Impacto da variabilidade da espessura das camadas no desempenho de pavimentos e no custo do ciclo de vida

Autores

DOI:

https://doi.org/10.58922/transportes.v34.e3226

Palavras-chave:

Desempenho de pavimentos; Variabilidade da espessura das camadas; Dimensionamento mecanístico-empírico; Análise do custo do ciclo de vida.

Resumo

Este estudo avalia o impacto das variações na espessura das camadas de pavimentos asfálticos sobre o desempenho estrutural e os custos do ciclo de vida. Fatores como a qualidade dos materiais, o carregamento do tráfego e a precisão construtiva afetam a durabilidade, sendo que desvios na espessura das camadas provocam falhas mais precoces e aumento dos custos ao longo do ciclo de vida. A pesquisa combina a previsão do desempenho dos pavimentos com a Análise de Custo do Ciclo de Vida (ACCV) de estruturas dimensionadas pelo método do Índice de Suporte Califórnia (CBR) e pelo método mecanístico-empírico (M-E) brasileiro. Foram analisados oito cenários, incluindo estruturas de projeto e executadas, com base em testemunhos extraídos em campo. O método de Monte Carlo foi utilizado para simular a variabilidade das espessuras, avaliando seus efeitos sobre o desempenho e os custos ao longo de 120 meses, com foco na evolução do trincamento. Os resultados indicaram que os projetos M-E apresentam custo inicial mais elevado, porém oferecem melhor relação custo-benefício no longo prazo, em função da redução das intervenções de manutenção. Um aumento de 10% na espessura das camadas resultou em menor necessidade de manutenção e em uma redução de custos de 63%, evidenciando a vantagem econômica de projetos mais robustos. A análise pode ser ampliada para incluir outros fatores e diferentes métodos M-E.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Referências

AAPTP (2006). Life Cycle Cost Analysis for Airport Pavements. Auburn: Applied Research Associates Inc. Attoh-Okine, N. O. & W. M. Roddis (1994). Pavement thickness variability and its effect on determination of moduli and remaining life. Transportation Research Record (1449), 39–45.

Babashamsi, P., N. I. Yusoff, H. Ceylan, N. G. M. Nor, & H. S. Jenatabadi (2016). Evaluation of pavement life cycle cost analysis: review and analysis. International Journal of Pavement Research and Technology 9(4), 241–254. DOI:10.1016/j.ijprt. 2016.08.004. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijprt.2016.08.004

Burati Jr., J. L. (2006). Evaluating specification limits. Transportation Research Record 1946(1), 92–98. DOI:10.1177/ 0361198106194600111. DOI: https://doi.org/10.1177/0361198106194600111

Cardoso, M. F., J. A. Oliveira, I. S. Bessa, L. F. Babadopulos, B. C. Gouveia, & J. B. Soares (2024). Strategies for life-cycle cost analysis based on mechanistic-empirical performance prediction for asphalt pavements designed by different approaches. In Proceedings of the 14th ISAP International Conference on Asphalt Pavement (Montreal), Cham. Springer. DOI:10.1007/978-3-031-67252-1_45. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-67252-1_45

Carneiro, R. S., J. B. Durán, & F. H. Oliveira (2023). Análise do custo do ciclo de vida na avaliação de estratégias de manutenção e reabilitação em pavimento aeroportuário. Transportes 31(1), e2740. DOI:10.58922/transportes.v31i1.2740. DOI: https://doi.org/10.58922/transportes.v31i1.2740

Dalla Valle, P. D. & N. Thom (2020). Pavement layer thickness variability evaluation and effect on performance life. The International Journal of Pavement Engineering 21(7), 930–938. DOI:10.1080/10298436.2018.1517873. DOI: https://doi.org/10.1080/10298436.2018.1517873

Dinegdae, Y., A. Ahmed, & S. Erlingsson (2023). Toward a comprehensive pavement reliability analysis approach. Transporta-tion Research Record 2677(7), 680–692. DOI:10.1177/03611981231155179. DOI: https://doi.org/10.1177/03611981231155179

DNIT (2018a). DNIT 134/2018-ME: Pavimentação: Solos: Determinação do Módulo de Resiliência: Método de Ensaio. Brasília: Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes.

