as soluções técnicas
visualizadas noanteprojeto. É necessário se verificar no campo por sondagem
detalhada as reais condições do terreno, com sondagens a cada 100 metros
tipicamente, por trado, poços, sondagens a percussão ou outras formas de
amostragem, até um metro abaixo da cota vermelha. Estes materiais serão levados
para o laboratório e submetidos a ensaios de caracterização, compactação e de
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resistência (no caso comum ensaio de Índice de Suporte Califórnia – ISC ou CBR,
como é mais conhecido). Faz-se um quadro resumo com os resultados dos ensaios e
uma análise estatística para definir o tipo de material do subleito (camada abaixo do
leito - cota final de terraplenagem). Verificam-se as reais necessidades dos viadutos
definindo detalhadamente suas extensões. É fundamental já se fazer levantamentos
de possíveis fontes de materiais para compor as camadas do pavimento com
prospecção de jazidas e locais de empréstimos ao longo do eixo da rodovia.

O projeto geométrico básico é apresentado com planta baixa contendo o eixo do
projeto, escala 1:2000, perfil do terreno e indicação do greide com escala vertical
1:200, desenhos das seções transversais tipo na escala 1:40 em cortes e aterros, em
tangente e em curvas, e, também em pontes e túneis se tiverem previstos. O eixo é
apresentado com marcação do estaqueamento de 20 em 20 m, numerando-se as
estacas correspondentes a centenas de metros. As curvas são numeradas
sequencialmente e seus principais elementos constam de um quadro. No perfil
longitudinal devem ser indicados os limites das rampas, acompanhadas dos sinais +
para aclives e – para declives e as concordâncias verticais. Deve ser indicada a
posição dos marcos quilométricos, das pontes, dos viadutos e dos túneis.

O projeto geométrico de execução deve conter uma memória descritiva e justificativa
das soluções adotadas e calculadas e outros elementos elucidativos do projeto. Um
conjunto de desenhos com plantas e perfis também devem constar com todos os
detalhes que conduzam ao perfeito entendimento do projeto e permita sua execução
com o menor percentual de ajustes e “surpresas” possível. A lista de informações que
deve conter este volume é bastante extensa, incluindo plantas de retorno e acessos, e
deve ser consultada nas normas específicas.

O Manual do DAER de 1991 – Normas de Projeto Rodoviário – Vol 1 – parte 1 -
Projeto Geométrico de Rodovias inicia definindo as classes de rodovias (estaduais e
vicinais) e a seguir indica as características básicas de um projeto geométrico, para
cada classe, com todos os parâmetros, fórmulas e gráficos necessários. Estes
elementos são:
a) Velocidade diretriz
b) Velocidade operacional
c) Distância de visibilidade
d) Superelevação
e) Largura da faixa de rolamento
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f) Acostamentos
g) Inclinação transversal
h) Inclinação dos taludes dos cortes e aterros,
i) Faixa de domínio e seus requisitos,
j) Planimetria: raios mínimos de curvatura, gabaritos horizontais, tangentes
mínimas e máximas, superelevação de cada curva, superlargura e canteiros
centrais
k) Altimetria: rampas, curvas verticais.

Na Tabela 2.1 estão indicados, como exemplo, os valores estabelecidos para estradas
estaduais, de acordo com a classe neste Manual do DAER (Quadro 3 página 20).
Nesta tabela as características do relevo das regiões são: P – plana, O – ondulada, M
– montanhosa.

O Manual do DAER de 1991 – Normas de Projeto Rodoviário – Vol 2 – consta do
Projeto Geométrico de Interseções com o detalhamento dos requisitos técnicos. O
DAER também tem uma especificação de aerofotogrametria, sem número e sem data,
acessível na página do órgão: Especificações Técnicas para Levantamento
Aerofotogramétrico Aplicado a Projetos Rodoviários.

O DAER tem as instruções de serviço IS 100/94 para estudos geológicos e IS 101
para estudos geotécnicos. Os Estudos Geotécnicos tem como objetivo a obtenção dos
dados geotécnicos do subleito da rodovia projetada, empréstimos e jazidas, o
conhecimento de certos elementos tecnológicos de alguns materiais, a análise desses
dados e elementos, para orientação na elaboração de projetos como os de
terraplenagem, do pavimento, etc., e recomendações no estabelecimento de alguns
métodos construtivos.

A qualidade do projeto geométrico pode ser avaliada por cinco aspectos (Antas et al,
2010):
a) Desempenho: é bom quando o usuário pode se deslocar com velocidade
adequada, sem problemas de congestionamento ou dificuldade de tração;
considerando os padrões da classe da estrada. Evitar traçado muito sinuoso
sempre que possível. Otimizar as concordâncias verticais e horizontais
evitando coincidências entre elas. Evitar tangentes curtas entre curvas
sucessivas. Otimizar o greide para favorecer a drenagem. Evitar o greide
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“colado” na superfície do terreno no caso de relevo plano por problemas com a
drenagem, especialmente em revestimento primário.

b) Segurança: é boa quando há garantia de que não ocorrerão acidentes por
falha de projeto. A aplicação de todos os requisitos técnicos correspondentes
ao conhecimento atual e que considerem as características dos veículos que
operam na via pode garantir este aspecto. A excessiva sinuosidade não é boa,
mas também tangentes excessivamente longas e rampas suaves podem
ocasionar sonolência no motorista. Raios das curvas devem ser
suficientemente grandes. Acessos a pontos marginais e outras estradas devem
ter dobrada preocupação quanto á visibilidade. Acostamentos são parte
importante da segurança, e deve se garantir inexistência de obstáculos nestes.
Defensas em regiões montanhosas para evitar quedas e canteiro central em
pistas duplas são exemplos de prevenção de acidentes.

c) Economia: o projeto geométrico tem profundo reflexo no custo de implantação
de uma rodovia, mas também nos custos de manutenção e operação. A
definição das seções transversais e o greide são a chave: os estudos
geológico-geotécnicos devem estar junto da análise geométrica, evitando
problemas futuros no pavimento e na drenagem, por exemplo.

d) Estética: está associado ao conceito de conforto, entre outros aspectos. A
proporcionalidade entre as curvas e concordâncias, a adaptação do traçado à
topografia e à paisagem, a visão bonita, evitar diretriz perpendicular a
sucessivos divisores de pequenos vales, adaptação do greide ao terreno
devem ser elementos observados no projeto geométrico.

e) Ecologia: um bom projeto RIMA – relatório de impacto ambiental deve ser feito
para preservar o meio ambiente. Projetar bem a drenagem para não ser causa
de surgimento de erosões e degradações desnecessárias, prever a proteção
da fauna, a recuperação das áreas de empréstimos, a limitação dos cortes e
aterros, com proteções adequadas feitas imediatamente após a obra, etc.

Tabela 2.1 – Características básicas do projeto geométrico de estradas estaduais
do RS (DAER, 1991)

3 Noções básicas de atividades laboratoriais

3.1 Amostragem e preparação de materiais

A amostragem de materiais geotécnicos em geral pode ser feita de várias formas:
amostras deformadas ou indeformadas, com uso de trado, pá e picareta,
amostradores tipo shelby, por percussão, etc. de acordo com o que se pretende medir
nestas amostras. Busca-se
a) Determinação da extensão, profundidade e espessura de cada horizonte de
solo.
b) Profundidade da rocha e sua classificação.
c) Ocorrência de água (NA - nível d’agua e variações).
d) Propriedades de engenharia dos solos e rochas in situ (compressibilidade,
resistência ao cisalhamento, permeabilidade, etc).Na Figura 3.1 mostram-se exemplos de trado, amostradores shelby e sondagem por
percussão. Detalhes destes procedimentos podem ser vistos, por exemplo, nos livros
de Mecânica dos Solos ou em Lima (1980).

