REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/ra10202505101335
Pedro Henrique de Araújo Santos
Orientadora: Prof.ª. Esp. Livia Ramos Lima
1 INTRODUÇÃO
Os pavimentos desempenham um papel crucial na infraestrutura de transporte, sendo fundamentais para a mobilidade e o desenvolvimento econômico do Brasil. Devido à sua vasta extensão territorial e à diversidade de climas e solos, o país enfrenta desafios únicos na construção e manutenção de suas vias (Silva, 2020). Em termos de classificação, os pavimentos podem ser em flexíveis, rígidos e semi-rígidos, cada um com características específicas, que se adequam a diferentes condições de tráfego e ambientais, o que exige técnicas de engenharia adaptadas para garantir a durabilidade e eficiência dessas infraestruturas.
A macrotextura do revestimento asfáltico é de fundamental importância na segurança e no desempenho das rodovias, influenciando diretamente a aderência dos veículos e a durabilidade do pavimento. A avaliação precisa da macrotextura, torna-se, portanto, essencial para garantir que as características do asfalto atendam aos requisitos técnicos e de segurança estabelecidos pelas normas do DNIT (Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes).
O presente trabalho visa a abordar a avaliação da macrotextura em revestimento asfáltico pelo método da mancha de areia, em um trecho recentemente executado de duplicação de 1 km da BR-116, uma das principais rodovias federais do Brasil, que atravessa diversos estados e desempenha um papel crucial na conectividade nacional. A análise da macrotextura desse trecho específico tem por objetivo fornecer uma perspectiva mais detalhada acerca da qualidade do revestimento e sua conformidade com os padrões exigidos.
Em termos de conceituação, adotamos a abordagem em que considera o pavimento como uma junção de camadas responsáveis por transmitir as solicitações do tráfego ao subleito, além de ser responsável por garantir o trânsito de forma confortável e segura em todas as épocas e em diferentes condições climáticas. A superfície do pavimento é o meio pelo qual os veículos interagem com a estrutura rodoviária, como também, é a condição superficial que se relaciona diretamente com o usuário. Dessa forma, características da camada de rolamento estão ligadas ao desempenho do pavimento, a exemplo atuação direta na segurança viária, pois possui uma performance ativa na resistência à derrapagem, detalhe esse bastante significativo para zonas de curvas e zonas de frenagem, ou seja, afetando a conforto ao rolamento, o ruído, o consumo de combustível, desgaste de pneus e até mesmo tempo de viagem (APS, 2006).
Em síntese, esclarecemos que a escolha deste tema é motivada pela importância de assegurar a qualidade e a segurança das estradas, especialmente em uma rodovia de grande fluxo, como a BR-116. Importante ressaltar, também, que o trecho no qual este trabalho foi feito é localizado na entrada de um grande mercado de atacado e varejo, local em que cargas pesadas passam por lá diariamente. Dessa forma, precisão na avaliação da macrotextura pode impactar diretamente na eficiência do sistema de transporte e na segurança dos usuários. Este estudo pretende contribuir a discussão que visa a melhoria contínua dos processos de construção e manutenção de pavimentos, oferecendo insights valiosos sobre a aplicação prática do método da mancha de areia.
O objetivo geral deste estudo é avaliar a macrotextura do revestimento asfáltico no trecho de 1 km da BR-116, por meio do método da mancha de areia, além de verificar a adequação do pavimento às especificações técnicas. Os objetivos específicos incluem: realizar medições da macrotextura, utilizando o método da mancha de areia; verificar se os resultados obtidos estão de acordo com a ASTM E965; e realizar uma análise comparativa após 6 meses do trecho liberado para o tráfego. Descrevemos, a seguir, os passos que serão executados com vistas a alcançar os objetivos propostos:
1. Realizar pesquisa bibliográfica sobre o ensaio da mancha de areia, e como o ensaio se comporta em meio ao pavimento flexível;
2. Acompanhar e realizar a execução do ensaio no Km 828+000 da BR 116;
3. Descrever as principais informações e valores referenciais acerca do ensaio, regido pela NBR 16504:2016.
A metodologia adotada para este estudo inclui a realização de medições sistemáticas da macrotextura ao longo do trecho de 1 km, utilizando o método da mancha de areia, conforme descrito nas normas técnicas sobre revestimento asfáltico. A análise dos dados coletados será comparada com as especificações normativas para determinar a conformidade do revestimento. O presente artigo está estruturado em quatro capítulos: o primeiro capítulo abordará o conceito e a importância da macrotextura em revestimentos asfálticos; o segundo descreverá o método da mancha de areia e sua aplicação prática; o terceiro apresentará os resultados da avaliação no trecho da BR-116 e sua análise; e, por fim, o quarto capítulo oferecerá conclusões e recomendações para futuras aplicações e estudos.
