ETAPAS DE UMA OBRA DE PAVIMENTAÇÃO E
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO PARA UMA
VIA NA ILHA DO FUNDÃO
Anna Carolina Rossi
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO PARA UMA
VIA NA ILHA DO FUNDÃO
Anna Carolina Rossi
Curso de Engenharia Civil da Escola
Politécnica, Universidade Federal do Rio de
Janeiro, como parte dos requisitos
necessários à obtenção do título de
Engenheiro.
PAVIMENTO PARA UMA VIA NA ILHA DO FUNDÃO
Anna Carolina Rossi
TRABALHO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE ENGENHARIA
CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE
DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL.
Examinado por:
Eng. Leonardo Santana Cavalcanti – Secretaria de Obras - PCRJ
Rio de Janeiro, RJ – Brasil
Fevereiro de 2017
dimensionamento para uma via na Ilha do Fundão/ Anna
Carolina Rossi. – Rio de Janeiro: UFRJ/ Escola Politécnica,
2016.
Orientador: Sandra Oda
/ Curso de Engenharia Civil, 2017.
Referências Bibliográficas: p. 60.
do DNER.
Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Civil. III.
Etapas de uma obra de pavimentação e aplicação no campus
da UFRJ na Ilha do Fundão.
iv
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiro a minha família que sempre me apoia em todos os
projetos da minha vida e me dá sempre toda a estrutura necessária para eu
alcançar minhas conquistas e objetivos.
Agradeço ao homem mais importante da minha vida, meu pai Humberto,
que sempre me mostrou que com honestidade e garra sempre é possível
atingir todos os objetivos de nossas vidas.
A minha melhor e eterna amiga, minha mãe Maria Angelina, que sempre
me apoia e suporta nas decisões e está sempre disposta a fazer tudo para que
eu possa realizar meus sonhos, além de entender meus momentos de stress
durante os anos de faculdade e realização desse trabalho.
Meus irmãos Guilherme e Fellipe, que são como pais para mim, e que
serviram como exemplo de sucesso na minha vida.
Aos meus amigos da faculdade que fizeram que essa etapa da minha
vida se tornasse ainda mais inesquecível.
Ao meu namorado Miguel, que sempre me apoiou em todas as minhas
necessidades e estresse durante a faculdade.
A minha melhor amiga Bianca que sempre está comigo em todas as
minhas conquistas e me conforta nos momentos ruins.
A minha orientadora Sandra Oda que sempre está disposta a ajudar,
mesmo que tenha outros alunos para orientar sempre arrumou espaço para me
auxiliar nesse projeto, além de ser uma excelente professora que me fez ter
gosto por pavimentação e decidir escrever esse projeto. Um exemplo de
professora que se tornou amiga e aturou alguns momentos de falta de
esperança que esse projeto pudesse sair em tão pouco tempo.
E a Deus, em quem depositei todas as esperanças e me deu força para
seguir firme durante todos os anos de faculdade.
v
Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ
como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro
Civil.
Etapas de uma Obra de Pavimentação e Dimensionamento de Pavimento
para uma Via na Ilha do Fundão
Anna Carolina Rossi
Orientador: Sandra Oda
Curso: Engenharia Civil
Diariamente os cidadãos precisam deixar seus lares para irem ao trabalho e na
maioria dos casos utilizam as vias da cidade para tal. A rapidez e segurança
dessas viagens estão ligadas diretamente a qualidade do pavimento das ruas,
avenidas e estradas. Muitas pessoas dirigem quilômetros até o trabalho e a
boa condição das vias se faz cada vez mais importante. Uma boa
pavimentação requer uma adequada estrutura, porém para que essa estrutura
seja realizada da maneira correta algumas etapas no projeto são necessárias.
O foco principal desse trabalho é definir tais etapas explicando a sua
importância para o projeto final e bom funcionamento do pavimento. Ao fim do
trabalho um exemplo de um projeto de pavimentação de uma via localizada no
campus da UFRJ na Ilha do Fundão será apresentado para ilustrar tais etapas
onde foi dimensionada a estrutura do pavimento pelo Método do DNER e
realizando uma estimativa do orçamento da obra.
