4.3.1 Degradações
As degradações das camadas de desgaste estão relacionadas essencialmente com a qualidade dos materiais e com a agressividade do tráfego, podendo também ser resultantes da evolução do fendilhamento numa fase avançada.
As degradações podem ser caracterizadas em famílias que por sua vez se subdividem em vários tipos de degradações.
Nos pavimentos flexíveis, as degradações podem ser caracterizadas em quatro famílias: deformações, fendilhamento, desagregação e movimento de materiais.
Nos pavimentos rígidos estas famílias são caracterizadas por: fendilhamento das lajes; desagregação superficial e escalonamentos da laje [Pereira e Picado-Santos, 2002].
Independentemente de um pavimento apresentar boas características acústicas, o nível de ruído pode aumentar devido à presença de um ou outro tipo de degradação. Dependendo da sua gravidade, as degradações podem ter um impacto maior ou menor sobre o ruído gerado.
Muito frequentemente este tipo de impacto encontra-se bem localizado. Isto é, alguns metros para a frente e para atrás da degradação, o nível de pressão sonora já não é afectado. No entanto, quando uma área de maiores dimensões é afectada por vários tipos de degradações, o impacto pode ser mais significativo [Berengier, 2005].
Apesar de se ter verificado que as degradações influenciam o nível de ruído, ainda não existem estudos que permitam estabelecer relações entre um dado incremento de ruído e a patologia associada, verificando-se a necessidade da sua realização.
4.3.2 Irregularidades
As irregularidades das superfícies dos pavimentos encontravam-se divididas em três categorias, a micro-textura, a macro-textura e a irregularidade. Os estudos do ruído pneu/pavimento levaram os investigadores rodoviários a introduzir uma nova gama de irregularidades, a mega-textura, que se situa entre a macro-textura e a irregularidade [Wayson, 1998].
Na Figura 4.19 apresenta-se os tipos de irregularidades, ordenados pelos respectivos limites de comprimentos de onda, e a sua influência em diferentes funções da superfície [Chavet et al., 1987].
Frequência espacial (ciclos/m) Comprimento de onda (mm)
Influência no desempenho
Avaliação
Micro-textura Macro-textura Mega- textura Irregularidade
0.5 mm 5 mm 50 mm 500 mm 5 000 mm 50 000 mm Resistência ao rolamento Aderência Drenagem Resistência à derrapagem Segurança da estrada Propried.Ópticas Desgaste do veículo Desgaste do pneu Produção Int.&Ext. Ruído pneu/pavimento Redução Externa Carga dinâmica Salpicar Água 2000 200 20 2 0.2 0.02 Evitar Necessária Conforto do piso Tipos de Irregularidades
Figura 4.19 – Tipos de irregularidades e a sua influência em diferentes funções da superfície [Chavet et al., 1987]
A parte inferior da Figura 4.19 ilustra a gama de textura aproximada dos comprimentos de onda que influenciam os parâmetros da superfície, incluindo a resistência ao rolamento, a resistência à derrapagem e o ruído pneu/pavimento. Por exemplo, comprimentos de onda cuja textura se situe na gama da macro e mega-textura, isto é, 0.5 mm < λ < 500 mm, são importantes no controlo do ruído pneu/pavimento. Além disso, os comprimentos de onda de texturas nesta região são importantes também no controlo da resistência quer ao rolamento, quer à derrapagem.
Aumentar as amplitudes de texturas importantes à garantia do adequado desempenho à derrapagem, pode ter uma influência ambivalente sobre o ruído pneu/pavimento. Aumentar a amplitude da textura em comprimentos de onda na gama da micro-textura exercerá pouca influência sobre a geração de ruído pneu/pavimento. Na gama de macro-textura, o aumento da amplitude de comprimentos de onda poderá reduzir o ruído pneu/pavimento, ao diminuir a influência dos mecanismos aerodinâmicos que geram ruído. Aumentar as amplitudes de textura em comprimentos de onda próximos da transição entre a macro e a mega-textura pode exercer um efeito negativo sobre o ruído, ao aumentar as vibrações do pneu, gerando níveis de ruído pneu/pavimento mais elevados [FEHRL, 2006].
Assim, é possível projectar superfícies de estrada que contenham quer um adequado desempenho à resistência, quer com baixos níveis de ruído. A solução será a de assegurar que as amplitudes da textura que contribuem para os requisitos de segurança da superfície, se situem em texturas de comprimento de onda que não aumentem os níveis de ruído pneu/pavimento e, preferencialmente, que tenham uma influência positiva sobre a redução desse ruído.
A micro-textura e a irregularidade não parecem ter uma influência detectável sobre o ruído pneu/pavimento. Todavia, as relações entre estes tipos de irregularidades e o ruído ainda não foram adequadamente estudadas.
Por sua vez, as relações entre a macro-textura, a mega-textura e o ruído são notórias. A Figura 4.20 apresenta a correlação entre o espectro de ruído do pneu e o espectro de perfil de superfícies de um automóvel sobre vários tipos de superfícies de estrada, estabelecida por Descornet and Sandberg em 1980 [Descornet and Sandberg, 1980].
Dois domínios de correlação muito significativos surgem: os componentes de ruído de baixa frequência estão correlacionados positivamente com os componentes de textura de frequência longa; os componentes de ruído de alta frequência estão correlacionados negativamente com os componentes de textura de baixa frequência. Este cenário foi confirmado pelos estudos desenvolvidos nos Estados Unidos [Clapp, 1985] e Japão [Noda et al, 1998]. Estes dois efeitos opostos da textura explicam porque as potenciais características de ruído de uma superfície não podem ser previstas a partir de um único valor ou avaliação global da textura, como a profundidade da zona de impacto [Descornet, 2005].
Tendo em conta a importância da textura da superfície dos pavimentos, devido à sua influência nos mecanismos de geração de ruído, amplificando ao reduzindo o ruído produzido, no capítulo 5 apresentam-se vários conceitos essenciais assim como se desenvolve-se este assunto com detalhe.