Tendo em vista o exposto e que cerca de 90% da malha rodoviária pavimentada é de pavimento flexível, observa-se a importância de estudos voltados para o aprofundamento a respeito da textura superficial e sua analogia com a eficiência e segurança (CNT, 2023). Nesse contexto, o presente estudo buscou investigar a condição da macrotextura asfáltica em seu revestimento, a partir do ensaio da mancha de areia em determinado trecho de 1 Km recém liberado para o tráfego, no km 828+000 da BR-116, no município de Vitória da Conquista/BA.
RESUMO
Este estudo investiga a macrotextura do revestimento asfáltico de um trecho duplicado da BR-116, utilizando o método de mancha de areia, conforme previsto pela ABNT NBR 16504/2016. A macrotextura é um fator determinante para a segurança e o desempenho dos pavimentos, pois influencia diretamente a aderência do pneu-pavimento, o retorno da água superficial e a resistência à derrapagem, principalmente em condições de pista molhada. O ensaio foi conduzido em um trecho de 1 km recentemente concluído, localizado no município de Vitória da Conquista – BA, em uma área de grande fluxo de veículos pesados.
Os testes consistiram na medição da profundidade média da macrotextura em pontos específicos do trecho, analisando a conformidade dos resultados com os limites normativos e identificando possíveis impactos na segurança e eficiência do tráfego. Os valores médios obtidos indicaram que a macrotextura da rodovia está dentro da faixa recomendada, sendo atmosférica como “média”, o que favorece um equilíbrio entre aderência e conforto ao rolamento. Observe-se, no entanto, que a presença de resíduos na superfície pode comprometer a precisão dos ensaios e afetar o desempenho funcional do pavimento.
Diante dos resultados, conclui-se que a avaliação contínua da macrotextura é essencial para garantir a qualidade e a segurança das rodovias, permitindo ajustes e intervenções quando necessário. Além disso, o estudo reforça a importância da manutenção preventiva para preservar as condições ideais do revestimento asfáltico, minimizando os riscos de acidentes e otimizando a eficiência do sistema viário.
PALAVRAS CHAVES: MACROTEXTURA, PAVIMENTAÇÃO ASFALTICA, MÉTODO DA MANCHA DE AREIA, ADERÊNCIA, INFRAESTRUTURA RODOVIÁRIA.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 SITUAÇÃO DA PAVIMENTAÇÃO NO BRASIL
Levantamentos recorrentes da CNT têm apontado a maioria dos pavimentos do Brasil com algum tipo de problema, incluindo trechos concessionados da malha federal. Estima-se ser necessário investimentos de cerca de R$ 38,6 bilhões para a reconstrução e a restauração das rodovias brasileiras (CNT, 2019). Para qualificar o sistema de transportes nacional, considerando todos os modais de transportes, seriam necessários investimentos de R$ 1,7 trilhão (CNT, 2018). Segundo dados da CNT, aproximadamente 60% do transporte de cargas realizado no Brasil é rodoviário. Dados da Pesquisa Anual de Serviços (PAS), publicada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), indicam que as empresas de transporte rodoviário de passageiros e de carga respondem por 55,5% da receita operacional líquida e por 52,6% do Produto Interno Bruto (PIB) do setor (CNT, 2019) (Bernucci et al., 2022).
2.2 TIPOS DE PAVIMENTO
Os pavimentos de concreto-cimento são aqueles em 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. As placas de concreto podem ser armadas ou não com barras de aço. É usual designar-se a subcamada desse pavimento como sub-base, uma vez que a qualidade do material dessa camada equivale à sub-base de pavimentos asfálticos, (Bernucci et al., 2022).
