Creating space: Off the farm, but of the farm

Os pavimentos rodoviários são submetidos, logo após a sua construção, a diferentes ações que contribuem para uma redução da sua qualidade inicial. Em pavimentos flexíveis as degradações mais relevantes compreendem o aparecimento de deformações e o desenvolvimento do fendilhamento. Segundo Branco, et al. (2011), na família das deformações permanentes as rodeiras são o tipo de degradação mais significativo. A presença deste tipo de degradação influencia a segurança na condução, especialmente quando a superfície se encontra molhada. A revisão bibliográfica efetuada permitiu concluir que as principais causas do aparecimento de rodeiras em pavimentos rodoviários flexíveis estão associadas a condições climáticas e de tráfego severas, nomeadamente a temperaturas elevadas associadas a tráfego intenso, pesado e lento; a condições de drenagem e de capacidade de suporte do solo de fundação deficientes; à falta de compacidade das camadas estruturais; assim como ao sub-dimencionamento das camadas superficiais e à utilização de materiais de pavimentação de baixa qualidade. Dependendo da causa e da camada na qual ocorre a falha do pavimento, formam-se rodeiras de grande raio, que têm origem nas camadas inferiores, ou rodeiras de pequeno raio, com origem nas camadas superiores.

A profundidade do cavado de rodeira constitui um dos parâmetros considerados na maioria das abordagens usadas na avaliação da qualidade de um pavimento rodoviário flexível. Esta avaliação constitui uma das fases mais importantes de qualquer sistema de gestão de pavimentos rodoviários.

De entre as diferentes metodologias usadas para medir a profundidade máxima do cavado de rodeira é possível destacar os procedimentos estáticos e dinâmicos. As primeiras baseiam-se na medição com recurso a técnicas de nivelamento geométrico ou régua metálica. Nos procedimentos dinâmicos, que compreendem a utilização de equipamentos com tecnologia laser ou de ultrassom, destacam-se os perfilómetros. Estes últimos possuem uma elevada eficiência e fiabilidade na obtenção de dados, integrando-se no fluxo do tráfego.

Assim, tendo em conta o tipo de degradação e as metodologias e métodos de recolha de dados para a determinação da profundidade máxima do cavado de rodeiras, o trabalho teve como objetivo a avaliação deste parâmetro com recurso a varrimento laser com obtenção de imagem e dados de posicionamento, completando o sistema de auscultação de pavimentos desenvolvido por Maganinho (2013).

A metodologia proposta baseia-se na aplicação de um procedimento de 9 passos: a definição e segmentação da rede em estudo, a calibração dos equipamentos, a realização da campanha de

levantamento da profundidade do cavado de rodeira executada com recurso a veículo, GNSS, equipamento de captação de imagem vídeo e varrimento laser, a referenciação das imagens, a visualização destas em SIG, o tratamento dos dados obtidos, a elaboração de resumos estatísticos e validação dos valores obtidos, a determinação do IQ e a criação de cartas temáticas.

Para validação e refinamento do procedimento e do método proposto procedeu-se à aplicação dos mesmos a um caso de estudo constituído por uma rede com extensão igual a 6 km, localizada na cidade da Covilhã. Esta aplicação permitiu também identificar as vantagens e as desvantagens do sistema.

Entre as vantagens é possível destacar:

 Custo reduzido do equipamento e de funcionamento. Os equipamentos utilizados são facilmente obtidos e de custo baixo a moderado. O custo de funcionamento compreende o custo de operação do veículo, do condutor e do técnico, constituindo uma solução viável para a realização das análises de avaliação da qualidade de pavimentos;

 Apesar de morosa e de requerer a definição de uma secção transversal teste, a calibração inicial e final do sistema garantem a fiabilidade dos dados obtidos;

 Rapidez de levantamento de dados com integração no fluxo de tráfego. Apesar de se ter efetuado o levantamento do caso de estudo a uma velocidade relativamente baixa (12,6 km/h), em comparação com a inspeção realizada a pé a velocidade é muito superior. Contudo, a aquisição de uma câmara com captação de imagem melhor pode permitir o aumento da velocidade de circulação;

 Complementação e integração no sistema desenvolvido anteriormente;

 Obtenção de valores da profundidade do cavado de rodeira mais fiáveis quando comparados com os resultados obtidos numa inspeção visual a pé;

 Visualização de todos os dados e resultados em SIG, o que permite diminuir, por consulta das imagens, as deslocações ao local e apoia a tomada de decisão por parte dos gestores da rede.