DNIT (2018b). DNIT 135/2018-ME: Pavimentação Asfáltica – Misturas Asfálticas – Determinação do Módulo de Resiliência – Método de Ensaio. Brasília: Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes.

DNIT (2018c). DNIT 179/2018-IE: Pavimentação – Solos – Determinação da Deformação Permanente – Instrução de Ensaio. Brasília: Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes.

DNIT (2018d). DNIT 181/2018-ME: Pavimentação – Material Estabilizado Quimicamente – Determinação do Módulo de Resiliência – Método de Ensaio. Brasília: Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes.

DNIT (2018e). DNIT 183/2018-ME: Pavimentação Asfáltica – Ensaio de Fadiga por Compressão Diametral à Tensão Controlada – Método de Ensaio. Brasília: Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes.

DNIT (2021). DNIT 434/2021-ME: Pavimentação – Ensaio de Fadiga por Compressão Diametral à Tensão Controlada em Camadas Estabilizadas Quimicamente – Método de Ensaio. Brasília: Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes.

Dong, Q. & B. Huang (2012). Evaluation of effectiveness and cost-effectiveness of asphalt pavement rehabilitations utilizing LTPP data. Journal of Transportation Engineering 138(6), 681–689. DOI:10.1061/(ASCE)TE.1943-5436.0000378. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)TE.1943-5436.0000378

Feitosa, L. A. & F. H. Oliveira (2018). Análise econômica do custo de ciclo de vida para manutenção e reabilitação em rodovias: um estudo dos softwares e do catálogo de soluções CREMA-DNIT. In Anais do XXXII Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes (ANPET) (Gramado, RS), Rio de Janeiro. ANPET.

Franco, F. A. & L. M. Motta (2020). MeDiNa: Método de Dimensionamento Nacional. Manual de Utilização (Versão 1.1.4). Rio de Janeiro.

Guimarães, A. C. (2009). Um Método Mecanístico-Empírico para a Previsão da Deformação Permanente em Solos Tropicais Constituintes de Pavimentos. PhD. dissertation, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro.

Hughes, C. (1989). Compaction of asphalt pavement. NCHRP Synthesis of Highway Practice 152, Transportation Research Board, National Research Council, Washington, D.C.

Jiang, Y., O. Selezneva, G. Mladenovic, S. Aref, & M. Darter (2003). Estimation of pavement layer thickness variability for reliability-based design. Transportation Research Record 1849(1), 156–165. DOI:10.3141/1849-17. DOI: https://doi.org/10.3141/1849-17

Karnikowski, T. (2019). Seleção de estratégias de manutenção e reabilitação de pavimentos urbanos baseada na análise do custo do ciclo de vida. MSc. thesis, Universidade do Estado de Santa Catarina, Joinville.

Liu, L. (2015). Characterisation of variability in highway pavement materials and construction. International Journal of Pavement Engineering 16(9), 761–770. DOI:10.1080/10298436.2014.943219. DOI: https://doi.org/10.1080/10298436.2014.943219

Mandapaka, V., I. Basheer, K. Sahasi, P. Ullidtz, J. T. Harvey, & N. Sivaneswaran (2012). Mechanistic-empirical and life-cycle cost analysis for optimizing flexible pavement maintenance and rehabilitation. Journal of Transportation Engineering 138(5), 625–633. DOI:10.1061/(ASCE)TE.1943-5436.0000367. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)TE.1943-5436.0000367

Mazumder, M., J. Yun, S. J. Lee, & K. D. Jeong (2021). Cost-effectiveness of conventional compaction (CC) and intelligent compaction (IC) methods of asphalt pavement overlay. Sustainability 13(21), 11830. DOI:10.3390/su132111830. DOI: https://doi.org/10.3390/su132111830

Mladenovic, G., Y. Jiang, O. Selezneva, S. Aref, & M. Darter (2003). Comparison of as-constructed and as-designed flexible pavement layer thicknesses. Transportation Research Record 1853(1), 165–176. DOI:10.3141/1853-19. DOI: https://doi.org/10.3141/1853-19