Assim, o pavimento asfáltico é chamado por ter a camada de revestimento de concreto asfáltico, possuindo várias camadas, pois esse tipo de pavimento distribui os esforços para as camadas inferiores, diferentemente do pavimento rígido. De acordo com Araújo et al. (2016), o pavimento flexível se caracteriza por não romper e é constituído por materiais betuminosos.
Portanto, esses os diversos tipos de concretos asfálticos.
Figura 1 Estrutura de pavimentos
Fonte: Bernucci et al., 2022, p.12.
2.3 MACROTEXTURA DE PAVIMENTO
A macrotextura de pavimentos é caracterizada pela rugosidade em uma escala intermediária entre a microtextura e a textura ondulada, influenciando a interação entre o pneu e o pavimento em termos de atrito, especialmente em condições de pista molhada. Ela afeta o escoamento de água na superfície e é essencial para a segurança, principalmente em rodovias com alto volume de tráfego. A macrotextura pode ser medida por técnicas como o ensaio de perfilômetro a laser e o método de Mancha de Areia. (Oliveira et al, 2015).
2.4 ENSAIO DA MANCHA DE AREIA ABNT NBR 16504/2016
O ensaio da mancha de areia é estabelecido por ASTM (1996) e tem por finalidade determinar a profundidade média de areia na superfície, indicando indiretamente as condições de macrotextura. Conforme ABNT (2016), o cilindro preenchido com material granular, com volume de 25.000 mm³, deve ser espalhado em movimentos circulares de maneira uniforme sobre o revestimento e deve-se realizar quatro medições no entorno da circunferência, a fim de calcular o diâmetro médio. A Figura 2, a seguir, apresenta o esquema proposto por Mattos (2009), em que a areia é espalhada com o uso do disco padrão normatizado, sendo possível a medição dos diâmetros da mancha (D), e o valor de Hs é sua altura média que será encontrada com o auxílio da Equação 01.
Foto 2 Ensaio de Mancha de Areia
3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
A metodologia adotada para este estudo inclui a realização de medições sistemáticas da macrotextura ao longo do trecho de 1 km, utilizando o método da mancha de areia, conforme descrito nas normas técnicas sobre revestimento asfáltico. A análise dos dados coletados será comparada com as especificações normativas para determinar a conformidade do revestimento. O presente artigo está estruturado em quatro capítulos: o primeiro capítulo abordará o conceito e a importância da macrotextura em revestimentos asfálticos; o segundo descreverá o método da mancha de areia e sua aplicação prática; o terceiro apresentará os resultados da avaliação no trecho da BR-116 e sua análise; e, por fim, o quarto capítulo oferecerá conclusões e recomendações para futuras aplicações e estudos.
Tendo em vista o exposto e que cerca de 90% da malha rodoviária pavimentada é de pavimento flexível, observa-se a importância de estudos voltados para o aprofundamento a respeito da textura superficial e sua analogia com a eficiência e segurança (CNT, 2023). Nesse contexto, o presente estudo buscou investigar a condição da macrotextura asfáltica em seu revestimento, a partir do ensaio da mancha de areia em determinado trecho de 1 Km recém liberado para o tráfego, no km 828+000 da BR-116, no município de Vitória da Conquista BA.
3.1 LOCALIZAÇÃO GERAL DO ENSAIO
O ensaio tem por objetivo medir o diâmetro da mancha de areia que vai se formar na superfície do pavimento, medidas essas, que, a partir de uma média, após serem calculadas na equação 1, trarão os resultados obtidos, para fins de avaliação. O trecho escolhido é da Br-116, na cidade de Vitória da Conquista/BA. Localizado no KM 828, o trecho trata-se de uma marginal recém executada, na qual diariamente passam cargas de altíssimas toneladas, pela questão de haver um super atacadista no fim do trecho. Vale ressaltar também, que para que o trecho fosse sinalizado, foi convocado apoio da Polícia Rodoviária Federal, e, da ViaBahia atual concessionária de rodovias do trecho estudado.
3.2 VALORES REFERENCIAIS DO ENSAIO, NBR 16504/2016
O ensaio vai ser realizado antes da liberação para o tráfego, a fim de analisar se aquela superfície do pavimento está em boas condições de modo que não haja os fenômenos da hidroplanagem, quando os resultados obtidos são abaixo de 0,6 mm (macrotextura fechada). Já quando o resultado é acima de 1,2 mm (macrotextura aberta) causa um maior desgaste nos pneus, maior consumo de combustível e tendência a maior ruído ao rolamento. A seguir, segue planilha dos valores referenciais da avaliação da macrotextura pelo método da mancha de areia.