As coletas indeformadas são amostragens extraídas do solo preservando suas
características físicas e mecânicas. O principal objetivo das amostras indeformadas,
principalmente para materiais argilosos de baixa consistência, é a execução de
ensaios especiais em laboratório. Possibilita que parâmetros geotécnicos sejam
determinados como se amostra ainda estivessem "In situ". Para as coletas
indeformadas pode-se usar a norma NBR 9820/97 - "Coleta de amostras indeformadas
de solos de baixa consistência em furos de sondagem".

As coletas Indeformadas com amostrador Shelby utilizam amostrador com pistão
semi-estacionário, cravado por um equipamento tipo penetrômetro que deve possuir
capacidade de reação (ancoragem) e capacidade de pressão hidráulica de no mínimo
10 t. Durante a penetração da camisa, o penetrômetro deverá manter a velocidade
constante de 20mm/s ± 5mm/s. até a cota final de amostragem. Coletas indeformadas
com amostrador Osterberg usam amostrador com pistão estacionário, mas necessita
de prévia perfuração com equipamento apropriado, assim como bomba de água com
capacidade para cravação do sistema. Este amostrador é o mais indicado para argilas
de baixa consistência por apresentar sistema estacionário, ou seja, no momento da
amostragem o movimento é apenas da camisa, eliminando espaços vazios que
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poderiam ser preenchidos por água ou ar, podendo comprimir a amostra no momento
da amostragem. O armazenamento das amostras deve ser feito em caixas capazes de
resistir ao manuseio.

Para materiais resistentes é possível também retirar amostras indeformadas por
moldagem de blocos que devem ser parafinados e acondicionados convenientemente
para serem transportados para o laboratório. Deste bloco são esculpidas amostras
para ensaios mecânicos.

A sondagem a trado é feita manualmente, tem por objetivo coletar amostras
deformadas para a execução de ensaios de laboratório, determinar o perfil
estratigráfico do solo em pequenas profundidades, sem a obtenção dos índices de
resistências, e observação nível do lençol freático. A norma é a NBR-9603/86 -
"Sondagem a trado". O trado pode ser no formato cavadeira e Helicoidal, ponteira
constituída por peça de aço terminada em bisel. A sondagem deve ser iniciada com o
trado cavadeira, utilizando a ponteira para desagregação de terrenos duros e
compactos, sempre que necessário. Quando o avanço do trado cavadeira se tornar
difícil, deve ser utilizado o trado helicoidal. As amostras são coletadas a cada metro,
sendo que, quando ocorrer mudança de material no mesmo metro devem ser
separadas as amostras, identificadas de acordo com a profundidade. Amostra com
finalidade especifica para obtenção de umidade natural, é acondicionada em recipiente
com tampa hermética, parafinada ou selada com fita adesiva, para manter as
propriedades de origem do material. As demais amostras são acondicionas em sacos
de lona ou plásticos devidamente identificados e encaminhados ao laboratório de
solos. Ao se atingir o nível do lençol freático, é interrompida a perfuração, anota-se a
profundidade e passa-se a observar o furo, efetuando-se leituras a cada 5 minutos,
durante 30 minutos. O nível também é anotado após 24hs da conclusão do furo.

A Sondagem a Percussão – SPT (Standard Penetration Test) tem por objetivo medir a
resistência do solo, obtenção de amostras para a determinação do perfil estratigráfico
do solo, observação do nível do lençol freático, além de possibilitar a execução de
vários ensaios In Situ aproveitando-se a perfuração. A norma NBR-6484/01 – Solo -
“Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos” regula este tipo de sondagem.
Utiliza-se o equipamento usualmente denominado de tripé com roldana que consiste
em um cavalete de quatro pernas, fabricadas com tubo Ø 2 ½”, com uma roldana de
8’’ acoplada em seu topo, de forma a, juntamente com a corda de sisal, levantar o
martelo de 65 kg e auxiliar no manuseio da composição de hastes por força manual.
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Nas sondagens a percussão é utilizado um amostrador-padrão do tipo Terzaghi-Peck,
com diâmetro interno de 34,9 mm e diâmetro externo de 50,8 mm. Após o
posicionamento do amostrador em cada uma das cotas de amostragem, são
marcados sobre as hastes de perfuração três segmentos de 15 cm, contados a partir
do topo do tubo de revestimento. Para efetuar a cravação do amostrador, um martelo
de 65 kg é erguido a uma altura de 75 cm acima do topo da cabeça de bater, e em
seguida é deixado cair livremente. Então, são anotados os números de golpes
necessários à cravação de cada 15 cm do amostrador. Os resultados são expressos
pela soma do número de golpes necessários à cravação dos primeiros e dos últimos
30 cm. O índice de resistência à penetração (N) consiste no somatório correspondente
aos últimos 30 cm do amostrador. Nos casos em que não ocorre a penetração dos 45
cm, os resultados são apresentados sob a forma de frações ordinárias. As amostras
são coletas a cada metro de perfuração, acondicionadas em recipientes, no qual deve
constar a identificação do local da coleta, para serem encaminhadas ao laboratório e
ser feita a descrição táctil-visual das mesmas, definindo a classificação quanto ao tipo
de material encontrado na sondagem. O nível do lençol freático é anotado no inicio da
perfuração e também ao final da execução. Deve-se esgotar o furo e proceder à
medida do nível do lençol freático após o período de 24hs.

A coleta de amostras é uma das atividades de campo mais importante na
caracterização do solo e deve ser realizada de forma a garantir a representatividade
em relação ao todo, além de ser condicionada ao objetivo da análise. Uma das
principais preocupações de um programa de amostragem é manter a integridade da
amostra quando isso é fundamental na análise.

O Programa de Amostragem deve considerar:
• Objetivos da amostragem
• Tamanho e quantidade da amostra
• Seleção de recipientes
• Identificação
• Equipamentos e técnicas de amostragem
• Tempo entre a coleta e a análise em laboratório
• Espaçamento das amostras
• Preservação das amostras
• Selagem dos furos

A quantidade de amostra também tem muita importância, não pode ser pouco que não
dê para fazer todos os ensaios necessários, mas também não pode ser muito porque,
como é uma obra linear de grande extensão e se fazem muitos furos, o volume a ser
transportado e ensaiado pode ficar impraticável.

Como comentado, durante o projeto geométrico, são coletadas amostras de solos ao
longo do traçado da rodovia, a várias profundidades, e também em locais de
empréstimos e jazidas. Estas amostras são levadas para o laboratório para serem
submetidas a muitos ensaios de caracterização, compactação e mecânicos.

Cada um destes ensaios utiliza uma porção de amostra de tamanho variável. Portanto,
é preciso repartir a amostra inicial para se obter as porções representativas para cada
ensaio. A forma de separação varia conforme o material, mas duas delas estão
mostradas nas Figuras 3.2 e 3.3: repartidor de amostra e quarteamento. Ambas visam
reduzir o tamanho da amostra, mantendo a representatividade de cada porção. No
caso de agregado graúdo, por exemplo, a amostragem deve ser feita diretamente na
correia transportadora ou em diversos pontos do monte, e então misturada e
quarteada.

As amostras deformadas são obtidas sem a preocupação de preservar a estrutura do
solo, a umidade,etc.: Poços, Trados Manuais, Trados Mecânicos e Sondagem a
percussão. Hoje também é possível fazer identificação expedita de camadas utilizando
equipamento de transmissão de ondas conhecidos como Georadar ou GPR.

