dos perfis longitudinal e transversal na gama dos comprimentos de onda da irregularidade e da megatextura
A norma NP EN 13036-6 estabelece os critérios e os requisitos mínimos para os procedimentos de classificação, verificação e calibração de equipamentos do tipo perfilómetro de acordo com as capacidades de caracterização do perfil, assim como para a medição de perfis transversais e/ou longitudinais nas gamas de comprimento de onda correspondentes à irregularidade longitudinal e à megatextura.
No âmbito da norma entende-se como irregularidade o desvio entre a superfície de um pavimento e uma superfície de referência completamente plana filtrada na gama de comprimentos de onda de 0,5 a 50 m.
Esta norma tem como objetivo medir um perfil real de uma estrada, constituindo o resultado do levantamento a representação geométrica do perfil. As medições podem ser efetuadas por dipositivos estáticos ou dinâmicos, sendo considerados na norma equipamentos estacionários, de elevada e de baixa velocidade.
No que respeita à medição da irregularidade transversal, para medição da linha de fundo dos cavados de rodeira, o comprimento da secção não deve ser inferior a 200 m e cada via deve ser considerada como uma secção de ensaio distinta. As classes de distância longitudinal a
considerar entre duas medições consecutivas do perfil transversal fornecem a classificação do desempenho dos equipamentos: classe 1 com intervalos menores ou iguais a 1 m (≤ 1 m), classe 2 com intervalo maior que 1 m mas menor ou igual a 5 m (> 1 m mas ≤ 5 m) e por fim, classe 3 com intervalos maiores que 5 m mas menores ou iguais a 10 m (> 5 m mas ≤ 10 m). O intervalo de registo do levantamento do perfil transversal divide-se, também, em três classes, a classe 1 com intervalos menores os iguais a 5 m (≤ 5 m), a classe 2 com intervalo maior que 5 m mas menor ou igual a 10 m (> 5 m mas ≤ 10 m) e por fim, a classe 3 com intervalos maiores que 10 m mas menores ou iguais a 20 m (> 10 m mas ≤ 20 m).
Todavia, existem disposições técnicas e indicações dos fabricantes dos equipamentos de medição que em função do tipo de estrada, do tipo de via e dos dados que se pretendem obter, dão indicações sobre este intervalo de medição.
Para efetuar as operações no campo, a norma apresenta algumas orientações que devem ser seguidas no processo de medição:
A velocidade dos dipositivos deve ser mantida dentro de determinados limites recomendados (em função do equipamento/perfilómetro utilizado);
Durante o processo de recolha dos dados devem ser usados pontos de referência permanentes próximos do ponto inicial da secção para a qual se efetua a aquisição dos dados;
As medições do perfil não devem ser efetuadas em pavimentos molhados ou em circunstâncias desfavoráveis, principalmente quando são utilizados lasers;
A superfície do pavimento deve estar livre de detritos;
Em alguns equipamentos a presença de radares e radiotransmissores (radiação eletromagnética) pode interferir com os sistemas de medição dos dados, pelo que os resultados devem ser registados no relatório e considerados inválidos;
No caso de o operador ser confrontado com uma recolha de dados duvidosa, o ensaio deve ser interrompido de modo a identificar o problema, se for um problema do equipamento, este deverá ser corrigido, se a causa resultar de interferências externas, o operador deverá decidir se continua ou se aguarda por condições mais favoráveis; Por último, os dados devem ser corretamente identificados para que todos os
intervenientes tenham conhecimento claro da sua proveniência.
Para a realização do ensaio é necessário preparar antecipadamente as atividades a executar e verificar o dispositivo, satisfazendo todos os requisitos mínimos de exatidão e resolução do perfil, de acordo com o objetivo final do levantamento e as especificações do fabricante. Deverá ser utilizado um procedimento adequado para a realização da calibração de todos os dispositivos intervenientes na medição do perfil, normalmente recomendado pelo fabricante, e as instruções de operação devem ser respeitadas.
Antes do ensaio, o operador deve preencher, num formulário próprio, os dados relativos à secção, ao dispositivo, às condições de medição e às configurações do ensaio.
Os seguintes dados relativos aos dispositivos de medição devem ser registados: tipo de dispositivo, data da última calibração, método de calibração e classificação do perfilómetro (de acordo com a secção 7 da norma).