Palavras-chaves: Pavimentação, Contagem de Tráfego, Método do DNER, Ilha
do Fundão, UFRJ, Orçamento.
Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial
fulfillment of the requirements for the degree of Engineer.
Stages of a Pavement Work and Scaling of Pavement for a Road located at Ilha
do Fundão
Advisor: Sandra Oda
Course: Civil Engineer
Citizens need to leave their home to go to work every day, and most of them use the
roads of the city. The fastest and safest trips depend directly on the quality of the
pavement of the roads. A lot of people drive miles to get at work and a good
condition of the roads are increasily important. A good pavement requires an
adequate structure, however some steps in the project of this structure are needed to
make this good one. The focus of this paper is to define these steps to explain its
importance to the project and the good performance of the pavement. In the end of
this work, an example of a pavement project of a road located in UFRJ campus at
Ilha do Fundão is shown to illustrate the steps and scaling the structure of the
pavement using DNER method and estimating the cost of the work.
Key-words: Pavement, traffic counting, DNER method, Ilha do Fundão, Budget.
7
SUMÁRIO
2. PAVIMENTAÇÃO ......................................................................................................... 13
2.1.1. Pavimento flexível .......................................................................................... 14
2.1.2. Pavimento Rígido ........................................................................................... 15
2.1.3. Pavimento Semirrígido ................................................................................... 16
2.3.3. Sub-base ........................................................................................................ 23
2.3.4. Base ............................................................................................................... 23
2.3.5. Revestimento .................................................................................................. 24
2.4. SERVIÇOS ............................................................................................................... 24
2.4.2. Imprimação ..................................................................................................... 25
2.4.3. Fresagem ....................................................................................................... 25
2.5. DOSAGEM ............................................................................................................... 25
2.5.2. Mistura Asfáltica ............................................................................................. 28
2.5.2.1. Procedimento Marshall ............................................................................... 28
2.5.2.2. Procedimento Superpave ............................................................................ 29
2.6.2. Determinação do número N ............................................................................ 30
2.6.3. Coeficiente de equivalência (k) ....................................................................... 32
3. PROJETO DE PAVIMENTAÇÃO ................................................................................. 36
3.1. ETAPAS DE PROJETO DE PAVIMENTO ........................................................................ 36
3.1.1. Estudo Preliminar ........................................................................................... 36
3.1.2. Projeto Básico ................................................................................................ 37
3.1.2.2. Estudo do pavimento existente ................................................................... 38
3.1.2.3. Tráfego ....................................................................................................... 38
3.1.2.4.1. Sondagem do subleito............................................................................ 39
3.1.2.4.3. Ensaio de Índice de Suporte Califórnia .................................................. 40
3.1.2.4.4. Ensaio de Caracterização do Solo ......................................................... 41
3.1.2.4.5. Classificação HRB ................................................................................. 42
3.1.3. Projeto Executivo ............................................................................................ 43
3.1.3.3. Conteúdo Técnico ....................................................................................... 44
a) Serviços preliminares ......................................................................................... 45
4. ESTUDO DE CASO ..................................................................................................... 47
4.1. LOCALIZAÇÃO .......................................................................................................... 47
4.2. CARACTERÍSTICAS ................................................................................................... 48
4.2.2. Dimensionamento ........................................................................................... 50
4.2.4. Número N ....................................................................................................... 51
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS E SUGESTÕES DE TRABALHOS FUTUROS ................ 61
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................... 62
Figura 2 - Estrutura de pavimento rígido .............................................................................. 15
