CORRELAÇÃO ENTRE AS MEDIDAS DE CONDIÇÃO DE TEXTURA E DE

ATRITO: APLICAÇÃO NO CASO DA OBRA DO NOVO COMPLEXO

AEROPORTUÁRIO DA GRANDE NATAL

Filipe Almeida Corrêa do Nascimento

Nerinei Alves Batista

Antonio Carlos Rodrigues Guimarães Instituto Militar de Engenharia

Pós-Graduação em Engenharia de Transportes

RESUMO

O presente trabalho estuda a correlação entre as medidas de condição de textura do revestimento (macrotextura e

microtextura) e o coeficiente de atrito obtido pelo equipamento Griptester, dentro do contexto da obra do Novo

Aeroporto Internacional da Grande Natal, situado no município de São Gonçalo do Amarante/RN. Os materiais

utilizados no concreto asfáltico do revestimento foram caracterizados segundo as especificações da obra. As

medidas de condição de textura, obtidas através dos ensaios de mancha de areia e pêndulo britânico, permitiram

a classificação da macrotextura (média) e da microtextura (muito rugosa). O equipamento Griptester levantou as

condições de atrito da pista de pouso e decolagem, sugerindo uma condição favorável segundo os requisitos da

Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC). Para o estabelecimento de uma relação entre as medidas de atrito,

foram calculados os parâmetros previstos pelo International Friction Index (IFI) para cada equipamento. Por

fim, uma análise estatística de todos os dados foi inserida à pesquisa, resultando em uma proposta plausível de

um modelo que relaciona as variáveis de textura e de atrito, que obteve uma diferença média de 2,8% entre o

número de atrito F60 real e o calculado.

ABSTRACT

This paper studies the correlation between measures of condition of the pavement surface texture (macrotexture

and microtexture) and the coefficient of friction obtained by Griptester equipment, within the context of the work

of the Greater Natal New International Airport, located in the municipality of São Gonçalo do Amarante / RN.

The materials used in the asphalt concrete layer were characterized according to the project specifications. The

measures of texture condition, obtained through sand patch and British pendulum tests allowed the classification

of the macrotexture (average) and the microtexture (very rough). The Griptester equipment measured the friction

conditions of the runway, suggesting a favorable condition according to the requirements of the National Civil

Aviation Agency (ANAC). To establish a relationship between friction measures, the parameters, set by the

International Friction Index (IFI), were calculated for each equipment. Finally, a statistical analysis of all data

was inserted to the research, resulting in a plausible proposal for a model that relates the texture and friction

variables, which obtained an average difference of 2,8% between the real friction number F60 and the calculated

one.

1. INTRODUÇÃO

O desempenho de um pavimento está associado ao seu conjunto de camadas e do subleito, e

está relacionado à capacidade de suporte e à durabilidade, exigidos para o padrão do tipo da

obra e do tipo do tráfego, incluindo o conforto ao rolamento e à segurança dos usuários.

Deve-se assim atender às demandas estruturais e funcionais do pavimento (Bernucci et al.,

2010). Nesse sentido, Silva (2008) apud Araújo (2009) diz que os parâmetros funcionais mais

relevantes na pavimentação aeroportuária estão relacionados à segurança contra a derrapagem

das aeronaves, o que é função de uma boa interação pneu-pavimento.

A microtextura e a macrotextura são parâmetros que influenciam essa condição de aderência

pneu-pavimento. A microtextura está relacionada à própria superfície do agregado mineral, a

qual pode ser áspera ou polida, cujos comprimentos de onda variam entre 0 a 0,5mm e

amplitude de 0 a 0,2mm. Esse parâmetro depende das propriedades mineralógicas dos

agregados e é de fundamental importância para romper o filme de água quando do contato

pneu-pavimento. A maneira mais comum de se medir microtextura é através do ensaio de

pêndulo britânico. Já a macrotextura relaciona-se com as asperezas superficiais do pavimento,

formadas pelas protuberâncias causadas pelo agregado com comprimento de onda de 0,5 a

50mm e amplitude de 0,2 a 10mm. É relacionada ao atrito em altas velocidades, à capacidade

do pavimento drenar a água superficial evitando o fenômeno da hidroplanagem (Momm,

1998), à formação de spray, à formação do espelho noturno, ao aumento no consumo de

combustível, ao desgaste dos pneumáticos e aos excessivos níveis de ruído. A distribuição

granulométrica, as características dos agregados (forma, tamanho, etc.), a dosagem da mistura

e o processo construtivo influenciam muito na macrotextura final do pavimento. A maneira

mais difundida de medição da macrotextura é através do ensaio de mancha (ou altura) de

areia.

