4. Stortingets vedtak om rammesum for rammeområde 3
4.12 Kap. 328 Museums- og andre kulturvernformål (jf. kap. 3328)
Ao executar um trabalho rodoviário existe sempre um desvio entre o perfil longitudinal realizado e o perfil longitudinal projectado (perfil teórico) (Branco et al, 2008). Este desvio é designado de irregularidade longitudinal da superfície do pavimento. A irregularidade longitudinal é assim a variação altimétrica da superfície de um pavimento, em relação a um perfil ideal. É geralmente aleatória, ou seja, a curva de desvio, representada por uma função y(x) entre o perfil verdadeiro e o perfil de referência, apresenta características de superfície aleatórias como se exemplifica na figura 3.3.
Figura 3.3 – Caracterização da irregularidade longitudinal: (a) grandes comprimentos de onda; (b) pequenos comprimentos de onda (adaptado de Delanne, 1997)
Dado que compreende duas dimensões, a análise da irregularidade é um pouco complexa. Assim, não se pode falar da irregularidade de um determinado ponto, antes é necessário considerar um determinado comprimento de avaliação (Delanne, 1997).
A caracterização da irregularidade longitudinal pode ser realizada através da análise das sinusóides expostas no gráfico da figura 3.3, as quais se caracterizam através de uma função y(x), de acordo com a equação 3.1:
(3.1) Onde: Y – Desnivelamento; A – Amplitude da irregularidade; λ – Comprimento de onda; X – Distância na horizontal; X0 - Fase.
A irregularidade longitudinal é um factor determinante nas condições de circulação dos veículos, afectando directamente o conforto e a segurança da circulação, podendo ter importantes consequências económicas. Assim, ao longo de um itinerário podem ser encontrados diferentes defeitos de irregularidade para os quais, além dos parâmetros anteriores referidos, ainda deve ser definido a correspondente frequência de ocorrência. Os defeitos do tipo (a) são classificados de irregularidade de elevado comprimento de onda e de reduzida frequência, provocando desconforto nos utentes. Os defeitos do tipo (b) são os que ocorrem em reduzida extensão e, consequentemente, com elevada frequência sendo responsáveis pelas oscilações e vibrações dos veículos que, além de provocarem desconforto, aumentam as cargas dinâmicas dos veículos pesados.
Quando se analisa a irregularidade longitudinal, é necessário distinguir esta da eventual heterogeneidade do perfil longitudinal, a qual, sendo uma deficiência de concepção, não é um defeito a considerar na avaliação da qualidade do pavimento num determinado instante. Essa distinção é realizada através da definição dos comprimentos de onda correspondentes aos tipos de defeitos observados. Assim, na gama de comprimento de onda de 0,7 a 50,0 metros incluem-se todos os defeitos classificáveis como irregularidade longitudinal. A partir de 50 metros considera-se que se trata de uma deficiência de concepção do perfil longitudinal (Branco et al, 2008).
A irregularidade longitudinal é um dos factores que afecta mais fortemente a opinião dos utentes sobre a qualidade do pavimento (qualidade funcional). Deste modo, qualquer que seja o equipamento utilizado para avaliar a irregularidade, os valores das diferentes classes a considerar no processo de classificação devem ser calibradas com a informação obtida pelo utente sobre a qualidade de circulação (Menezes, 2008).
O “International Roughness Index” (IRI, Índice de Irregularidade Internacional) foi definido pela primeira vez no final dos anos 70 nos Estados Unidos. Mais tarde foi simplificado e normalizado (ASTM E 1364) pelo Banco Mundial. O IRI é assim um índice de medição da irregularidade longitudinal expresso em mm/m (milímetros por metro) ou m/km (metros por quilómetro), podendo ser descrito como uma avaliação da irregularidade que afecta todos os condutores que circulam num dado troço de estrada. Esta avaliação pode ainda ser descrita como um modelo de efeito, ou seja, um baixo valor de IRI traduz-se em pouco efeito sobre os utentes das estradas e vice-versa (Ihs e Sjögren, 2003).