Na Figura 3.4 mostram-se etapas de um poço de sondagem em um pavimento já
construído e em uso, com retirada de amostra e realização de um ensaio de controle
de compactação denominado de frasco de areia. Também é mostrado um exemplo de
bloco indeformado.

Em cada fase da obra também serão coletadas amostras de todas as camadas e
materiais para se garantir que estão de acordo com o que foi projetado. Assim, é
preciso ter sempre bem definido um plano de amostragem e de coleta. A etiquetagem
de identificação no campo na hora da coleta também é um fator essencial para não
haver dúvidas quanto à localização das amostras, bem como o acondicionamento em
recipientes adequados. Ao chegar ao laboratório é também importante ter locais
previamente definidos para o armazenamento durante o tempo necessário.

(a) trado

(b) shelby

Figura 3.1 – Amostragem de solos

Figura 3.2 – Repartidor de amostras

Figura 3.3 – Quarteamento de brita em laboratório

Poço de sondagem e coleta de amostra
deformada

Frasco de areia

Bloco indeformado
Figura 3.4 – Exemplo de poço de sondagem num pavimento existente e de bloco
indeformado

Ao chegar ao laboratório os solos, por exemplo, tem que ser secos ao ar e
destorroados para serem utilizados na maioria dos ensaios. Isto requer área externa
protegida para espalhar as amostras sem perigo de misturar ou contaminar com outros
materiais. Na Figura 3.5 mostra-se um exemplo de uma amostra em três condições:
úmida (como coletada no campo), seca ao ar (condição inicial de trabalho no
laboratório) e após o destorroamento no almofariz com mão de gral.

Enfim, existem muitos cuidados a serem tomados para garantir que os resultados que
serão utilizados para a seleção dos materiais e dimensionamento sejam realmente
representativos. Uma obra de pavimentação é bastante cara para ser fadada ao
insucesso por erros grosseiros!

Cada órgão tem recomendações de forma de amostragem para os diversos materiais
e é preciso consultar diretamente estas especificações porque não é possível
generalizar para todos os materiais e fases de coleta. Por exemplo, a Es- p – 8 base
granular traz no Quadro V uma lista de locais e ensaios de controle da obra que
devem ser realizados. Como exemplo tem-se um dos requisitos mostrados a seguir:
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Ensaio de compactação e ISC na energia
modificada DAER/RS-EL 008/01 e
DAER/RS-EL 009/01
A cada 500m a 1000m, conforme
a uniformidade do material e dos
serviços.
ISC˃
80%

Figura 3.5 – Exemplo de três fases de uma amostra de solo em laboratório
(Thuler, 2005)

3.2 3. SMS

A sigla SMS está sendo utilizada para resumir as atividades ligadas à Segurança,
Meio ambiente e Saúde.

Muitas normas do Ministério do Trabalho e de vários organismos ajudam a indicar
boas práticas ligas a estas questões, essenciais para se ter e manter o ambiente
adequado e as condições de segurança em laboratório, obras etc. A ideia é se
trabalhar na prevenção muito mais do que na “correção”.

No setor de Asfalto, a Comissão de Asfalto do IBP tem um grupo de trabalho muito
atuante que mantém na página do IBP várias informações relevantes que podem ser
consultadas e baixadas. Este grupo elaborou uma recomendação para constar em
todas as normas do setor em preparação como grupo de trabalho da ABNT. O texto
está reproduzido a seguir:
“A realização de ensaios de laboratório pode envolver equipamentos e materiais
perigosos. Recomenda-se que o responsável pelo laboratório pesquise e oriente a aplicação
das boas práticas, das normas técnicas e dos requisitos das legislações de segurança, saúde
no trabalho e ambiental, antes de sua utilização.
O planejamento do ensaio deve identificar os riscos relacionados às tarefas a serem
executadas, bem com a descrição das medidas de proteção necessárias e a estrutura do
treinamento específico.
Dependendo do ensaio pode ocorrer exposição a risco de acidentes, doenças e danos
ambientais, que exigem a aplicação de medidas preventivas e corretivas específicas.
Recomenda-se também que antes da realização do ensaio, as seguintes medidas sejam
observadas:
a) Identificar os produtos químicos que serão utilizados no ensaio;
b) Analisar as Fichas de informações de Segurança de Produtos Químicos – FISPQ, de
forma a identificar os riscos e definir os Equipamentos de Proteção Coletiva e/ou
Individual (EPC/EPI) adequados;
c) Ter em mente que a exposição ocupacional a produtos químicos ocorre,
principalmente, através da via respiratória e, secundariamente, pela pele e via
digestiva.”
Portanto, é necessário fornecer produtos e equipamentos de proteção individual (EPI)
e muita ação de convencimento para que os profissionais de todos os níveis os
utilizem em todas as suas atividades de laboratório e campo.
21

Equipamento de Proteção Individual ou EPI: qualquer meio ou dispositivo a ser
utilizados por uma pessoa contra possíveis riscos ameaçadores da sua saúde ou
segurança durante determinada atividade. Um equipamento de proteção individual
pode ser constituído por vários meios ou dispositivos associados de forma a proteger
contra um ou vários riscos simultâneos. O uso deste tipo de equipamentos só deverá
ser contemplado quando não for possível tomar medidas que permitam eliminar os
riscos do ambiente em que se desenvolve a atividade. Exemplos:
 Proteção da cabeça: Capacete
 Proteção auditiva: Abafadores de ruído (ou protetores auriculares) e tampões
 Proteção respiratória: Máscaras; aparelhos filtrantes próprios contra cada tipo
de contaminante do ar: gases, aerossóis por exemplo.
 Proteção ocular e facial: Óculos, viseiras e máscaras.
 Proteção de mãos e braços: Luvas, feitas em diversos materiais e tamanhos
conforme os riscos contra os quais se quer proteger: mecânicos, químicos,
biológicos, térmicos ou elétricos.
 Proteção de pés e pernas: Sapatos, coturnos, botas, tênis, apropriados para os
riscos contra os quais se quer proteger: mecânicos, químicos, elétricos e de
queda.
 Proteção contra quedas: Cinto de segurança, sistema antiqueda, arnês,
cinturão, mosquetão.
 Proteção do tronco: Avental
 Proteção contra radiação solar: protetor solar.
 Sinalização: Placas de Sinalização de Segurança | Acessórios | Cones.
O EPI – Equipamento de Proteção Individual – é muito importante para a saúde do
trabalhador, pois pode evitar acidentes e doenças ocupacionais.
É necessário o levantamento e reconhecimento dos riscos ocupacionais visando
eliminá-los, neutralizá-los ou minimizá-los e assim, definir os tipos de EPIs necessários
de acordo com a atividade dos empregados.
Em geral, nas empresas e órgãos a política de SMS engloba um conjunto de medidas
e ações praticadas pelas Empresas para incentivar a melhoria das condições de
trabalho e da saúde do trabalhador reduzindo acidentes e protegendo o Meio
Ambiente.