Existem vários equipamentos para a medição da condição de atrito de um revestimento, como,

por exemplo, o Griptester. É um equipamento que permite a medição do coeficiente de atrito

entre o pavimento e um pneu normalizado, montado em uma roda parcialmente bloqueada

(14,5%). A utilização desse equipamento proporciona uma maneira mais rápida e prática de

medir o atrito do pavimento quando comparado com a mancha de areia e o pêndulo britânico.

Na tentativa de se relacionar a resistência à derrapagem com as medidas de textura dos

pavimentos, Yandell et al. (1983) apud Masad et al. (2009), Abe et al. (2000) e Henry (2000)

são alguns exemplos de pesquisas que concorreram nessa direção. Portanto, sempre foi uma

preocupação o entendimento dos conceitos envolvidos na aderência pneu-pavimento, que é

definida por Pereira (2010) como a junção das características de atrito e de textura. Nesse

sentido, é desejável que se relacione os diversos coeficientes de atrito, obtidos por

equipamentos mais sofisticados, com as condições de textura do pavimento, definidas por

ensaios mais simples e usuais.

Além dos ensaios já mencionados, a caracterização da macrotextura e da microtextura da

superfície de pavimentos asfálticos pode ser obtida por meio de diversos outros tipos de

equipamentos que possuem características distintas. Os resultados dos ensaios obtidos por

esses diferentes equipamentos foram comparados e harmonizados por uma grande pesquisa

desenvolvida pela PIARC (Permanent International Association of Road Congress,

atualmente denominada de World Road Association) que converteu esses diferentes valores

em um índice internacional combinado, chamado de IFI – International Friction Index. Esse

índice é um dos parâmetros utilizados para quantificar a aderência pneu-pavimento, sendo,

consequentemente, usado como ferramenta, tendo em vista a redução de acidentes (Aps,

2006). O IFI integra o coeficiente de atrito medido à velocidade de referência de 60 km/h

(FR60) e o parâmetro (Sp) relacionado com a textura, de acordo com o modelo apresentado

na Figura 1. Assim, considera-se inicialmente um valor do coeficiente de atrito do pavimento

(FRS), obtido com um determinado equipamento, a uma velocidade de ensaio S, e um valor

da textura Tx. Com estes dados, através das equações ((1) e ((2), corrige-se o valor de FRS

em função da velocidade (S) e do parâmetro relacionado com a textura (Sp), determinando

FR60 (velocidade de referência de 60 km/h) (Wambold et al., 1995). Depois, com o valor de

FR60 e da textura Tx, através da equação (3), determina-se o IFI (F60).

(1)

(2)

(3)

em que FR60: valor do atrito do equipamento convertido à velocidade de 60 km/h;

FRS: valor de atrito medido à velocidade de deslocamento S;

S: velocidade de deslizamento do equipamento [km/h];

Sp: coeficiente de velocidade;

a e b: constantes determinadas em função do equipamento utilizado;

Tx: parâmetro de textura;

F60: valor de atrito harmonizado para velocidade de 60 km/h; e

A, B e C: constantes de calibração de acordo com os equipamentos utilizados no

experimento.

Figura 1: Determinação do IFI (AIPCR/ PIARC, 2003)

Bezerra Filho e Oliveira (2013) verificaram que existe uma correlação entre a macrotextura e

o coeficiente de atrito, mas o resultado pode ser considerado insatisfatório, em virtude de uma

grande variação nos valores analisados. Portanto, para tentar mitigar essa fraca relação entre

variáveis e melhor definir essa ligação, o presente estudo pretende estudar a correlação

existente entre a condição de textura do revestimento (macrotextura e microtextura) com a de

atrito da pista, medidas com mancha de areia, pêndulo britânico e Griptester. O IFI servirá

como fator concorrente entre essas medidas para facilitar o trabalho de relacionamento das

variáveis.