Oliveira, J., M. Cardoso, S. Silva, I. Bessa, M. Farias, L. Babadopulos, B. Gouveia, & J. Soares (2024). Análise de custos de implantação e de manutenção de rodovias dimensionadas por métodos empírico e mecanístico-empírico. Transportes 32(2), 1–11. DOI:10.58922/transportes.v32i2.2936. DOI: https://doi.org/10.58922/transportes.v32i2.2936

Patel, A. & M. Thompson (1998). Consideration and characterization of pavement construction variability. Transportation Research Record 1632(1), 40–50. DOI:10.3141/1632-05. DOI: https://doi.org/10.3141/1632-05

Rajbongshi, P. (2014). Reliability based cost effective design of asphalt pavements considering fatigue and rutting. International Journal of Pavement Research and Technology 7(2), 153–158. DOI:10.6135/ijprt.org.tw/2014.7(2).153.

Réus, T. F. & H. B. Fontenele (2021). Effect of variations in layer thickness and resilience modulus on flexible pavement performance. Research, Society and Development 10(8), e42610817466. DOI:10.33448/rsd-v10i8.17466. DOI: https://doi.org/10.33448/rsd-v10i8.17466

Sakhaeifar, M. S., E. R. Brown, N. Tran, & J. Dean (2013). Evaluation of long-lasting perpetual asphalt pavement with life-cycle cost analysis. Transportation Research Record 2368(1), 3–11. DOI:10.3141/2368-01. DOI: https://doi.org/10.3141/2368-01

Sandoval, C. & A. Orobio (2013). Effect of construction tolerance on flexible pavement performance. Revista de Ingeniería de Construcción 28(3), 266–277. DOI:10.4067/S0718-50732013000300004. DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-50732013000300004

Selezneva, O. I., Y. J. Jiang, & G. Mladenovic (2002). Evaluation and analysis of LTPP pavement layer thickness data. Publication FHWA-RD-03-041, Federal Highway Administration Research and Technology, Washington, D.C.

Sultan, S. A. & W. H. Joo (2000). Degree of compaction and its effects on cost and life of roads in Brunei Darussalam. In Proceedings of the 10th Road Engineering Association of Asia and Australasia (REAAA) Conference (Tokyo, Japan), Selangor. Road Engineering Association of Asia and Australasia.

Thomopoulos, N. T. (2017). Statistical Distributions: Applications and Parameter Estimates. Chicago: Springer. DOI:10.1007/ 978-3-319-65112-5. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-65112-5

Toan, T. D., N. H. Long, Y. D. Wong, & T. Nguyen (2023). Effects of variability in thickness and elastic modulus on the reliability of flexible pavement structural performance. International Journal of Pavement Engineering 24(2), 2039923. DOI:10.1080/10298436.2022.2039923. DOI: https://doi.org/10.1080/10298436.2022.2039923

White, G. (2022). Difference between pavement thickness design and pavement life prediction for rigid aircraft pavements. Designs 6(1), 12. DOI:10.3390/designs6010012. DOI: https://doi.org/10.3390/designs6010012

Xu, Y. & Y.-C. Tsai (2012). Financial consequences of delaying pavement rehabilitation: case study using LTPP data. Journal of Transportation Engineering 138(8), 975–982. DOI:10.1061/(ASCE)TE.1943-5436.0000387. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)TE.1943-5436.0000387

Zhang, M., H. Gong, R. Xiao, X. Jiang, Y. Ma, & B. Huang (2021). Life-cycle cost analysis of rehabilitation strategies for asphalt pavements based on probabilistic models. Road Materials and Pavement Design 24(1), 1–17. DOI:10.1080/14680629.2021. 2012235. DOI: https://doi.org/10.1080/14680629.2021.2012235

Downloads

Publicado

28-10-2026

Como Citar

Oliveira, J. A. de, Sidney Bessa, I., Santos Ferreira, J. L., F. A. L. Babadopulos, L., Batista dos Santos Bastos, J., Chagas Silva Gouveia, B. e Barbosa Soares, J. (2026) “Impacto da variabilidade da espessura das camadas no desempenho de pavimentos e no custo do ciclo de vida”, Transportes, 34, p. e3226. doi: 10.58922/transportes.v34.e3226.

Edição

Seção

Artigos