Como Boas Práticas de SMS têm-se, como exemplos:

1) GT SMS Comissão de Asfalto
O trabalhador diariamente durante as suas atividades, para cada tarefa, deve:
 Estar treinado;
 Planejar antes de executar os serviços;
 Conhecer os riscos;
 Usar os EPIs específicos;
 Ter atenção ao executá-las; Perguntar ao encarregado/supervisor sempre que tiver dúvidas;
 Solicitar ajuda dos companheiros sempre que achar necessário.
Na pavimentação, por exemplo, pode haver riscos à saúde do trabalhador durante a
usinagem e aplicação das misturas asfálticas e dano devido a (Cravo, 2013):
- Emissões de partículas finas durante a transferência e manuseio dos
agregados: Penetram nos pulmões atingindo os alvéolos,
- Emissões de fumos do asfalto durante a usinagem e compactação. Altas
temperaturas geram: Misturas Frágeis; Envelhecimento excessivo do ligante
asfáltico; Aumento do consumo de combustível e Excesso de fumaça com
liberação de compostos químicos.
- O benzo (a) pireno é um dos HPA que se destaca na toxicologia humana. As
vias de penetração do benzopireno no organismo são duas: por inalação e
pela epiderme.
- Quando os trabalhadores estão aplicando o asfalto quente, não apenas inalam
este agente químico, mas também são atingidos pelo mesmo na pele do
corpo. E o benzo (a) pireno é um agente químico que possui potencial para
desenvolver o câncer de pele.
- Assim, os trabalhadores que atuam na pavimentação de ruas não devem
trabalhar de camiseta e bermuda.

Diz Margareth Cravo (2013):
“ Sob condições normais o asfalto não oferece risco de contaminação ambiental ou
humana, porém como a maioria de suas aplicações ocorrem em temperaturas
acima de 100◦C, pode-se observar a formação de fumos do asfalto, que é um
termo usado para descrever as emissões do asfalto aquecido. Este esquema
23

representa um equilíbrio dinâmico. Tradicionalmente o termo, fumos de asfalto,
retrata o material medido e reportado, que representa o potencial de exposição
ocupacional do trabalhador, onde as frações gasosas e de gotículas se
encontram em menores proporções nas emissões de asfalto.

“Numerosas amostragens e métodos analíticos têm sido e ainda continuam sendo
empregados na caracterização da exposição do ambiente de trabalho. A extensão
completa da relação entre todos os métodos permanece desconhecida.
Diferentes métodos podem medir diferentes frações dos fumos, dificultando
comparação com outros estudos. É necessário muita cautela com essas
informações, pois será necessário um estudo epidemiológico bem conduzido para
se determinar os limites da dose ocupacional para se considerar um risco
carcinogênico. Outro fator a ser levado em consideração, é a composição química
do asfalto, por ser muito complexa, a caracterização completa ainda é
desconhecida, dependendo da origem do petróleo, os processos utilizados
durante o refino e mistura. Apesar dos ligantes asfálticos terem composições
químicas semelhantes, é necessário estudar o material que é trabalhado no
Brasil, que vem sendo objeto de estudo no CENPES” (Figura 3.6)

Figura 3.6 – Exemplo de medições de fumos de asfalto durante obras de
pavimentação (Cravo, 2013)

2) No site da Petrobras

3) No site da Embraer

“DIRETRIZES
Através de todos os níveis de gestão, é importante observar as diretrizes abaixo:
- Promover a conscientização de todos seus empregados sobre esta política, o
atendimento aos requisitos de meio ambiente, segurança e saúde no trabalho, assim
como a prevenção da poluição, de incidentes do trabalho e emergências.
- Coordenar as ações para a melhoria contínua do meio ambiente, segurança e saúde
no trabalho, zelando pela sua permanente adequação aos requisitos das partes
Interessadas.
- Assegurar o atendimento aos requisitos de meio ambiente, segurança e saúde no
trabalho de fornecedores e prestadores de serviços de preservação de meio
ambiente, através da avaliação e monitoramento contínuo de suas atividades e
processos.”

PRINCÍPIOS
“A Embraer norteará suas ações voltadas ao meio ambiente, segurança e saúde no
trabalho, segundo os princípios abaixo:
- Reconhecimento que o meio ambiente, a segurança e a saúde no trabalho,
constituem prioridade da Empresa, refletindo-se em suas atividades, produtos e
serviços.
- Aperfeiçoamento contínuo do seu desempenho ambiental, a segurança e a saúde no
trabalho, por meio da ação combinada de práticas preventivas e ações corretivas,
assim como através da implementação de soluções inovadoras e eficazes, com este
objetivo.
- Atendimento a requisitos legais e outros requisitos contidos em normas ambientais,
de saúde, segurança do trabalho e prevenção contra incêndios e emergências.
- Preservação dos recursos naturais, evitando danos ao meio ambiente.
- Capacitação contínua das pessoas para o entendimento da importância de atitudes e
papel a ser desempenhado quanto à preservação do meio ambiente, à segurança e
à saúde no trabalho.
25

- Integração dos objetivos e metas de meio ambiente, segurança e saúde no trabalho,
aos processos e planos da Embraer.
- Provimento de ferramentas e canais de comunicação entre a Embraer e partes
interessadas, no que se refere a aspectos de meio ambiente, segurança e saúde no
trabalho.
- Prevenção e combate à poluição, e garantir que postos de trabalho estejam em
conformidade com requisitos de saúde, segurança no trabalho e ergonomia.”

No site do DAER consta o Manual de Meio Ambiente para Empreendimentos
Rodoviários de Melhoria, de 1999.

3.3 Equipamentos: calibração e aferição

Todo equipamento de laboratório tem que ser calibrado e aferido constantemente.
Com o uso ele pode estar fora dos padrões de qualidade e comprometer todas as
leituras realizadas nele.

Na norma DAER/RS-EL 502/99 - Calibração e aferição dos equipamentos de
laboratório - define-se:
 “A aferição consiste na conferência e posterior correção, se necessário,
dos pesos, volumes e medidas dos equipamentos. Os equipamentos
devem ser aferidos pelo menos uma vez por ano.”
 “A calibração consiste num conjunto de aferições para diferentes
condições em que se ajusta uma curva de tendência para utilização em
ensaios posteriores. Os equipamentos devem ser calibrados pelo
menos uma vez por ano”.

Definem-se os procedimentos de aferição de vários componentes de equipamentos e
aparelhagem de laboratório: cápsulas, moldes, anel dinamométrico, balança, viga
Benkelman, etc. Quanto à calibração somente são citados o picnômetro e o
densímetro do ensaio de sedimentação, o que parece muito pouco para tudo que tem
de equipamento num laboratório de pavimentação.

Muita vezes os técnicos perguntam porque “recalibrar” um equipamento se este já foi
ajustado na empresa da qual foi comprado. Mas isto deve ser feito periodicamente
para garantir a qualidade dos resultados.
Qual é a diferença entre Aferição e Calibração?
26

O INMETRO publicou o VIM (2008) – Vocabulário de Internacional de Metrologia e
neste a nomenclatura atual correta é dada a seguir, com um pouco da história recente:
- Até o ano de 1995 eram utilizados os termos Aferição e Calibração com
sentidos diferentes. Por Aferição entendia-se a comparação entre os valores
gerados por um padrão de referência e o valor efetivamente medido pelo
instrumento. Por Calibração entendia-se o ato de abrir o instrumento e
proceder sua manutenção, até que este voltasse a medir dentro dos
parâmetros estabelecidos pelo fabricante e, após esta intervenção, ele
retornava ao laboratório onde era então procedida a Aferição. A partir de 1996
estes termos sofreram mudança no vocabulário técnico nacional a fim de
adequarem-se a terminologia internacional ou VIM – Vocabulário Internacional
de Metrologia.
Hoje, a palavra Aferição caiu em desuso. Em seu lugar foi incluída a palavra
Calibração e, o que se entendia até entãopor Calibração, passou a chamar Ajuste.
Hoje: Calibração é o ato de comparar as leituras da Unidade Sob Teste com os
valores gerados pela Unidade de Medição Padrão, e Ajuste corresponde à
manutenção no instrumento que apresentou erro muito grande durante o processo de
calibração. Portanto:
 Calibração: comparação com padrão para saber o erro e ajustar quando
necessário;
 Ajuste: manutenção / conserto dos equipamentos para permitir resultados
melhores, e;
 Verificação: comparação periódica para verificar se houve significativa
mudança no resultados do equipamento, muitas vezes com um equipamento
padrão, mas sem a formalidade e controle de processo da atividade de
calibração.
Em http://www.inmetro.gov.br/laboratorios/servicos/calibracao.asp pode ser solicitado
calibração de equipamentos diversos. Muitas empresas também prestam este serviço.