Figura 3 - Estrutura de pavimento semirrígido ..................................................................... 16
Figura 4 - Brita graduada simples ........................................................................................ 17
Figura 5 - Macadame hidráulico ........................................................................................... 17
Figura 6 - Macadame seco .................................................................................................. 18
Figura 7 - Solo agregado ..................................................................................................... 18
Figura 8 – Rachão ............................................................................................................... 19
Figura 9 - Exemplo do gráfico do método de Ruthfucs. ........................................................ 27
Figura 10 - Volumes preenchidos com agregados. .............................................................. 28
Figura 11 - Fator de equivalência de operações, FEO - Eixo simples .................................. 31
Figura 12 - Fator de equivalência de operações, FEO - Tandem duplo ............................... 32
Figura 13 - Fator de equivalência de operações, FEO - Tandem triplo ................................ 32
Figura 14 - Gráfico de dimensionamento do método do DNER (adaptado) .......................... 34
Figura 15 - Gráfico de dimensionamento do método do DNER (adaptado) .......................... 35
Figura 16 - Classificação HRB ............................................................................................. 43
Figura 17 - Ilha do Fundão ................................................................................................... 47
Figura 18 - Foto das Condições do Local a ser Pavimentado .............................................. 49
Figura 19 -Foto das Condições do Local a ser Pavimentado ............................................... 49
Figura 20 - Foto das Condições do Local a ser pavimentado ............................................... 49
Figura 21 - Via a ser pavimentada ....................................................................................... 50
Figura 22 – Gráfico utilizado para o dimensionamento ........................................................ 53
Figura 23 - Estrutura do pavimento calculado ...................................................................... 54
Figura 24 - Gráfico utilizado para o dimensionamento ......................................................... 58
Figura 25 - Estrutura do Pavimento Calculado ..................................................................... 59
10
Tabela 1 - Coeficientes Estruturais ...................................................................................... 33
Tabela 2 - Relação entre o número N e as espessuras mínimas de revestimento ............... 34
11
1. INTRODUÇÃO
A pavimentação é de importância muito significativa para a população, em um
mundo globalizado é impossível não necessitar de vias pavimentadas para se
locomover. Obviamente que em alguns locais nem sempre há uma pavimentação
adequada, ou nem mesmo qualquer pavimentação, mas é importante que se
entenda que um projeto de um pavimento bem estruturado e bem executado pode
trazer benefícios não só para motoristas e sim para a população como um todo.
Muitos acidentes acontecem devido a uma má pavimentação, muitas vezes os
motoristas não têm como escapar das falhas das vias por elas estarem espalhadas
pelo trajeto todo, mas isso não é uma questão impossível de se solucionar. Antes da
execução de qualquer obra é necessário o seu planejamento para que o projeto seja
realizado de forma adequada para o local. Mas além do projeto para construir o
pavimento, após o uso a manutenção do pavimento é necessária para que se possa
evitar uma grande obra para reconstruir o pavimento prematuramente.
Os custos de uma obra de pavimentação podem ser bastante elevados, porém se
forem feitos corretamente respeitando os parâmetros do projeto e etapas da
construção haverá uma economia com futuros danos devido a má qualidade das
vias, tanto para os usuários como para o governo.
1.1. Justificativa
A justificativa deste TCC é indicar, de uma maneira sucinta, as etapas do projeto de
uma pavimentação mostrando sua importância para o bom desempenho do
pavimento, e, além disso, apresentar um estudo de caso que irá ilustrar as etapas de
dimensionamento da estrutura de um pavimento na Ilha do Fundão da UFRJ.
1.2. Objetivos
O trabalho tem como objetivo principal apresentar todas as etapas que devem conter
um projeto de pavimentação, tomando como estudo de caso um trecho de
pavimento da Cidade Universitária da UFRJ no campus da Ilha do Fundão.
12
1.3. Estrutura do Trabalho
No capítulo 2 é feita uma revisão bibliográfica, onde são apresentados os principais
conceitos de pavimentação: definição de pavimento, os tipos de pavimentos que
existem e que podem ser utilizados para o estudo de caso, além de definir e explicar
um pouco sobre as camadas que compõem na estrutura de um pavimento. São
apresentados também os materiais que podem ser utilizados nas obras de
pavimentação, os tipos de serviços na obra, os métodos de dosagem de materiais e
misturas asfálticas, assim como o método de dimensionamento que será utilizado no
estudo de caso.
No capítulo 3 são apresentadas as etapas da obra, iniciando por um projeto básico,
seguido de um projeto executivo e finalizando com o orçamento tomado como base
para o estudo de caso.
