使用经验和机械经验方法分析高速公路的实施和维护成本

Jardel Andrade de Oliveira, Marcos Felipe Macêdo Cardoso, Samuel de Almeida Torquato e Silva, I. Bessa, M. Farias, L. Babadopulos, Beatriz Chagas Silva Gouveia, Jorge Barbosa Soares
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Nesse contexto, percebe-se que há potencial para combinação de estratégias de dimensionamento (com respectivas previsões de evolução de deterioração) com métodos de Análise do Custo de Ciclo de Vida (ACCV), do inglês, Life Cycle Cost Analysis (LCCA), com vistas a ajudar a selecionar opções adequadas de estruturas de pavimentos e de atividades de M&R que, combinadas, gerem pavimentos econômica e tecnicamente mais eficientes. Este artigo visa a avaliar os métodos empírico e mecanístico-empírico mais usados no Brasil quanto à sua capacidade em dimensionar pavimentos eficientemente ao se considerar os custos de ciclo de vida, em diferentes cenários de tráfego. Adotou-se como indicador de desempenho o percentual previsto de área trincada (%AT) obtido por simulações com o software MeDiNa. De maneira a manter a comparabilidade entre os cenários avaliados, apenas uma estratégia de M&R foi adotada: fresagem e recomposição total da camada de revestimento asfáltico. Tal ação é adotada sempre que o %AT previsto chega a 30% (critério de projeto adotado no MeDiNa). Diferentes alternativas de pavimentos demandaram mais ou menos repetições da ação de manutenção proposta. Foi possível concluir que, em cenários com maiores tráfegos, o uso de um método de dimensionamento mais mecanicista (no caso o método mecanístico-empírico implementado no MeDiNa) tende a reduzir o volume de recursos necessários para conjuntamente implantar e manter pavimentos ao longo do ciclo de vida. Nesses cenários, o valor do revestimento é muito alto e grandes intervenções são de alto custo e precisam ser evitadas durante o horizonte de projeto. 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摘要

在路面设计阶段和使用寿命期间做出的决定可能会影响路面的性能和老化速度。这包括使用不同设计方法确定路层系统(材料和厚度),以及选择养护和修复(M&R)活动。在这种情况下,将设计策略(及其各自的老化演变预测)与寿命周期成本分析(LCCA)方法相结合,以帮助选择合适的路面结构和养护与修复活动方案,从而在经济上和技术上提高路面的效率。本文旨在评估巴西最常用的经验方法和机械经验方法在考虑生命周期成本的情况下,在不同交通情况下高效设计路面的能力。采用的性能指标是使用 MeDiNa 软件模拟得出的预测裂缝面积百分比(%AT)。为了保持所评估方案之间的可比性,只采用了一种铣刨和翻新策略:铣刨和全面翻新沥青面层。只要预测的沥青面层摊铺率(%AT)达到 30%(MeDiNa 采用的设计标准),就会采取这一措施。不同的路面方案需要重复更多或更少的建议维护措施。由此可以得出结论,在交通流量较大的情况下,使用机械性更强的设计方法(在这种情况下,MeDiNa 采用的是机械-经验方法)往往会减少在整个生命周期内共同安装和维护路面所需的资源量。在这些情况下,路面的价值非常高,大的干预措施成本高昂,需要在设计周期内避免。另一方面,对于设计流量较小的路面来说,这种逻辑正好相反,如果路面尺寸过小,其生命周期成本较低,就有理由降低建设投资。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Análise de custos de implantação e de manutenção de rodovias dimensionadas por métodos empírico e mecanístico-empírico
Decisões tomadas na fase de dimensionamento e durante a vida útil de pavimentos têm potencial de impactar o seu desempenho e ritmo de deterioração. Citam-se a definição do sistema de camadas (materiais e espessuras), que pode se dar por diferentes métodos de dimensionamento, e a escolha das atividades de manutenção e reabilitação (M&R). Nesse contexto, percebe-se que há potencial para combinação de estratégias de dimensionamento (com respectivas previsões de evolução de deterioração) com métodos de Análise do Custo de Ciclo de Vida (ACCV), do inglês, Life Cycle Cost Analysis (LCCA), com vistas a ajudar a selecionar opções adequadas de estruturas de pavimentos e de atividades de M&R que, combinadas, gerem pavimentos econômica e tecnicamente mais eficientes. Este artigo visa a avaliar os métodos empírico e mecanístico-empírico mais usados no Brasil quanto à sua capacidade em dimensionar pavimentos eficientemente ao se considerar os custos de ciclo de vida, em diferentes cenários de tráfego. Adotou-se como indicador de desempenho o percentual previsto de área trincada (%AT) obtido por simulações com o software MeDiNa. De maneira a manter a comparabilidade entre os cenários avaliados, apenas uma estratégia de M&R foi adotada: fresagem e recomposição total da camada de revestimento asfáltico. Tal ação é adotada sempre que o %AT previsto chega a 30% (critério de projeto adotado no MeDiNa). Diferentes alternativas de pavimentos demandaram mais ou menos repetições da ação de manutenção proposta. Foi possível concluir que, em cenários com maiores tráfegos, o uso de um método de dimensionamento mais mecanicista (no caso o método mecanístico-empírico implementado no MeDiNa) tende a reduzir o volume de recursos necessários para conjuntamente implantar e manter pavimentos ao longo do ciclo de vida. Nesses cenários, o valor do revestimento é muito alto e grandes intervenções são de alto custo e precisam ser evitadas durante o horizonte de projeto. Já para pavimentos destinados a atender menores tráfegos, esta lógica se inverte, e o menor investimento na construção pode se justificar ao ponto de pavimentos subdimensionados terem menores custos de ciclo de vida.
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