Foi publicada nova versão deste Vocabulário Internacional de Metrologia em 2012:
VIM (2012), sendo, agora, uma publicação Luso Brasileira, disponível em:
http://www.ipq.pt/backfiles/VIM_IPQ_INMETRO_2012.pdf ou na página do INMETRO.

O novo título, Vocabulário Internacional de Metrologia – Conceitos Fundamentais e
Gerais e Termos Associados (VIM), procura enfatizar o papel principal dos conceitos
no desenvolvimento de um vocabulário. São assim agrupados os termos em cinco
capítulos, a saber:
1 Grandezas e unidades
2 Medição
3 Dispositivos de medição
4 Propriedades dos dispositivos de medição
5 Padrões de medição.

Estão apresentados a seguir alguns conceitos deste manual VIM (2012):

1. O Sistema Internacional de Unidades SI é definido como:
Sistema de unidades, baseado no Sistema Internacional de Grandezas, com os
nomes e os símbolos das unidades, incluindo uma série de prefixos com seus
nomes e símbolos, em conjunto com as regras de utilização, adotados pela
Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM). O SI é baseado nas sete
grandezas de base do ISQ. Os nomes e os símbolos das unidades de base são os
seguintes:
- Comprimento, metro (m)
- Massa, kilograma (kg)
- Tempo, segundo (s)
- corrente elétrica, ampere (A)
- temperatura termodinâmica, kelvin (K)
- quantidade de matéria mole, (mol)
- intensidade luminosa, candela (cd).

2. Medição é definida como:

“Processo de obtenção experimental dum ou mais valores que podem ser,
razoavelmente, atribuídos a uma grandeza. A medição não se aplica a propriedades
qualitativas. A medição implica a comparação de grandezas ou a contagem de
entidades. A medição pressupõe uma descrição da grandeza que seja compatível com
o uso pretendido dum resultado de medição, segundo um procedimento de medição e
com um sistema de medição calibrado que opera de acordo com o procedimento de
medição especificado, incluindo as condições de medição.”

3. Procedimento de medição
28

“Descrição detalhada duma medição de acordo com um ou mais princípios de
medição e com um dado método de medição, baseada num modelo de
medição e incluindo todo cálculo destinado à obtenção dum resultado de
medição. Um procedimento de medição é geralmente documentado com
detalhes suficientes para permitir que um operador realize uma medição. Um
procedimento de medição pode incluir uma declaração referente à incerteza-
alvo.”

4. Erro de medição
“Diferença entre o valor medido duma grandeza e um valor de referência.
O conceito de “erro de medição” pode ser utilizado:
- quando existe um único valor de referência, o que ocorre se uma
calibração for realizada por meio dum padrão com um valor medido cuja
incerteza de medição é desprezável, ou se um valor convencional for
fornecido; nestes casos, o erro de medição é conhecido;
- caso se suponha que a mensuranda é representada por um único valor
verdadeiro ou um conjunto de valores verdadeiros de amplitude
desprezável; neste caso, o erro de medição é desconhecido.
Não se deve confundir erro de medição com erro de produção ou erro
humano.”

5. Erro sistemático
“Componente do erro de medição que, em medições repetidas, permanece
constante ou varia de maneira previsível. Um valor de referência para um erro
sistemático é um valor verdadeiro, ou um valor medido dum padrão com incerteza
de medição desprezável, ou um valor convencional. O erro sistemático e suas
causas podem ser conhecidos ou desconhecidos. Pode-se aplicar uma correção
para compensar um erro sistemático conhecido. O erro sistemático é igual à
diferença entre o erro de medição e o erro aleatório.”

6. Erro aleatório
“Componente do erro de medição que, em medições repetidas, varia de maneira
imprevisível. O valor de referência para um erro aleatório é a média que resultaria dum
número infinito de medições repetidas da mesma mensuranda. Os erros aleatórios
dum conjunto de medições repetidas formam uma distribuição que pode ser resumida
pela sua esperança matemática, a qual é geralmente assumida como sendo zero, e
29

pela sua variância. O erro aleatório é igual à diferença entre o erro de medição e o erro
sistemático”.

7. Condição de repetibilidade de medição
“Condição de medição num conjunto de condições, as quais incluem o mesmo
procedimento de medição, os mesmos operadores, o mesmo sistema de medição, as
mesmas condições de operação e o mesmo local, assim como medições repetidas no
mesmo objeto ou em objetos similares durante um curto período de tempo.”

8. Repetibilidade de medição
“Fidelidade ou precisão de medição sob um conjunto de condições de repetibilidade”.

9. Condição de reprodutibilidade de medição
“Condição de medição num conjunto de condições, as quais incluem diferentes locais,
diferentes operadores, diferentes sistemas de medição e medições repetidas no
mesmo objeto ou em objetos similares. Os diferentes sistemas de medição podem
utilizar procedimentos de medição diferentes. Na medida do possível, é conveniente
que sejam especificadas as condições que mudaram e aquelas que não.”

10. Reprodutibilidade de medição
“Fidelidade ou precisão de medição conforme um conjunto de condições de
reprodutibilidade.”

11. Rastreabilidade metrológica
“Propriedade dum resultado de medição pela qual tal resultado pode ser relacionado a
uma referência através duma cadeia ininterrupta e documentada de calibrações, cada
uma contribuindo para a incerteza de medição.”

Para este fim são importantes ainda outros conceitos, entre os quais os de acurácia,
precisão e exatidão:

Acurácia: Exatidão de uma medição ou de um instrumento de medição, proximidade
da medida relativamente ao verdadeiro valor da variável.
Precisão: regularidade na execução, proximidade entre os valores obtidos pela
repetição do processo de mensuração.
Exatidão: correção, perfeição ou ausência de erro em uma medida ou cálculo.

Pode-se dizer, de outra forma que:
• Quanto mais acurado o processo de mensuração mais próximo está o
resultado da medida do valor verdadeiro, sem tendência.
• Precisão diz respeito à repetibilidade das medidas e quanto maior a precisão
menor a variabilidade entre as medidas.
• A exatidão: o processo de mensuração ou cálculo é exato ou não.

Na Figura 3.7 tem-se uma ilustração destes conceitos. Uma medida pode ser acurada
e não ser precisa, por exemplo.

Figura 3.7 – Exemplos de acurácia e precisão de medidas

Diz a introdução do VIM (2012):

“O objetivo da medição na Abordagem de Erro é determinar uma estimativa do
valor verdadeiro que esteja tão próxima quanto possível deste valor verdadeiro
único. O desvio do valor verdadeiro é compostode erros aleatórios e sistemáticos.
Os dois tipos de erros, supostos como sendo sempre distinguíveis, têm que ser
tratados diferentemente. Nenhuma regra pode ser estabelecida quanto à
combinação dos mesmos para se chegar ao erro total caracterizando um
determinado resultado de medição, tido geralmente como a estimativa.
Geralmente, apenas um limite superior do valor absoluto do erro total é estimado,
sendo, algumas vezes e de maneira imprópria, denominado incerteza.”