Finalmente no capitulo 4 será apresentado o estudo de caso que irá consistir em um
estudo do pavimento e contagem de trafego que irão ser utilizados para definir e
dimensionar o pavimento para o local. Após toda a parte de projeto básico será
apresentado o orçamento da obra, sendo tomado como base alguns fatores que
serão definidos a seguir.
Por último serão apresentadas as referências bibliográficas que foram utilizadas
para a execução do trabalho e que serviram como material de pesquisa.
13
2. PAVIMENTAÇÃO
Pavimentar uma via de circulação de veículos é obra civil que enseja, antes de tudo,
a melhoria operacional para o tráfego, na medida em que é criada uma superfície
mais regular (garantia de melhor conforto no deslocamento do veiculo), uma
superfície mais aderente (garantia de mais segurança em condições de pista úmida
de molhada), uma superfície menos ruidosa diante da ação dinâmica dos
pneumáticos (garantia de melhor conforto ambiental em vias urbanas rurais), seja
qual for a medida física adotada (BALBO, 2007).
“Sem estradas adequadas não apenas continuaremos a ser uma região fora do
espectro das nações desenvolvidas, como também continuaremos a ser um País
que não oferece acesso adequado de bens para sua população. Não nos ufanemos,
portanto, de nossa infraestrutura rodoviária, ainda bastante arcaica, que demonstra
baixa tecnologia a serviço, reflexo de nosso atraso como sociedade moderna”
(BALBO, 2007).
2.1. Definição, Conceitos e Tipos de Pavimentos
Pavimento é toda a estrutura existente nas ruas onde as pessoas se locomovem,
seja de carro, ônibus, caminhão, bicicleta ou a pé. Em todos os locais de locomoção
de pessoas e veículos haverá esforço vertical realizado pelo peso dos mesmos
denominados de solicitação, em alguns locais mais e outros locais quase
desprezíveis, e essa solicitação será repassada para o pavimento que por sua vez
deverá resistir e redistribuir esses esforços para a sua estrutura independente de
sua intensidade. Além do esforço vertical, o pavimento deverá resistir aos esforços
horizontais existentes no pavimento. Para isso, um estudo do solo e das solicitações
deverá ser realizado para que o projeto e a obra de pavimentação resista a todas
essas solicitações e tenha uma maior durabilidade, afetando diretamente a
sociedade, que além de ter um maior conforto na sua locomoção também ficará
sujeita a menos acidentes de transito devido a má qualidade das vias e seus
pavimentos.
Mais a seguir, serão apresentados alguns testes, ensaios e estudos necessários
para um projeto de pavimentação que visam definir a necessidade de uma
determinada área.
14
Além de ensaios também serão apresentados os tipos de pavimentos existentes.
Segundo definição do DNIT, em seu Manual de Pavimentação de 2006, pavimento
de uma rodovia é a superestrutura constituída por um sistema de camadas de
espessuras finitas, assentes sobre um semi-espaço considerado teoricamente como
infinito – a infraestrutura ou terreno de fundação, a qual é designada de subleito.
A diferença essencial entre os tipos de pavimentos é basicamente como eles irão
distribuir a carga recebida pelo volume do trafego para o subleito daquela estrutura.
2.1.1. Pavimento flexível
O pavimento flexível pode ser definido como uma estrutura em camadas composta
por uma fina camada de revestimento asfáltico, que, em função do tráfego e do
terreno natural, denominado de subleito, pode ainda conter as camadas de base,
sub-base e reforço do subleito.
É a pavimentação realizada essencialmente com material asfáltico na camada de
revestimento, e por isso, pode ter sua resistência muito variável, visto que
dependendo da espessura dessa camada a resistência pode aumentar ou diminuir.
Segundo Balbo (2007), é o pavimento no qual a absorção de esforços dá-se de
forma dividida entre várias camadas, encontrando-se as tensões verticais em
camadas inferiores, concentradas em região próxima da área de aplicação da carga.
Segundo o Manual de Pavimentação do DNIT, pavimento flexível é aquele em que
todas as camadas sofrem deformação elástica significativa sob o carregamento
aplicado e, portanto, a carga se distribui em parcelas aproximadamente equivalentes
entre as camadas.