Tabela 1 Classes da Macrotextura
Fonte: ABPV, 1999.
3.3 MACROTEXTURA DO PAVIMENTO
A macrotextura é uma das características mais importantes e que afetam a aderência, principalmente para velocidades de deslocamento acima de 50km/h. Carvalho (2019) estuda a redução de acidentes em pista molhada em trechos empregando gap-graded, em comparação com concreto asfáltico. Linhares (2021) mostra a redução de acidentes pelo emprego de tratamento superficial duplo, com asfalto borracha, obtendo uma macrotextura muito aberta e elevado atrito.
O processo de mensuração da macrotextura, pelo método da altura de areia (ASTM E965-96), consiste em espalhar, com movimentos circulares de um dispositivo apropriado (espalhador de madeira com revestimento de borracha) na superfície do pavimento, um volume conhecido de areia ou microesferas de vidro (25000mm3 ± 150mm3). Mede-se o tamanho da mancha em 4 direções, e então, com a média, calcula-se a altura da macrotextura, ou altura de areia, pela equação 1.
3.4 MATERIAIS E MÉTODOS
No momento do ensaio o pavimento deve estar perfeitamente limpo e seco e as microesferas devem ter um grau de esfericidade superior a 90% e tamanho padronizado (90% passante na peneira nº60 e retida na nº80). A Figura 3 apresenta fotos das microesferas utilizadas.
Foto 3 – Microesferas de Vidro
Fonte: O Autor, 2024.
Os materiais utilizados no ensaio, regido pela NBR 16504:2016, são:
3.4.1 Material granular padrão constituído por esferas sólidas em vidro com no mínimo 90 % em massa passante na peneira nº 60 (0,250 mm) e retida na peneira nº 80 (0,180 mm), ou areia natural com no mínimo 90 % em massa passante na peneira nº 50 (0,300 mm) e retida na nº 100 (0,150 mm).
3.4.2 Escova ou pincel com cerdas em aço e pelo macio, para limpeza da superfície do pavimento asfáltico antes do espalhamento do material granular.
3.4.3 Para-vento: anteparo constituído por material resistente com a função de proteger o ensaio da ação do vento e de turbulências provenientes do tráfego.
3.4.4 Escala métrica graduada de 0 mm a 300 mm ou maior, com subdivisão de 1 mm.
3.4.5 Dispositivo para ajuste de nível do material granular.
3.4.6 Peneiras de tela em tecido metálico, com abertura quadrada nº 50 (0,300 mm), nº 60 (0,250 mm), nº 80 (0,180 mm) e nº 100 (0,150 mm), em conformidade com ABNT NBR NM ISO 3310-1.
Foto 4 – Materiais Utilizados
Fonte: O Autor, 2024.
4 ANÁLISE DOS RESULTADOS
A datar do que foi exposto, seguem os resultados da altura da mancha de areia dos pontos ensaiados, incluindo a classificação de cada ponto, de acordo com as classes apresentadas pelo DNIT (2006), bem como as principais texturas encontradas em campo. A seguir seguem fotos também acerca do que foi realizado, e, do acompanhado na execução do ensaio.
Tabela 2 BR-116 – Duplicação – Faixa direita sentido Norte
Fonte: O Autor, 2024.
Como pode ser visto, não houve grandes variações nos resultados da mancha de areia nos pontos ensaiados, de acordo com a Tabela 1 (ABPV, 1999), a classe da macrotextura encontra-se na média. Avaliando os resultados obtidos na Tabela 2, foi encontrada a primeira média dos valores da mancha de areia no trecho da pesquisado. A seguir, apresenta-se a Tabela 3 com o croqui do local ensaiado.
Tabela 3 Croqui BR-116 – Duplicação – Faixa esquerda sentido Norte
Fonte: O Autor, 2024.
O croqui ilustra o trecho da rodovia nos seus dois trechos, na qual a faixa esquerda norte está representada pela divisão da linha tracejada, visto que o ensaio foi realizado nos pontos mencionados abaixo da mesma.