4 Noções de estudo de tráfego

O conhecimento do tráfego é essencial em todas as fases de um projeto de pavimento
desde o projeto geométrico, passando pelo projeto do pavimento e outros, até a
operação da via e posterior recuperação das suas características.

No entanto, é talvez, o mais difícil parâmetro a ser determinado por várias razões, mas
a principal talvez seja o fato de que, diferente dos outros modais (ferrovia e
aeroportos) os “donos” da estrada não são os “donos” dos veículos e não operam os
mesmos, nem mesmo tem “autoridade” para permitir ou não o acesso de qualquer
veículo em geral, a não ser com a presença policial, algumas vezes..

Os veículos rodoviários são muito variáveis quanto à geometria, ao peso que
transportam, à velocidade de deslocamento, à frequência de utilização do pavimento,
ao deslocamento transversal das rodas, quanto à pressão de inflação dos pneus, aos
tipos de pneus, às características de dirigibilidade, etc.

Portanto, para cada fim é necessário escolher algumas destas variáveis para compor
os critérios adequados para o projeto daquele item da estrada; por exemplo: para o
projeto geométrico todos os veículos, sejam eles automóveis ou caminhões e ônibus
são importantes porque ocupam um lugar na via a cada momento. Já para o projeto de
dimensionamento do pavimento propriamente dito são levados em conta somente os
veículos comerciais de carga e passageiros, os efetivamente “pesados”.

O DAER tem a instrução de serviço IS 110/10 para estudos de tráfego que dão
instruções de como coletar os dados e trata-los.
Trata principalmente dos seguintes itens:
a) Volume Diário Médio-VDM,
b) Determinação do Número N,
c) Fluxogramas de Interseções e Horário Crítico,
d) Volume de Pedestre, Escolares e Ciclistas,
e) Pesquisas de Origem e Destino.

4.1 VDM

O Volume Diário Médio (VDM) de tráfego de uma via corresponde à média da soma
total de veículos pelo número de dias de levantamento no local. Este período pode ser
de 3 ou 7 dias, com duração de 16 ou 24 horas diárias (totalizados hora à hora e por
categoria), ou ainda a critério do DAER poderão ser executadas contagens de 1 a 2
dias em horários especiais. Os levantamentos de campo poderão ser realizados de
forma manual, através de sistemas automatizados, ou ainda por registro de imagem
em meio digital.

Esta instrução discrimina os tipos de veículo por categorias para a contagem em seis
classes: Passeio, Coletivo, Carga Leve, Carga Média, Carga Pesada, Carga Ultra
Pesada. Não há indicação na instrução dos limites para se enquadrar os veículos
nestas categorias. Naturalmente deve existir um critério interno do órgão para tal.

O VDM previsto para uma rodovia determina a quantidade de faixas de tráfego são
necessárias por sentido para que o nível de serviço da via seja adequado e não se
tenha congestionamento, entre outros aspectos. Quanto ao impacto do tráfego no
pavimento propriamente dito, este será mais detalhado a seguir.

Existem no Brasil várias resoluções do CONTRAN que regulam os tamanhos,
características e pesos dos veículos que podem circular nas rodovias brasileiras.
Também são conhecidos os códigos utilizados pelo DNIT, que tem um detalhado
Manual de Tráfego que deve ser consultado para maiores informações.

Como exemplo, têm-se na Figura 4.1 algumas categorias de veículos, na Figura 4.2
alguns exemplos reais, e na Figura 4.3 os tipos de eixo e seus pesos legais. Hoje é
muito comum as configurações combinadas (CVC), popularmente conhecidas como
“romeu e julieta”, bitrem e treminhão, entre outras, que por suas dimensões tem sido
causa de muitos acidentes nas rodovias de categoria mais simples, especialmente as
vicinais ou mesmo estaduais mais antigas, porque o projeto geométrico das curvas e
rampas nem sempre estão adequadas para estas configurações. Hoje os pneus
“supersingle”, por exemplo, já são utilizados e muitas mudanças no mix de carga são
devidas à circulação de veículos provenientes do Mercosul, o RS deve ter esta
interferência. Em 2006, mais de 100.000 bitrens trafegavam nas estradas brasileiras.

Na página do DAER consta um estudo feito pela UFRGS sobre CVC e seu impacto
nas rodovias do estado, de 2003. De lá para cá, estas configurações só aumentaram
sua participação na frota e devem ser consideradas nos projetos atuais (A Influência
do Tráfego de Composições de Veículos de Carga - CVC´s sobre os Pavimentos das
Rodovias do Rio Grande do Sul, 2003). Todos interessados em tráfego devem ler este
relatório e outros mais atuais.

O tráfego é o principal carregamento do pavimento, é aleatório quanto à velocidade,
ao fluxo e às cargas, cresce ao longo da vida útil do pavimento de forma difícil de
prever, tem área de contato variável com a superfície do pavimento e pressão de
contato variável, tornando-se o “Calcanhar de Aquiles” do dimensionamento (Medina e
Motta, 2005).

Figura 4.1 – Exemplos de configurações de veículos

Figura 4.2 – Exemplos de veículos combinados e fluxo numa rodovia

Figura 4.3 Tipos de eixo e limites legais de carga (Franco, 2007)

Tráfego é um dos mais importantes fatores no projeto de pavimentos. A avaliação do
seu efeito sobre os pavimentos é tarefa complexa e constitui uma das maiores
dificuldades encontradas na tentativa de tornar racional o projeto deste tipo de
estrutura. Fatores que concorrem para a complexidade do problema incluem:
- Heterogeneidade das configurações dos eixos dos veículos da frota;
- Variações nos valores das cargas de eixo e pressões de inflação dos
pneumáticos, bem como variações destas ao longo do período de projeto;
- Variações na velocidade de translação das cargas de eixo, condicionadas pela
geometria da via e volume de tráfego;
35

- Efeito do meio ambiente (temperatura e umidade);
- Comportamento dos materiais das camadas do pavimento e do subleito.

Os procedimentos de avaliação do efeito do tráfego sobre os pavimentos têm evoluído
substancialmente. Originalmente, na década de 50, o dimensionamento de pavimentos
chegou a ser feito com o objetivo de evitar que uma carga de certa magnitude (carga
máxima de projeto) levasse a estrutura à falha completa. Procurava-se evitar os danos
causados pela repetição das cargas inferiores à máxima através da consideração de
um acréscimo à carga máxima de projeto.
Na década de 1960 passou-se a utilizar o conceito de eixo padrão e a expressar o
conjunto dos veículos por transformação do poder destrutivo de cada configuração no
dano produzido pelo eixo escolhido com referência. Assim surgiu o chamado Número
N, que corresponde à transformação do mix de veículos reais que solicitam a rodovia
em um número de repetições de um eixo particular.

4.2 Número N

O número N corresponde a uma forma de se expressar o poder destrutivo da frota de
veículos de uma forma simplificada visando o dimensionamento do pavimento
asfáltico. É um dado essencial para o dimensionamento de pavimento novo e de
reforço pelos métodos usuais no Brasil que são os do DNER/DNIT. A corretaavaliação
da solicitação que o pavimento já sofreu pelo tráfego é fundamental para diagnóstico
preciso da situação estrutural de um pavimento em uso. Para reforço ou definição de
outras intervenções é necessária também a determinação do tráfego futuro. Em
qualquer caso, devem ser definidos: Volume diário médio VDM; Classificação da frota;
Carregamento da frota; Fator de equivalência de carga.