Como desvantagens podem apontar-se:

 A realização de levantamentos noturnos para melhor visualização da projeção do feixe laser, o que implica a realização de 2 levantamentos para recolha de todos os dados relativos às degradações, um diurno e um noturno;

 A fiabilidade dos resultados do cálculo das profundidades de rodeira depende fortemente da calibração inicial do sistema. Apesar disso, se as variáveis de calibração se mantiverem constantes, como a localização do feixe laser, a altura da câmara, a

pressão dos pneus e a carga do veículo, pode considerar-se a realização de uma calibração periódica;

 O levantamento requer pouco tempo, quando comparado com a inspeção realizada a pé, no entanto após o levantamento é necessário proceder-se à análise dos dados em gabinete.

Com base nos dados de calibração e validação do levantamento foi possível verificar que os valores obtidos para a profundidade das rodeiras na campanha de levantamento são tendencialmente inferiores aos valores obtidos com nível topográfico e mira. Isto pode dever- se a uma acumulação de erros de origem humana, que pode ser minimizada através de uma medição cuidada das distâncias necessárias à calibração do sistema, assim como no desenho e medição cuidada das retas que permitem determinar a distância a. A título de exemplo, erros de medição das distâncias b e c que se traduzam na variação de 1º na determinação de φ dão origem a um erro de valor médio igual a ±0,4 mm, com variação entre 0,01 e 1,93 mm, para o conjunto de dados analisado no caso de estudo. Também para o caso de estudo e no que respeita à digitalização da reta a, erros de digitalização da reta da ordem de um pixel podem traduzir-se em variações de ±0,45 mm no valor da profundidade do cavado de rodeira.

No que diz respeito à classificação do equipamento segundo a NP EN 13036-6 (2012), o equipamento usado enquadra-se na classe 1 (≤ 1 m) para o intervalo de aquisição do perfil transversal, com a captura aproximada de 1 imagem por metro longitudinal. Tendo ainda em conta esta norma, o intervalo de registo do levantamento do perfil transversal encontra-se no limite superior da classe 2 (> 5 m mas ≤ 10 m), com aproximadamente 1 imagem de 10 em 10 m, no entanto seria possível efetuar a análise dos dados obtidos com intervalos menores, dado que a aquisição dos dados assim o permite. A disposição normativa do InIR indica um intervalo de 25 em 25 m, a utilizar na aquisição e no registo de dados, para o tipo de rede analisada, contudo o intervalo foi diminuído com o intuito de melhorar a classe do intervalo de registo do levantamento do perfil transversal.

A análise das imagens permitiu também concluir para o caso de estudo que as rodeiras da rede são essencialmente de pequeno raio com falha do pavimento ao nível das camadas superiores, traduzindo-se em profundidades do cavado de rodeiras maioritariamente inferiores a 10 mm. Os resultados obtidos para a profundidade do cavado de rodeiras e a sua utilização para obtenção do IQ do pavimento para a rede do caso de estudo foram comparados com os resultados provenientes do levantamento visual de rodeiras efetuado em 2013 (Maganinho, 2013). A comparação permitiu concluir que existe uma tendência para classificar as rodeiras em níveis mais gravosos no levantamento visual, no entanto, uma comparação ao nível do trecho leva a resultados iguais do IQ, uma vez que a contribuição do parâmetro profundidade das rodeiras na formulação de IQ utilizada para meio urbano é menos significativa em comparação com os restantes parâmetros considerados. Verificou-se ainda um agravamento da

extensão da rede com rodeiras, visto que se confirmou a existência de rodeiras em locais não identificados na inspeção visual realizada por Maganinho (2013), e que os valores máximos da profundidade do cavado de rodeira coincidem em geral com locais em que se verifica a existência de reparações.

Tendo em conta o exposto, conclui-se que é possível utilizar um sistema baseado em varrimento laser para recolha de dados de quantificação da profundidade do cavado de rodeiras mais rigorosos, completando o sistema de obtenção de imagem e dados de posicionamento, com funcionamento integrado na corrente tráfego. O objetivo de proporcionar às entidades gestoras da rede rodoviária (essencialmente as urbanas) um sistema de baixo custo de implementação e utilização, em comparação com sistemas similares existentes, com recolha rápida e fiável de dados de campo, quando comparado com a duração das inspeções visuais realizadas a pé, manteve-se e foi alcançado.

Para finalizar sugerem-se o desenvolvimento dos seguintes trabalhos futuros:

 Preparação de um guia de procedimentos e complementação da ficha de registo da calibração do sistema, garantindo uma adequada medição e verificação das medidas de localização do feixe laser no veículo em relação ao pavimento;

 Preparação do sistema para medição das duas bandas de rodeira da via mais solicitada;  Efetuar a aplicação do sistema numa rede interurbana;

 Completar o sistema com um sistema de medição da irregularidade longitudinal;  Desenvolvimento de um procedimento de tratamento de imagens de forma automática

de modo a evitar a acumulação de erros humanos, o que torna a aplicação deste método mais rápida e precisa.