2. MATERIAIS E MÉTODOS

A seguir, serão apresentadas as caracterizações dos materiais utilizados na mistura asfáltica e

seus resultados de dosagem, bem como a metodologia dos ensaios de atrito realizados nessa

pesquisa.

2.1. Caracterização dos materiais do concreto asfáltico e sua dosagem

O Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP) utilizado na mistura asfáltica foi o CAP-50/70

originário da LUBNOR – Refinaria de Petróleo da PETROBRAS S.A. em Fortaleza-CE. Os

ensaios de caracterização, de acordo com a norma DNIT (2006a), são apresentados na Tabela

1.

Tabela 1: Caracterização do ligante asfáltico ENSAIO UNIDADE NORMA RESULTADO LIMITES

Penetração (100g, 5s, 25ºC) 0,1mm DNER ME 003/99 65 50-70

Viscosidade

Saybolt Furol

A 135ºC, mín

s

DNER ME 004/94

180

mín 141

A 150ºC, mín 104 mín 50

A 177ºC, mín

40

30 – 150

Espuma (Aquecimento a 177ºC) - - NESP NESP

Ponto de Fulgor ºC DNER ME 148/94 >300°C > 235ºC

Ponto de Amolecimento ºC DNER ME 247/94 49°C -

Índice de Susceptibilidade Térmica - - - 0,90 (-1,5) a (+0,7)

Densidade Real - NBR MB 387/65 1,027 -

O concreto asfáltico utilizado foi constituído de agregados graníticos originários de uma

pedreira da região, fazendo uso de material graúdo (brita 25mm e brita 19mm) e de miúdo

(bica de ½”), além do fíler (cimento Portland tipo CP II Z 32 RS). Todos foram caracterizados

segundo os ensaios previstos nas especificações da obra, cujos índices apresentaram-se

satisfatoriamente, conforme a Tabela 2.

Tabela 2: Caracterização dos agregados do concreto asfáltico ENSAIO NORMA AGREGADO RESULTADO LIMITES

Abrasão “Los Angeles” DNER ME 035/98 Brita 25mm 29,30%

≤ 40% Brita 19mm 24,40%

Adesividade

(0,07% de Petrodope C)

DNER ME 078/94

Brita 25mm

SATISFATÓRIA

SATISFATÓRIA Brita 19mm

Índice de Forma

DNER ME 086/94

Brita 25mm

0,72

≥ 0,50 Brita 19mm 0,52

Equivalente de Areia

DNER ME 054/97

Bica de 1/2"

72,84%

≥55% Areia Artificial 88,57%

Densidade Real

DNER ME 195/97

Brita 25mm

2,659

- Brita 19mm 2,662

Bica de 1/2" 2,648

Areia Artificial 2,672

Densidade Aparente

NBR 6458/84

Brita 25mm

1,278

- Brita 19mm 1,386

Bica de 1/2" 1,655

Areia Artificial 1,509

Na dosagem da mistura, foi utilizado o método Marshall, seguindo o preconizado na

especificação de projeto SGA. 01/800.82/01260/0, no Anexo 14 da ICAO (2004), no Manual

de procedimentos da INFRAERO (2007) e na Instrução de Aviação Civil 4302 do DAC

(2001). Dentre as nove faixas granulométricas possíveis, a especificação prevê o

enquadramento na faixa 2 para a camada superficial (capa). Na Tabela 3 é apresentado o

enquadramento granulométrico dos agregados utilizados na camada superficial, ilustrado pela

Figura 2. Na Tabela 4 e na Tabela 5 são apresentados dados físicos e volumétricos dessa

mistura asfáltica.