O eixo legal brasileiro é um eixo simples de roda dupla, carregado com 8,2 toneladas,
mostrado na Figura 4.4. Este eixo não é igual em todos os países, por exemplo, na
França usa-se 13 t, em outros países 11,5 t.

Figura 4.4 – Eixo padrão brasileiro

A conversão do tráfego misto em um número equivalente de operações de um eixo
considerado padrão é efetuada aplicando-se Fatores de Equivalência de Cargas (FC):
(converte aplicação de um eixo de determinada carga em um número de aplicações do
eixo-padrão que produz efeito equivalente). Os conceitos adotados nos diversos
métodos em vários países para a definição da equivalência de cargas são variados, e
não dependem exclusivamente do eixo-padrão considerado. Mesmo no Brasil há
diferenças, sendo que na IS 110/10 do DAER são citados valores de conversão
enquanto outros estados usam diferentes valores e o DNIT usa dois conjuntos de
equações em função da carga para o cálculo:
- Método de Projeto pavimento novo (DNER) e TECNAPAV (PRO 269/94): FC
do Corpo de Engenheiros do Exército Norte-americano.
- PRO 159/85: FC da AASHTO.

Na determinação do N são considerados: composição do tráfego de cada categoria de
veículo, pesos das cargas e distribuição nos tipos de eixos, valores anuais e
acumulados no período de projeto, calculados com base nas projeções do tráfego pelo
conhecimento qualitativo e quantitativo da composição presente e futura. Esse
conhecimento é obtido das pesagens, pesquisas de origem e destino, contagens
volumétricas classificatórias e pesquisas de tendências da frota regional.

Na instrução de serviço DAER IS 110/10 é indicado um fator de crescimento da frota
de 3% ao ano, a ser usado quando não se tem outra informação.

Número de faixas de Tráfego e Percentual de veículos comerciais na faixa de projeto:
– 2 (pista simples) : 50 %

B
B – Bitola
S – Distância entre os centros das
áreas de contato das componentes
de uma roda dupla
GEOMETRIA DE UM EIXO
SIMPLES DE RODAS DUPLAS
4 2
x
1 3
S S
37

– 4 (pista dupla): 35 a 48 %
– 6 ou mais (pista dupla): 25 a 48 %

Normalmente calcula-se o volume de tráfego de cada categoria de veículo, ano a ano,
para todo o período de projeto, usando taxas de crescimento correspondentes.
Prepara-se tabela: cada linha conterá os volumes médios diários de tráfego, de cada
categoria de veículo comercial, correspondentes a um ano, para o período de projeto.
Determinam-se os fatores de veículo FV para cada categoria, e os números Na para
cada ano. Acumulam-se ano a ano, os valores calculados de Na. O número “N” no
período de P anos de projeto será o valor acumulado desde o ano inicial ao ano final.

Em geral é expresso como uma potência de 10 e admite-se grosso modo que um N =
105 representa tráfego muito baixo, N = 106 tráfego baixo a médio, N = 107 tráfego
médio a alto, N = 108 tráfego alto a muito alto. Este volume de tráfego em geral
determina o tipo de revestimento a ser usado no pavimento pelo método atual. A forma
corrente de se calcular o N é a seguinte: N= 365 . VDM . P . FV . FR
Onde:
365 – número de dias no ano
VDM – volume médio diário por sentido de tráfego
P – período de projeto (anos)
FV – fator de veículo
FR – fator regional

O FR visa exprimir as diferentes condições climáticas, mas normalmente não é
considerado tendo em vista que se faz o ensaio de ISC embebido quatro dias.

O FV pode ser calculado por duas parcelas: o fator de eixo (FE) e o fator de carga
(FC) - FV= FE x FC. O FE exprime o número médio de eixos da frota já que se usa o
VDM para achar o N, é preciso converter em eixos a frota. O FV pode ser dado por
veículo ou por tipo de eixo. Na IS 110/10 indicam-se FV por tipo de veículo.

O projeto de pavimentos é baseado no número total de passagens do eixo padrão
durante o período de projeto. O FC define o “dano” causado pela passagem sobre um
pavimento do eixo quando comparado ao “dano” causado pela passagem do eixo
simples de roda dupla de 8,2 tf (eixo padrão).

Os FCs também podem ser obtidos teoricamente baseados nas tensões ou
deformações críticas no pavimento. Mas a tendência atual nos dimensionamentos
mecanísticos é calcular as tensões individuais de cada eixo e acumular o dano sem
conversão em eixo padrão tal como se faz no dimensionamento de pavimentos de
concreto (Medina e Motta, 2005). Utiliza-se a Lei de Miner para isto.

Os veículos de passeio (automóveis) não são considerados no cálculo do N, só os
veículos comerciais de carga e passageiros (ônibus e caminhões). Isto porque o
automóvel pesa muito pouco em relação aos caminhões, portanto causa dano muito
baixo ao pavimento.

Os desafios atuais vinculados ao tráfego são: o excesso de carga, pressão de contato
do supersingle, tração única CVC – 7 eixos, CVC de 57 t – 7 eixos e Rodotrem de 9
eixos, falta de balanças.

4.3 Pesquisa de origem - destino

As pesquisas de origem – destino (O/D) são utilizadas para identificar origens e
destinos das viagens realizadas pelos diferentes veículos em determinado sistema de
vias. Possibilitam informações de diversas características tais como: tipo, valor e peso
da carga transportada, números de passageiros, motivos das viagens, horários,
frequência, quilometragens percorridas por ano, etc.

Essas informações são usadas no estudo do comportamento atual e futuro do tráfego,
e permitem: Identificar desvios de tráfego por alterações do sistema viário; Determinar
cargas dos veículos nas rodovias; Estimar taxas de crescimento; Determinar custos
operacionais e de manutenção, etc.

Um exemplo de ficha de pesquisa do O/D para veículos de carga é mostrada na
Figura 4.5, do Manual de Tráfego do DNIT (2006).

Figura 4.5 – Modelo de Ficha de pesquisa O/D (DNIT, 2006)

5 Definição e tipos de pavimento

A NBR 7207/82: Terminologia e classificação dos pavimentos define:
O pavimento é uma ESTRUTURA construída após a terraplenagem e destinada,
econômica e simultaneamente, em seu CONJUNTO, a:
 Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos pelo tráfego;
 Melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança;
 Resistir aos esforços horizontais que nela atuam, tornando mais durável a
superfície de rolamento.

Nesta definição está clara a natureza do pavimento como tendo uma FUNÇÃO
ESTRUTURAL = capacidade de carga, que é o que comanda o dimensionamento.
Porém, mais do que calcular espessuras, dimensionar é calcular espessuras de um
conjunto de camadas que trabalham juntas e, portanto, é necessário se
compatibilizar os materiais.

O Pavimento é um sistema em camadas, constituída de materiais distintos, a maioria
deles extraídos da natureza, e na maior parte das vezes somente a camada superficial
que tem o contato com o pneu dos veículos é composta de material industrializado,
entre eles o asfalto. Os pavimentos podem ser divididos em dois grupos principais: os
pavimentos flexíveis ou de revestimento asfáltico e os rígidos ou de revestimento de
concreto de cimento Portland. Define-se ainda como pavimento semirrígido aquele que
tem uma base de materialestabilizado com cimento ou outro aglomerante e
revestimento asfáltico. Quando esta camada estabilizada quimicamente está na
posição de sub-base, o pavimento é dito invertido, tendo em vista que se “inverte” a
tradicional configuração que considera que quanto mais profunda a camada, menos
resistente do ponto de vista do ISC ou outro critério de ruptura.