Fonte: http://www.sptsondagens.com.br/servicos?servico=dimensionamento
2.1.2. Pavimento Rígido
É o revestimento realizado com cimento Portland e por ser bastante resistente, pode
apresentar ou não uma camada de sub-base entre o revestimento e o subleito, pois
vai depender da qualidade do material do subleito.
Segundo Balbo (2007), é o pavimento no qual uma camada, absorvendo grande
parcela de esforços horizontais solicitantes, acaba por gerar pressões verticais
aliviadas e bem distribuídas sobre as camadas inferiores.
Segundo o Manual de Pavimentação do DNIT do ano de 2006, pavimento rígido é
aquele em que o revestimento tem elevada rigidez em relação às camadas inferiores
e, portanto, absorve praticamente todas as tensões provenientes do carregamento
aplicado.
Fonte: http://www.sptsondagens.com.br/servicos?servico=dimensionamento
2.1.3. Pavimento Semirrígido
Ainda temos o pavimento semirrígido que é um tipo de revestimento intermediário,
entre o flexível e o rígido.
Segundo Balbo (2007), é composto por um revestimento asfáltico com base ou sub-
base em material tratado com cimento de elevada rigidez, excluídos quaisquer tipos
de concreto.
Segundo o Manual de Pavimentação do DNIT do ano de 2006, pavimento
semirrígido caracteriza-se por uma base cimentada por algum aglutinante com
propriedades cimentícias.
Fonte: http://www.ecivilnet.com/dicionario/o-que-e-pavimento-semi-rigido.html
2.2. Materiais
Os materiais utilizados na pavimentação podem variar conforme o tipo de pavimento
ou tipo de camadas necessárias em cada obra.
Os materiais utilizados para a base, sub-base e reforço do subleito são classificados
segundo sua natureza e comportamento. Existem muitos tipos de materiais
utilizados nesse tipo de obra, a seguir serão apresentados os mais comuns, que
serão adotados no estudo de caso desse projeto.
Brita Graduada Simples: é um material bem graduado com diâmetro nominal
máximo de 38mm, porém é mais usual com diâmetros nominais menores, mais
possui poucos finos passantes na peneira #200. Geralmente apresenta índice de
17
suporte Califórnia (CBR) maior que 60% e expansão nula ou muito baixa. A
distribuição do material deverá ser realizada preferencialmente com
vibroacabadora e ser compactada logo após o espalhamento do material na pista
(ODA, 2016).
Fonte: http://www.fontelimpa.com/produto-detalhe/brita-graduada-simples-bgs
Macadame Hidráulico: é composto por agregado graúdo, agregado miúdo e água.
Foi um material muito utilizado antigamente, antes do aparecimento da BGS,
ainda é utilizado em locais que não apresentam usinas de BGS. Primeiramente o
agregado graúdo é distribuído na pista, devendo ser compactado. Após a
realização dessa etapa, deverá ser adicionado o agregado miúdo que irá se
localizar nos vazios existentes entre os agregados graúdos. Por fim, para
preencher qualquer outro vazio são adicionados os agregados finos e a água que
irão se alojar nos vazios e formar uma estrutura firme da camada (ODA, 2016).
Figura 5 - Macadame hidráulico
18
Macadame Seco: é similar ao macadame hidráulico, porém a diferença é que
nesse caso não há presença de água para realizar o preenchimento dos vazios
na camada. (ODA, 2016)
Figura 6 - Macadame seco
Fonte: ODA, 2016.
Solo Agregado: composto por agregados, solo e água. Esses materiais podem ser
misturados em usinas e são aplicados diretamente no solo e compactados
posteriormente por rolo liso ou pé de carneiro (ODA, 2016).
Figura 7 - Solo agregado
Fonte: ODA, 2016.
Rachão: o rachão é um material mais bruto e utilizado em camadas onde há a
necessidade de aumentar a resistência, basicamente são pedregulhos de grandes
dimensões que são aplicados no solo sem que sejam compactados. Normalmente
utilizado para reforço do subleito ou sub-base.