Tabela 3: Composição granulométrica da camada superficial

Série ASTM Abertura

(mm)

% em massa, passando

Faixa 2 Projeto de mistura

Camada superficial

1” 25,4 100 100

¾” 19,1 80-98 94

½” 12,7 68-93 73

N° 4 4,8 45-75 53

N° 10 2,0 32-62 35

N° 40 0,42 16-37 20

N° 80 0,18 10-24 12

N° 200 0,075 3-8 7

Figura 2: Curva granulométrica do projeto de mistura da camada superficial, delimitada pelos

limites da faixa 2 (Infraero) e por sua faixa de trabalho

Tabela 4: Traço de projeto da camada superficial Material Traço

Brita 25mm 14%

Brita 19mm 17%

Bica de 1/2" 67%

Fíler (cimento Portland) 2%

Teor de ligante 4,2%

Tabela 5: Características de projeto da camada superficial

Características Camada superficial (tipo “A”)

Especific. INFRAERO Valores obtidos

Estabilidade mínima (kgf) 816 1789

Fluência máxima (mm) 4 3,18

Vazios da mistura (Vv, %) 3-5 3,64

Relação betume-vazios (%) 70-80 73

Moldagem do corpo de prova

(golpes em cada face) 75 75

2.2. Metodologia dos ensaios

Os ensaios de mancha de areia (ASTM E-965/01) e de pêndulo britânico (ASTM E-303/98)

foram realizados por Ramos (2012) e publicados em sua pesquisa para determinar uma

medição de atrito pelo método IFI (International Friction Index), regulado pelo procedimento

da ASTM E-1960/07, que, apesar de não ser o método mais utilizado pelos órgãos

internacionais aeronáuticos, consegue comparar as informações de aderência em uma escala

idêntica em todos os países e contribuir para segurança (Wambold et al., 1995). Os ensaios

foram procedidos em 16 pontos do revestimento nas faixas imediatamente laterais ao eixo,

alternando-se os lados esquerdo e direito a cada 100 metros.

As medições contínuas de atrito foram realizadas através equipamento Griptester (modelo

MK2 Tipo D) em toda a extensão da Pista de Pouso e Decolagem (PPD) do aeroporto, na

faixa dos 3 metros distantes do eixo central, nos lados esquerdo e direito. A cada 10 metros,

os coeficientes de atrito foram registrados no computador do equipamento pelo seu valor

médio. Adotou-se a velocidade de ensaio de 65 km/h, em consonância com a ANAC (2012).

O volume de água na saída da bomba foi regulado de acordo com a velocidade de ensaio, de

forma que a espessura da película de água no revestimento fosse de 1 milímetro. O sentido de

deslocamento do equipamento foi escolhido da cabeceira 12 para a 30, conforme serão

realizadas as operações de pouso e decolagem no aeroporto.

De posse dos resultados, procedeu-se uma análise estatística buscando uma correlação

significante entre as variáveis. Para esse fim, utilizou-se os testes de normalidade de

Kolmogorov-Smirnov e de ajustes de curvas com auxílio do software Lab Fit.

3. RESULTADOS

As medições de textura determinadas pelos ensaios de mancha de areia e Pêndulo Britânico

(BP) serão descritas a seguir, bem como os resultados de atrito levantados com o equipamento

Griptester (GT). As classificações oriundas dos resultados, o cálculo do IFI e a análise

estatística servirão para produzir uma correlação significante entre os métodos de ensaio.

3.1. Ensaios de determinação da condição de textura do revestimento

Ramos (2012) realizou os ensaios de mancha de areia, definido por sua altura (hm, em mm), e

de pêndulo britânico, revelado pelo British Pendulum Number (BPN), na pista de pouso e

decolagem. Ainda houve a correção da medição de BPN de acordo com a temperatura da água

utilizada para o ensaio (BPN20), conforme prevê DNIT (2006b). O traço do concreto asfáltico

foi mantido o mesmo durante toda a pista, que não havia entrado em operação. A Tabela 6

revela os resultados encontrados nos pontos de ensaio.