A Figura 5.1 mostra esquematicamente os dois tipos principais e indica os nomes
típicos empregados para as camadas constituintes e a Figura 5.2 mostra seções de
pavimentos reais com exemplo.

A escolha de materiais e espessuras deve ser feita em função de: tráfego esperado
(período de projeto), clima, condicionantes particulares: subleito, topografia,
drenagem, técnicas construtivas, etc. e critérios de ruptura (como definir vida útil). O
estudo dos pavimentos pode ser dividido no estudo dos materiais de pavimentação,
41

nos métodos de dimensionamento, nos métodos construtivos e nos métodos de
avaliação e medidas de desempenho.

Durante muitas décadas, especialmente no caso dos pavimentos ditos flexíveis, a
escolha dos materiais foi comandada por critérios que se baseiam em ensaios
empíricos, que, hoje, são revistos em função do desenvolvimento de novos métodos
de ensaio que se apoiam em entendimento mais adequado do comportamento dos
pavimentos. Neste caso, também os métodos de dimensionamento estão sendo
revistos em todo mundo e se processam hoje levando em conta os conceitos da
chamada “Mecânica dos pavimentos”.

A Mecânica dos Pavimentos está estabelecida como uma área do conhecimento a
algumas décadas e seus conceitos básicos podem ser vistos em várias teses e
dissertações e também em Medina e Motta (2005), como novas formas de investigar
os materiais e fazer os dimensionamentos de pavimentos novos e de reforço.

Figura 5.1 – Perfis de pavimentos: (a) flexível; (b) rígido

(a) asfáltico

(b) concreto

(d) invertido
Figura 5.2 – Perfis de pavimentos (Bernucci et al, 2010)

Medina (1991) define a Mecânica dos pavimentos como:
 Disciplina da Engenharia Civil que estuda o pavimento como sistema em
camadas, sujeito a cargas dos veículos
 Calculam-se tensões e deformações a partir do conhecimento dos parâmetros
de deformabilidade de cada material
 Verifica-se o N que leva à ruptura o elemento que resiste à tração  FADIGA
 Variações sazonais de temperatura e umidade podem ser consideradas nas
respostas às cargas do tráfego.
 Ensaios dinâmicos de solos, britas e outros materiais fornecem os parâmetros
necessários de deformabilidade (elásticos e plásticos)
 Ensaios de campo (deflectometria, etc.) completam os dados experimentais
necessários aos modelos de desempenho.
 Novos materiais podem ser analisados.
 Faz-se previsão e o empirismo deixa de predominar, fica na dose certa.

Os dois principais critérios de ruptura que comandam o dimensionamento de
pavimentos de qualquer tipo, no clima tropical são a fadiga e o afundamento de trilha
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de roda, que resultam das deformações elásticas e plásticas que acontecem em cada
ponto do pavimento a cada passagem de um veículo.

As Fotos da Figura 5.3 ilustram o efeito destes dois mecanismos de ruptura nos
pavimentos asfálticos: a fadiga resulta no trincamento e as deformações permanentes
resultam nos afundamentos de trilha de rodas.

Trincas interligadas classe 2

Medida de ATR (pequeno)

Trincas interligadas classe 3 – “jacaré”

ATR severo
Figura 5.3: Exemplos de trincamento tipo couro de jacaré (fadiga de revestimentos
asfálticos) e exemplos de afundamento de trilha de roda.

6 Noções de dimensionamento de pavimento asfáltico

Dimensionar um pavimento, de forma sucinta, é estabelecer as espessuras
necessárias de cada camada, a partir das características dos materiais selecionados
para compor cada uma delas, em função do tráfego e do tipo de subleito do local onde
será construído, de forma a atender um período de projeto estabelecido. Diferente de
outras obras civis, o pavimento é uma estrutura que tem a vida útil curta e previamente
definida, embora não necessariamente este tempo represente o colapso total da
estrutura, em geral sendo prolongada por acréscimo de reforço representado por
acréscimo de revestimento.

Existem três tipos de métodos de dimensionamento: métodos empíricos, métodos
mecanísticos e catálogos de estruturas.

Os métodos empíricos em geral são resultantes de análises de banco de dados de
observações de campo e estão associados a critérios às vezes pouco definidos, ou
mesmo levam em conta somente um tipo de ruptura. O método de dimensionamento
comumente utilizado no Brasil, baseado no ensaio de ISC (CBR) do DNER/ DNIT é um
exemplo deste tipo.

Os métodos mecanísticos, também chamados mecanísticos – empíricos, usam os
princípios da mecânica dos pavimentos para o dimensionamento, fazendo uso de
cálculo de tensões – deformações e aplicando critérios de ruptura para estabelecer as
espessuras das camadas.

O catálogo de estruturas consiste em já se dispor de espessuras previamente
estabelecidas e que podem ser consultadas em um grupo de opções de estruturas, em
função do tráfego e da característica do subleito sem necessidade de qualquer tipo de
cálculo. Podem ser na verdade resultados de aplicação de um ou outro método. Por
exemplo, a França dispõe de um catálogo mecanístico.

O DAER tem a Instrução de Serviço IS 104/94 (Instruções de serviço para projeto de
pavimentação), mas que não trata diretamente de dimensionamento, só faz menção a
um “método adotado pelo DAER”, porém admite aceitar outro sugerido pela
Consultora.

6.1 Método do DNER/DNIT

O método de dimensionamento de pavimentos flexíveis (revestimentos asfálticos
sobre camadas granulares) e semirrígidos (base cimentadas), oficialmente usado no
país, é o do DNER, que foi elaborado pelo engenheiro Murillo Lopes de Souza (1981)
em 1966. Baseou-se na adaptação para rodovias de um método do Corpo de
Engenheiros do Exército Americano (USACE) de 1962, originalmente destinado a
pavimentos de aeroportos e que utiliza o ensaio de CBR. O método do DNER
considera também o conceito de coeficiente de equivalência estrutural estabelecido na
pista experimental da AASHO de 1962.

Neste método mais tradicional de dimensionamento de pavimentos asfálticos é
utilizado o ensaio conhecido como CBR (California Bearing Ratio) ou ISC – Índice de
Suporte Califórnia – para representar a principal característica de escolha dos solos
para compor as camadas do pavimento e do subleito. O esquema deste ensaio está
mostrado na Figura 6.1.

O DAER tem a norma de ensaio DAER/RS-EL 009/01 - Determinação do Índice de
Suporte Califórnia. Tem a ficha de ensaio e descreve também como se faz a correção
da curva de penetração quando necessário.

Figura 6.1 – Equipamento de ensaio de CBR ou ISC
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O ensaio de índice suporte Califórnia foi desenvolvido por O.J. Porter em 1929 para
avaliar a capacidade de suporte relativa dos subleitos, comparada à de uma brita. Faz-
se a penetração de um pistão de diâmetro 4,96cm (1,95pol), área da seção transversal
de 19,4cm² (3pol²), numa amostra compactada de solo à razão de 0,127cm/min
(0,05pol/min) até 1,27cm (0,5pol). A pressão aplicada que produz a penetração de
0,25cm (0,1pol), dividida por 70kgf/cm² (1000lb/pol²) – pressão que produz a mesma
penetração numa brita de referência – dá o valor do CBR que se exprime em
porcentagem. O ensaio de CBR foi introduzido