Este índice permite relacionar as características de irregularidade de um pavimento com os custos de manutenção da via, as condições de segurança e de conforto (ACPA, 2002).
O IRI foi desenvolvido tendo em conta o modelo matemático representado na figura 3.4.
Figura 3.4 – Modelo matemático “quarto de veículo” utilizado na determinação do IRI (adaptado de ACPA, 2002)
Este modelo é fundamentado no modelo do “quarto de veículo”, ou seja, permite representar a reacção de um pneu numa suspensão de um veículo às irregularidades na superfície do pavimento, para uma velocidade de 80 km/h. Basicamente, os dados considerados pelo modelo são um conjunto de informações que descrevem as constantes das molas e amortecedores, assim como da massa suspensa (corpo do veículo) e não suspensa (pneu), que actuam sobre o pavimento.
A medição da irregularidade longitudinal pode ser efectuada através de dois grupos principais de equipamentos: os do tipo resposta e os do tipo perfilómetro (Fontul, 2006).
Os equipamentos do tipo resposta proporcionam uma resposta da suspensão de um determinado veículo ou atrelado, quando este circula, a determinada velocidade, sobre a superfície ensaiada. Como resultado obtém-se um número de impulsos correspondentes aos deslocamentos relativos quadro-eixo, para determinadas classes de amplitude desses deslocamentos. Um exemplo deste tipo de equipamentos é o “Wisconsin Road Meter”.
Os equipamentos do tipo perfilómetro efectuam o levantamento do perfil através de sensores que não contactam directamente com a superfície, do tipo laser, ou do tipo ultra-sons, obtendo-se como resultado o perfil longitudinal do pavimento. Os equipamentos mais representativos são o Perfilómetro Inercial (APL, Analyseur du Profil en Long) e o Perfilómetro Laser (figura 3.5).
Figura 3.5 – a) Perfilómetro Laser; b) Esquema de funcionamento de um Perfilómetro Laser (LNEC, 2007)
Segundo Menezes (Menezes, 2008), após alguma evolução nestes equipamentos, é possível constatar que:
i. Os equipamentos baseados na resposta dinâmica de um veículo, devido à dificuldade de manter a fiabilidade ao longo do tempo, estão a ser abandonados;
ii. Os equipamentos baseados na obtenção de uma “imagem” do perfil do pavimento, os perfilómetros, em diferentes versões, são os mais utilizados.
No entanto, equipamentos como os referidos acima são muito dispendiosos, não havendo a possibilidade de os adquirir por parte de algumas organizações que pretendem efectuar a medição de IRI nos seus estudos. Assim, quando não é possível fazer sistematicamente o levantamento do IRI de forma automática, quantifica-se o IRI em função das degradações superficiais, como o exemplo adoptado por Picado Santos et al (Picado-Santos et al, 2006) apresentado no quadro 3.4.
Quadro 3.4 - Quantificação do IRI na ausência de levantamento automático (adaptado de Picado-Santos et al, 2006)
Degradação Condição Nível Descrição Nível de Gravidade afectada/valor Área
adoptado IRI
Fendilhamento Pele de
crocodilo
≤
1
Malha com fendilhamento de abertura de pequena dimensão e sem ascensão de finos (abertura < 2mm e malha
> 20cm) Largura do trecho × comprimento afectado Tipo 1: IRI=1500 mm/km e Peladas, Desagregações superficiais, Exsudação do betume, etc.
≤
1
Anomalia com largura < 30cm 0,5m × comprimento afectado eRodeiras
≤
1
Profundidade máxima darodeira < 10mm 10mm IRI=2500 Tipo 2: mm/km Fendilhamento Pele de crocodilo
=
3
Malha com fendilhamento de abertura de grande dimensão com perda de material e ascensão de finos (Fendas com abertura > 4mm e
malha < 40cm) Largura do trecho × comprimento afectado Tipo 3: IRI=3500 mm/km ou Peladas, Desagregações superficiais, Exsudação do betume, etc.
=
3
Anomalia com largura > 100cm ou várias anomalias de qualquer
largura na mesma secção transversal Largura do trecho × comprimento afectado e Rodeiras