Tabela 6: Resultado dos ensaios de pêndulo britânico e de mancha de areia da PPD (Ramos,

2012)

Estaca Distância

(m)

Temp. Pista

(°C) Faixa BPNTºC

BPN20

(corrigido)

Macrotextura

(hm)

8 160 48 1 LD 83,0 86,0 0,77

13 260 45 1 LE 73,8 76,8 0,73

18 360 48 1 LD 85,2 88,2 0,78

23 460 47 1 LE 81,4 84,4 0,78

28 560 46 1 LE 77,0 80,0 0,78

33 660 45 1 LD 70,4 73,4 0,76

38 760 44 1 LE 71,4 74,4 0,77

43 860 43 1 LD 77,8 80,8 0,78

48 960 42 1 LE 77,0 80,0 0,77

53 1060 41 1 LD 78,0 81,0 0,76

58 1160 40 1 LD 76,8 79,8 0,77

63 1260 38 1 LE 75,4 77,4 0,72

68 1360 40 1 LE 70,4 73,4 0,75

73 1460 38 1 LE 75,0 77,0 0,78

78 1560 37 1 LE 75,2 77,2 0,77

83 1660 37 2 LE 77,4 79,4 0,72

Média 76,6 79,3 0,76

Desvio Padrão 4,2 4,2 0,02

Com base em ANAC (2012) e ABPv (1999) apud Bernucci et al. (2010), pode-se classificar a

PPD do Aeroporto de São Gonçalo do Amarante-RN, revelando uma microtextura muito

rugosa e macrotextura média. Ainda de acordo com as referências citadas, pistas novas devem

possuir o valor da macrotextura mínimo de 0,6mm. Dessa forma, verifica-se que o valor

médio da macrotextura de 0,76 é o suficiente para o citado órgão regulador.

3.2. Ensaio de determinação de atrito

O equipamento Griptester realizou a medição do atrito segundo a metodologia adotada, ainda

antes do início das operações de pouso e decolagem no pavimento. No dia do ensaio, a

temperatura do ambiente estava em 33ºC e a da pista em 35ºC. A Figura 3 ilustra os valores

de atrito levantados até a extensão de interesse (1800m), no lado esquerdo e no direito do eixo

central, sendo que cada barra representa o valor médio do atrito (Grip Number – GN) medido

ao longo de 10 metros de extensão. O relatório de ensaio ainda divide cada lado em três

trechos considerados homogêneos (de -100m a 0, de 0 a 900m e de 900m a 1800m). Ressalta-

se que o equipamento necessita de 150 metros de extensão para sua aceleração e

desaceleração; portanto, desconsiderar-se-á o levantamento executado nesses trechos (início

da cabeceira 12).

Figura 3: Escala de valores de atrito levantados pelo equipamento Griptester na PPD

Com esses resultados médios, a PPD do Aeroporto de São Gonçalo do Amarante atende aos

requisitos exigidos pela ANAC (2012) para atrito de uma pista recém-construída (valores de

GN acima do nível de manutenção de 0,53). Para facilitar a correlação, agrupou-se os dados

coletados nos mesmos pontos que os ensaios de determinação da condição de textura do

revestimento, conforme a Tabela 7.

Tabela 7: Valores de atrito do Griptester nos pontos de interesse de correlação

Estaca Distância

(m) Faixa GN

8 160 1 LD 0,83

13 260 1 LE 0,74

18 360 1 LD 0,79

23 460 1 LE 0,69

28 560 1 LE 0,76

33 660 1 LD 0,79

38 760 1 LE 0,74

43 860 1 LD 0,73

48 960 1 LE 0,82

53 1060 1 LD 0,81

58 1160 1 LD 0,82

63 1260 1 LE 0,80

68 1360 1 LE 0,78

73 1460 1 LE 0,76

78 1560 1 LE 0,74

83 1660 2 LE 0,73

Média 0,77

Desvio Padrão 0,04

3.3. Cálculo do IFI

Após determinação dos parâmetros de textura e atrito da superfície da PPD do Aeroporto de

São Gonçalo do Amarante, efetuou-se o procedimento da ASTM E-1960/07, com o cálculo

das constantes de velocidade Sp e do número de atrito F60, conforme observa-se na Tabela 8.

Pode-se verificar que, em média, o valor de F60 resultante dos dados do Griptester ficou

15,2% superior ao encontrado com o pêndulo britânico.