Para ilustrar os resultados dispostos na Tabela 2, localizados nos pontos ensaiados na Tabela 3, seguem fotos da realização do ensaio.
Foto 5 – Mancha de Areia Km 828+430 – 829+365 faixa Norte.
Fonte: O Autor, 2024.
Foto 6 – Mancha de Areia Km 828+430 – 829+365 faixa Norte.
Fonte: O Autor, 2024.
Abaixo estão os valores para a faixa direita, que seguem os mesmos padrões e procedimentos da faixa esquerda. A Tabela 4, apresentando uma média dos resultados obtidos em cada estaca ensaiada, e, mostrando que eles se encontram dentro dos valores referenciais da ABNT NBR 16504:2016.
Tabela 4 BR-116 – Duplicação – Faixa esquerda sentido Norte
Fonte: O Autor, 2024.
Tabela 5 Croqui BR-116 – Duplicação – Faixa direita sentido Norte
Fonte: O Autor, 2024.
O croqui ilustra o trecho da rodovia nos seus dois trechos, na qual a faixa direita norte está representada pela divisão da linha tracejada, visto que o ensaio foi realizado nos pontos mencionados acima dela.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este estudo analisou a macrotextura do revestimento da duplicação da rodovia, na qual todos os pontos têm o mesmo tipo de pavimentação asfáltica. A avaliação das condições da macrotextura da rodovia foi realizada por meio do teste da mancha de areia. Os resultados indicam que a macrotextura dos trechos estudados está dentro dos parâmetros recomendados, com profundidades da mancha de areia dentro da média de 0,8 mm. Aproximadamente 90% dos 10 pontos avaliados apresentam uma macrotextura média.
Em relação à segurança, a classe de macrotextura observada no trecho estudado, temos que ele oferece benefícios, melhorando a aderência entre os pneus e a pista, especialmente em situações adversas. Essa aderência é essencial para reduzir o risco de aquaplanagem e aprimorar a capacidade de frenagem, fatores cruciais para a prevenção de acidentes e a promoção da segurança nas rodovias. No entanto, do ponto de vista do conforto, as rodovias não apresentam resultados impressionantes, pois altos níveis de macrotextura podem gerar ruídos e vibrações indesejadas, causando desconforto aos motoristas. Além disso, há impacto na eficiência dos veículos, com uma possível elevação no consumo de combustível devido ao desgaste acentuado dos pneus.
Por fim, conclui-se que a macrotextura do pavimento sofre deterioração ao longo do tempo, devido a fatores como as condições climáticas e o desgaste do mástique asfáltico. Portanto, é essencial realizar o monitoramento contínuo da macrotextura, ajustando-a quando necessário. Isso garante não apenas uma melhor condição da superfície durante a vida útil dos pavimentos, mas também contribui para uma infraestrutura rodoviária mais segura e confortável aos usuários.
REFERÊNCIAS
ABNT, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 16504-16, Misturas asfálticas – Determinação da profundidade média da macrotextura superficial de pavimentos asfálticos por volumetria – Método da mancha de areia. São Paulo: IBP, 2016.
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ASTM E965-96, AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM E96596, Standard Test Method for Measuring Pavement Macrotexture Depth Using a Volumetric Technique, ASTM International, Pennsylvania, Estados Unidos, 1996.
BERNUCCI, L. M.; MOTTA, L. M. G.; CERATTI, J. A. P.; SOARES, J. B. Pavimentação asfáltica – formação básica para engenheiros. 2. ed. Rio de Janeiro, RJ: Petrobrás ABEDA, 2022.
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MATTOS, J. R. G. Avaliação da Aderência Pneu-Pavimento e tendências de desempenho para a rodovia BR-290/RS. Dissertação – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2009.
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OLIVEIRA, P. L. Projeto estrutural de pavimentos rodoviários e de pisos industriais de concreto. Dissertação (Mestrado) – Curso de Engenharia Civil, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2000.
LINHARES, G.R. Redução de acidentes rodoviários por derrapagem com emprego de Tratamento Superficial Duplo com Asfalto Modificado por Borracha. Dissertação (Mestrado) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2021.
CARVALHO, F. S. Análise da textura superficial de pavimentos asfálticos e sua influência na ocorrência de acidentes de tráfego rodoviário em condição de pista molhada. Dissertação (Mestrado). Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2019.