Nos valores medidos devem ser registados: as unidades, o intervalo de espaçamento entre dados consecutivos do perfil, dados de filtragem e o parâmetro ou indicador de irregularidade (opcional).
O relatório de campo deve conter: a localização e identificação da secção de ensaio, a data e hora da realização do ensaio, a temperatura ambiente, as condições climatéricas, as condições de circulação do tráfego (se relevante), o tipo e estado do pavimento, a via e a direção de ensaio, a posição transversal do dispositivo para as medições, a velocidade do veículo de ensaio, o(s) operador(es) e por último, um quadro com legenda das incidências.
A norma menciona ainda, na secção de verificação de erros, que caso se verifiquem diferenças que possam ser observadas entre os perfis medidos nas bandas de rolamento esquerda e direita que não possam ser atribuídas a diferenças que existam efetivamente no pavimento, o ensaio deve ser considerado inválido, procedendo-se à sua repetição.
2.3.3.2. Austroads test method AG: AM/T009: Pavement rutting measurement with a multi-laser profilometer (Medição de rodeiras no pavimento com recurso a um perfilómetro multi- laser)
O objetivo desta norma é definir o procedimento para a medição da profundidade máxima do cavado de rodeiras em pavimentos rodoviários com recurso a um perfilómetro multi-laser. Este equipamento permite medir diretamente o perfil transversal da superfície da estrada. Para uma representação do perfil transversal precisa, que cubra uma largura mínima de três metros, o equipamento deve incorporar um mínimo de 11 lasers, dispostos como indicado na Figura 2.8. Segundo o ponto 4 desta norma, o perfilómetro multi-laser usado no ensaio deve integrar o seguinte:
Uma plataforma capaz de transportar o equipamento para a realização do ensaio (medição do perfil transversal), de permitir a montagem desse equipamento e a prática de velocidades de circulação dentro do limite imposto pelo equipamento de medição do perfil;
Vários transdutores de deslocamento para medir a distância horizontal entre a referência horizontal e a superfície transversal. Estes devem apresentar um número mínimo de lasers para assegurar um alcance médio durante a operação;
Um transdutor de medição da distância percorrida com uma precisão de ± 0,1%, com registo dos dados desde o início do levantamento;
E por último, um data logger com capacidade de registar continuamente os dados adquiridos para intervalos de distância não superiores a 250 mm.
Figura 2.8 – Configuração preferencial da localização dos lasers para medição da profundidade do cavado de rodeiras (distancias em mm) (AG:AM/T009,2011)
Estes constituintes devem ser devidamente calibrados e validados, sendo necessário considerar as orientações e os procedimentos descritos nos manuais dos fabricantes do equipamento. O método descrito na norma permite obter a profundidade máxima do cavado de rodeira para a rodeira esquerda e direita, para a via mais solicitada em termos de tráfego, por sentido de circulação. Os resultados do ensaio são traduzidos em profundidade média da rodeira para extensões de 20 ou 100 m.
De acordo com o ponto 6.3 da norma, na realização do ensaio devem ser considerados os seguintes aspetos:
As instruções relativas aos manuais dos equipamentos devem ser devidamente seguidas; A via a ensaiar, denominada de “test lane” deve ser a via usada pela maioria do tráfego. Para a maioria das estradas a via coincide com a via exterior, ou seja, a via mais à direita;
O veículo deve ser conduzido de uma maneira suave e deslocar-se à velocidade recomendada pelo fabricante;
Os dados recolhidos devem estar referenciados e os pontos de referência considerados ao longo do ensaio devem ser registados. Antes do início dos trabalhos o ponto de referência inicial deve estar definido;
Seguir as instruções do manual do utilizador, medir a superfície do perfil nas duas rodeiras de uma via, viajar a uma velocidade constante, com o centro do veículo coincidente com o ponto intermédio das rodeiras na via ensaiada;
Os ensaios devem ser interrompidos caso se verifiquem dificuldades em manter a trajetória definida, ou não sendo possível, manter a velocidade requerida, o que pode resultar em dados inválidos para a análise (não devem ser considerados);
Não devem ser efetuados desvios para evitar defeitos no pavimento, apenas devem ser considerados para o caso de se prever que possam causar danos ao veículo ou pôr em risco a segurança;
O ensaio não deve ser realizado com tempo de chuva ou se o pavimento da estrada se encontrar molhado;
É necessário registar todas as características ou eventos que possam influenciar os resultados finais.