Tabela 8: Cálculo dos parâmetros do IFI para o pêndulo britânico (BP) e Griptester (GT)

Estaca Distância

(m) Faixa

BPN20

(corrigido) GN

Macrotextura

(hm) Sp F60(BP) F60(GT) F60(GT) / F60(BP)

8 160 1 LD 86,0 0,83 0,77 75,872 0,412 0,471 1,144

13 260 1 LE 76,8 0,74 0,73 71,328 0,361 0,414 1,147

18 360 1 LD 88,2 0,79 0,78 77,008 0,425 0,455 1,073

23 460 1 LE 84,4 0,69 0,78 77,008 0,409 0,408 0,999

28 560 1 LE 80,0 0,76 0,78 77,008 0,390 0,440 1,126

33 660 1 LD 73,4 0,79 0,76 74,736 0,357 0,448 1,256

38 760 1 LE 74,4 0,74 0,77 75,872 0,364 0,428 1,177

43 860 1 LD 80,8 0,73 0,78 77,008 0,394 0,428 1,087

48 960 1 LE 80,0 0,82 0,77 75,872 0,387 0,463 1,197

53 1060 1 LD 81,0 0,81 0,76 74,736 0,388 0,456 1,175

58 1160 1 LD 79,8 0,82 0,77 75,872 0,386 0,463 1,200

63 1260 1 LE 77,4 0,80 0,72 70,192 0,360 0,436 1,212

68 1360 1 LE 73,4 0,78 0,75 73,600 0,354 0,437 1,235

73 1460 1 LE 77,0 0,76 0,78 77,008 0,378 0,440 1,164

78 1560 1 LE 77,2 0,74 0,77 75,872 0,376 0,428 1,141

83 1660 2 LE 79,4 0,73 0,72 70,192 0,368 0,407 1,106

Média 1,152

3.4. Análise estatística

Primeiramente, houve a realização do teste de normalidade de Kolmogorov-Smirnov em

todos os 16 pontos, para os dados dos ensaios de textura e atrito, com a finalidade de verificar

a distribuição das amostras segundo esse critério. A Tabela 9 mostra que, com os valores

estatísticos abaixo do valor crítico, não há evidências para rejeitar a hipótese de normalidade

dos dados, para um nível de significância de 5%. Os P-valores altos confirmam a não rejeição

da hipótese de normalidade, com exceção à variável “Macrotextura”, que deve ser tratada com

maior cautela e avaliada dentro do modelo a ser proposto.

Tabela 9: Teste de normalidade de Kolmogorov-Smirnov para os dados coletados Parâmetros Macrotextura BPN GN

Número de dados 16 16 16

Estat: Kolmogorov-Smirnov 0,275 0,159 0,146

P-valor 0,002 0,345 0,482

Estat Crítico 0,340 0,340 0,340

Em seguida, realizou-se o teste de valor extremo (Grubbs) para verificar a existência de dados

extremos e possivelmente incorretos nos dados. Entretanto, a Tabela 10 mostra que tanto o

valor mínimo (T1) quanto o valor máximo (Tn) ficaram abaixo do valor crítico, rejeitando a

hipótese da existência do valor extremo a um nível de significância de 5%.

Tabela 10: Teste de valores extremos para os dados coletados Parâmetros Macrotextura BPN GN

Média 0,762 79,325 0,771

Desvio Padrão 0,021 4,240 0,039

T1 1,990 1,397 2,013

Tn 0,861 2,093 1,589

T crítico 2,586 2,586 2,586

Assim, com os dados de macrotextura e BPN, bem como seu respectivo valor de F60(BP),

procurou-se inferir os valores de GN ou F60(GT). Uma matriz de correlação foi montada com

esses parâmetros, juntamente com as relações de razão entre eles, para a busca das melhores

variáveis independentes. Dessa forma, pode-se selecionar as variáveis mais importantes para o

futuro modelo dentre aquelas que apresentarem correlações mais fortes (mais próximas da

unidade) e baixos P-valores. A Tabela 11 ilustra os valores de correlação e seus respectivos P-

valores encontrados.

