O uso da simulação de veículos pesados na definição de fatores de agressividade

Abstract

O fluxo de tráfego de veículos pesados é um dos parâmetros que mais influencia o dimensionamento de pavimentos rodoviários. Em Portugal, esse fluxo é convertido num número equivalente de eixos-padrão, através de fatores de agressividade. Contudo, os fatores de agressividade mantêm-se inalterados desde, pelo menos 1995, pelo que se apresentam alheios à evolução que se tem vindo a verificar relativamente à frota de veículos pesados de mercadorias. Adicionalmente, novas metodologias de dimensionamento têm surgido, as quais se baseiam em espetros de carga contruídos através de dados coletados em estações de pesagem dinâmica (WIM – Weigh-in-motion), dados estes que nem sempre estão disponíveis.Com o intuito de superar a indisponibilidade de dados WIM, a presente dissertação avalia o uso da simulação de veículos pesados na definição dos fatores de agressividade. Para o efeito, analisaram-se os veículos que compõem o parque automóvel em Portugal, em termos de pesados de mercadorias. Posteriormente, os veículos que se verificaram ser os mais predominantes foram simulados para diferentes pesos de carga, obtendo-se as cargas aplicadas por cada pneu à estrutura do pavimento. Com essas cargas, calculou-se a agressividade para diferentes pesos de carga, construíram-se regressões e definiu-se uma metodologia que permite o cálculo da agressividade considerando apenas o número de veículos e o fator de carga. Em paralelo, usaram-se dados WIM e calculou-se a agressividade do tráfego coletado num ano. Finalmente, procedeu-se à validação da metodologia, através da comparação da agressividade simulada com a agressividade do tráfego coletado.Do trabalho realizado concluiu-se que os fatores de agressividade determinados através de simulação de veículos eram bastante aproximados dos fatores de agressividade obtidos através dos dados de tráfego coletados. Assim sendo, é possível afirmar-se que a indisponibilidade dos dados WIM pode ser ultrapassada recorrendo à simulação de veículos pesados. O mesmo trabalho permitiu também concluir que a definição de fatores de agressividade é influenciada por diversos parâmetros, dos quais apenas se considerou na presente dissertação o tipo de pneu e a área de contacto pneu-pavimento, o fator de carga e os mecanismos de deterioração.

The traffic flow of heavy vehicles is one of the parameters that most influence the design of road pavements. In Portugal, this flow is converted into a number of equivalent standard axle load, through aggressiveness factors.However, the aggressiveness factors have remained unchanged since at least 1995 and have therefore not kept pace with the evolution of the heavy goods vehicle fleet. In addition, new design methodologies have emerged, which are based on load spectra built through data collected in weigh-in-motion (WIM) stations. However, these data are not always available.In order to overcome the unavailability of WIM data, the present dissertation evaluates the use of heavy vehicle simulation to define aggressiveness factors. For this purpose, the Portuguese heavy goods vehicles fleet was analyzed. Subsequently, the most representative fleet’s vehicles were simulated for different load weights, obtaining the loads applied by each tyre to the pavement structure. With these loads, the aggressiveness was calculated for different load weights, regressions were constructed and a methodology was defined that allows the calculation of the aggressiveness considering only the number of vehicles and the load factor. In parallel, WIM data were used and the aggressiveness of the traffic collected in a year was calculated. Finally, the methodology was validated by comparing the simulated aggressiveness with the aggressiveness of the collected traffic.From the work carried out, it was concluded that the aggressiveness factors determined through vehicle simulation were quite close to the aggressiveness factors obtained through traffic data collected. Therefore, it can be stated that the unavailability of the WIM data can be overcomed by using heavy vehicle simulation.The same work also allowed us to conclude that the definition of aggressiveness factors is influenced by several parameters, of which only the tyre type and the tire-pavement contact area, the load factor and the deterioration mechanisms were considered in the present dissertation.