Posteriormente ao levantamento dos dados, procede-se aos cálculos para a determinação da profundidade do cavado da rodeira. Para a medição da profundidade das rodeiras são usados os métodos: “straight edge method” e “taut wire method”.
Para a determinação da profundidade da rodeira em cada cavado a norma apresenta o procedimento de cálculo a considerar:
Para secções analisadas de 100 m (ou menos, se aplicável) é requerido o cálculo da média da profundidade máxima da rodeira, no cavado de rodeira direito e esquerdo, em separado e por via. No caso de a profundidade máxima se encontrar no centro da largura de medição considerada, esta deverá ser considerada no cavado de rodeira do lado do condutor;
O “straight edge method” deve ser usado. Este método consiste na colocação de uma “régua” de um comprimento específico, ao longo do perfil transversal. A distância máxima entre a “régua” e o ponto de referência mais baixo é medida em cada rodeira, obtendo assim o valor da profundidade do cavado de rodeira. Na Figura 2.9 é representado o método de medição descrito, em que o W1 representa o cavado de rodeira máximo na rodeira da esquerda e o W2 representa o cavado de rodeira máximo na rodeira da direita;
Para cada secção de 100 m (ou menos, se aplicável) é necessário calcular o desvio padrão da profundidade do cavado de rodeira, para a rodeira da direita e da esquerda;
Para as secções de 100 m (ou menos) devem categorizar-se as rodeiras em 9 classes (Tabela 2.4). Podem ser consideradas mais classes, mas as indicadas deverão ser usadas como o número mínimo de classes;
Os algoritmos usados para calcular a profundidade da rodeira podem variar e na maioria dos casos permanecem propriedade intelectual do fabricante do equipamento. No entanto, as profundidades obtidas devem representar valores esperados.
Tabela 2.4 – Classes de rodeira segundo a AG:AM/T009 (2011)
Classes de rodeira
0 mm < Profundidade do cavado de rodeira ≤ 5 mm 5 mm < Profundidade do cavado de rodeira ≤ 10 mm 10 mm < Profundidade do cavado de rodeira ≤ 15 mm 15 mm < Profundidade do cavado de rodeira ≤ 20 mm 20 mm < Profundidade do cavado de rodeira ≤ 25 mm 25 mm < Profundidade do cavado de rodeira ≤ 30 mm 30 mm < Profundidade do cavado de rodeira ≤ 35 mm 35 mm < Profundidade do cavado de rodeira ≤ 40 mm
Profundidade do cavado de rodeira > 40 mm
Apesar de opcional, também é apresentado o procedimento para a determinação da profundidade da rodeira por via, definida como a média da profundidade máxima do cavado de rodeira em todo o perfil transversal. A rodeira por via é determinada pelo “taut wire method”, em português “superfície de fio”, e também conhecido como “string line method”. Este método de medição consiste no esticamento de um “fio” imaginário fixado nos pontos mais altos do perfil transversal. A profundidade do cavado de rodeira é definida como a distância máxima do “fio” ao ponto mais baixo da rodeira (na Figura 2.9, representada pela letra L).
Para cada extensão de 100 m (ou outra inferior), os seguintes dados devem ser registados: a profundidade do cavado de rodeira (aproximada à décima de milímetro – 0,01 mm), o desvio- padrão (aproximado à decima de milímetro – 0,01 mm), as classes de rodeias segundo o apresentado na Tabela 2.4 (aproximado à decima de milímetro – 0,01 mm), a velocidade do veículo durante a realização do ensaio, possíveis erros ou situações registadas e comentários do operador, quando aplicável.
Figura 2.9 – Exemplos de medição do cavado de rodeira pelo “Straight edge method” e “Taut wire method” (adaptado de AG:AM/T009,2011)
É ainda desejável registar informação sobre: designação do levantamento, hora e data, identificação do equipamento, operador, condutor, número e nome da estrada, a direção e via em que se irá realizar o ensaio, os pontos de referência do início e do fim do levantamento, outros pontos de referência e ocorrências singulares.
É importante referir que este ensaio é habitualmente realizado em conjunto com a medição da irregularidade longitudinal e da profundidade da textura da superfície do pavimento.