Tabela 11: Matriz de correlação e P-valores dos parâmetros de ensaio Matriz de Correlação: Pearson

BPN Macrotextura GN F60(GT) F60(BP) GN/BPN F60(GT)/F60(BP)

BPN 1,000 0,368 0,141 0,275 0,951 -0,677 -0,699

Macrotextura 0,368 1,000 -0,023 0,371 0,638 -0,298 -0,316

GN 0,141 -0,023 1,000 0,920 0,111 0,631 0,608

F60(GT) 0,275 0,371 0,920 1,000 0,353 0,469 0,442

F60(BP) 0,951 0,638 0,111 0,353 1,000 -0,658 -0,682

GN/BPN -0,677 -0,298 0,631 0,469 -0,658 1,000 0,999

F60(GT)/F60(BP) -0,699 -0,316 0,608 0,442 -0,682 0,999 1,000

Matriz de P-valores

BPN Macrotextura GN F60(GT) F60(BP) GN/BPN F60(GT)/F60(BP)

BPN 1,000 0,161 0,602 0,303 0,000 0,004 0,003

Macrotextura 0,161 1,000 0,931 0,157 0,008 0,262 0,233

GN 0,602 0,931 1,000 0,000 0,681 0,009 0,012

F60(GT) 0,303 0,157 0,000 1,000 0,180 0,067 0,087

F60(BP) 0,000 0,008 0,681 0,180 1,000 0,006 0,004

GN/BPN 0,004 0,262 0,009 0,067 0,006 1,000 0,000

F60(GT)/F60(BP) 0,003 0,233 0,012 0,087 0,004 0,000 1,000

Analisando as variáveis dependentes GN, F60(GT), GN/BPN e F60(GT)/F60(BP),

verificamos que apenas essas duas últimas possuem correlação razoável com os dados

oriundos dos ensaios de pêndulo britânico e mancha de areia, corroborado pelo P-valor

inferior ao nível de significância estabelecido (5%). Então, com o auxílio do software Lab Fit,

determinou-se os coeficientes de correlação (R2) dos ajustes envolvendo as variáveis de atrito

e textura, conforme a Tabela 12.

Tabela 12: Modelos de ajustes estatísticos aos dados provenientes dos ensaios Variável

Dependente

Variável

Independente 1

Variável

Independente 2 Modelo R2

GN/BPN F60(BP) Sp Y=(A+X1)/(B+C*X2^2)+D*X2 0,653

F60(GT)/F60(BP) Macrotextura BPN Y=(A+X2)/(B+C*X1^2)+D*X1 0,676

Portanto, baseando a escolha no melhor ajuste, a equação (4) é a que melhor representa a

correlação entre os dados. Apenas para gerar uma melhor visualização da correlação

encontrada entre as variáveis, aplicou-se os dados dos ensaios nessa equação, verificando, de

acordo com a Tabela 13, uma diferença média de 2,8% entre o F60(GT) calculado e o real. A

Figura 4 também compara essas variáveis, utilizando a reta de igualdade e os limites superior

e inferior, de diferença média de 2,8%.

(4)

em que F60(GT): número de atrito F60 oriundo do ensaio com Griptester;

F60(BP): número de atrito F60 oriundo do ensaio com pêndulo britânico;

BPN: número de atrito do ensaio de pêndulo britânico;

Hm: altura da mancha de areia [mm];

A: constante = -62,181;

B: constante = -3190,899;

C: constante = 5082,002; e

D: constante = 1,655.

Tabela 13: Diferença entre o F60(GT) real e o calculado

Estaca Distância

(m) Faixa

F60(GT)

real

F60(GT)

calculado Diferença

8 160 1 LD 0,471 0,470 0,3%

13 260 1 LE 0,414 0,425 2,6%

18 360 1 LD 0,455 0,436 4,2%

23 460 1 LE 0,408 0,436 6,7%

28 560 1 LE 0,440 0,434 1,4%

33 660 1 LD 0,448 0,433 3,4%

38 760 1 LE 0,428 0,439 2,4%

43 860 1 LD 0,428 0,434 1,4%

48 960 1 LE 0,463 0,454 1,9%

53 1060 1 LD 0,456 0,459 0,8%

58 1160 1 LD 0,463 0,454 2,1%

63 1260 1 LE 0,436 0,419 4,0%

68 1360 1 LE 0,437 0,427 2,2%

73 1460 1 LE 0,440 0,431 2,0%

78 1560 1 LE 0,428 0,447 4,3%

83 1660 2 LE 0,407 0,427 4,9%

Média 0,439 0,439 2,8%

Desvio Padrão 0,014 0,019 1,6%

Figura 4: Gráfico comparativo dos valores de F60(GT) calculado e F60(GT) real, com

plotagem de linha de igualdade e limites 2,8% inferiores e superiores

4. CONCLUSÕES

De acordo com os dados relatados, foi apresentado um estudo de caso aplicado na obra do

Novo Aeroporto Internacional da Grande Natal, objetivando uma correlação entre a medição

de atrito na pista de pouso com o pêndulo britânico e com o Griptester. Os materiais do

revestimento em concreto asfáltico foram caracterizados de acordo com a especificação da

obra, apresentando resultados compatíveis com o controle tecnológico adotado.

Nos ensaios de avaliação da macrotextura, verificou-se, através ensaio de mancha de areia,

que a profundidade média de 0,76 mm obtida nos pontos ensaiados está compatível com um

concreto asfáltico denso e de granulometria contínua, situando-se acima do valor exigido pela

ANAC (2012) para uma pista recém-construída. A condição de microtextura do revestimento

também foi analisada, através ensaios de pêndulo britânico, obtendo um resultado médio

satisfatório, na ordem de 79,3 BPN. Então, a pista de pouso e decolagem pode ser classificada

com macrotextura média e microtextura muito rugosa. A condição de atrito da pista de pouso

e decolagem foi determinada com o auxílio do equipamento Griptester. O ensaio executado a

65 km/h revelou uma condição bem superior àquela exigida pela ANAC (2012), corroborando

com as classificações obtidas pelos ensaios de determinação da condição da textura do

revestimento.

Porém, para que se pudesse estabelecer uma correlação entre a condição de textura e o atrito,

foi necessário o cálculo dos índices Sp e F60, preconizados pelo International Friction Index,

de cada equipamento, onde a diferença de velocidades dos ensaios pode ser relacionada à

macrotextura do revestimento. Assim determinou-se que, para esses pontos ensaiados, o valor

de F60 calculado com os dados do Griptester (F60(GT)) é, em média, 15,2% superior ao

determinado com os índices do pêndulo britânico (F60(BP)). Para formalizar essa correlação,

estabeleceu-se uma análise estatística, onde prevaleceu um coeficiente de correlação (R2) de

0,676 do modelo proposto pela equação (4), que envolve as variáveis F60(GT), F60(BP),

BPN e macrotextura (altura da mancha de areia). A relação entre as variáveis pode ser melhor

visualizada com o cálculo da diferença média entre o valor de F60(GT) calculado pelo

modelo e o real, que foi de 2,8%.

Portanto, foi possível o estabelecimento plausível de uma relação estatisticamente significante

entre os ensaios de atrito realizados pelo Griptester e pelo pêndulo britânico para os valores

coletados em pista. Ressalta-se que esse modelo ainda deve ser validado por futuros ensaios a

serem realizados, porém a inserção do IFI nos modelos de correlação entre os coeficientes de

atrito e a condição de textura do revestimento tornam essas ligações mais promissoras. O

coeficiente de correlação ainda pode ser melhorado, com a coleta de mais dados de ensaios de

pêndulo britânico ao modelo.

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Filipe Almeida Corrêa do Nascimento (filipeacn@yahoo.com.br)

Nerinei Alves Batista (nerinei@gmail.com)

Antonio Carlos Rodrigues Guimarães (guimarães@ime.eb.br)

Pós-Graduação em Engenharia de Transportes, Instituto Militar de Engenharia

Praça General Tiburcio, 80 – Rio de Janeiro, RJ, Brasil