19
Fonte: http://www.arealbozza.com.br/produto/18/rachao
Os materiais para a camada de revestimento variam de acordo com o tipo de
pavimento: flexível, rígido ou semirrígido. E para isso pode-se utilizar os seguintes
materiais:
Asfalto: bastante utilizado em pavimentação, pode ser apresentado em 3 tipos:
cimentos asfálticos, asfaltos diluídos e emulsões asfálticas.
Cimento Asfáltico (CAP): segundo a definição de (PINTO E PINTO, 2015) o
cimento asfáltico é o asfalto obtido especialmente para apresentar
características adequadas para o uso na construção de pavimentos, podendo
ser resultado de destilação de petróleo em refinarias ou do asfalto natural
encontrado em jazidas.
Asfalto diluído (AD): segundo a definição de (PINTO E PINTO, 2015) o asfalto
diluído ou cut-backs são diluições de cimentos asfálticos em solventes
derivados do petróleo de volatilidade adequada, quando há necessidade de
eliminar o aquecimento do CAP ou utilizar um aquecimento moderado.
Emulsões asfálticas (EAP): segundo a definição de (PINTO E PINTO, 2015)
emulsão asfáltica de petróleo é uma dispersão coloidal de uma fase asfáltica
em uma fase aquosa (direta) ou, então, de uma fase aquosa dispersa em uma
fase asfáltica (inversa), com a ajuda de um agente emulsificante. É obtida
20
pela combinação de água com asfalto aquecido, em um meio intensamente
agitado e na presença dos emulsificantes, cujo objetivo é oferecer certa
estabilidade ao conjunto, favorecer a dispersão e revestir os glóbulos de
betume de uma película protetora, mantendo-os em suspensão.
Cimento: em pavimentos rígidos será utilizado o cimento Portland como base para
a produção dos elementos da camada de revestimento. Segundo a NORMA DNIT
059/2004 – ES, o cimento Portland poderá ser de qualquer tipo, desde que
satisfaça as exigências especificas da DNER-EM036, para o cimento a ser
empregado.
A seguir serão apresentadas as camadas da estrutura do pavimento.
2.3. Camadas
A estrutura do pavimento é composta de algumas camadas que serão construídas
após a terraplenagem do local, acima do subleito e vão variar conforme a solicitação
do trafego no local. Toda a estrutura do pavimento está acima do subleito que
funciona como a fundação do sistema que irá receber os esforços absorvidos pelo
pavimento. Acima desse subleito basicamente a estrutura do pavimento é
constituído de uma regularização do subleito, um reforço de subleito, caso haja
necessidade, uma sub-base acima desse reforço de subleito, seguido de uma base
e por fim um revestimento.
Quanto ao subleito, os esforços impostos sobre sua superfície serão aliviados em
sua profundidade (normalmente se dispersam no primeiro metro). Deve-se, portanto,
ter maior preocupação com seus estratos superiores, onde os esforços solicitantes
atuam com maior magnitude. O subleito será constituído de material natural
consolidado e compactado, por exemplo, nos cortes do corpo estradal, ou por um
material transportado e compactado, no caso dos aterros. Eventualmente, será
também aterro sobre corte de características medíocres de subleito (BALBO, 2007).
A camada de melhoria e preparo do subleito deve apresentar as seguintes
características, segundo a INSTRUÇÃO DE PROJETO, do Departamento de
Estradas de Rodagem de janeiro de 2006:
21
capacidade de suporte medida pelo Índice de Suporte Califórnia (ISC) superior
ou igual à 2%;
expansão máxima de 2%;
grau de compactação mínimo de 100% do Proctor Normal. Para solos finos
lateríticos ou para solos granulares pode ser utilizada a energia de 100% do
Proctor Intermediário
No caso de aproveitamento do subleito de estradas já implantadas, cascalhadas, o
solo na profundidade de 0,20 m abaixo do greide preparado para receber o
pavimento deve ser escarificado, umedecido e compactado na energia indicada
anteriormente. No caso de ocorrência de solos com ISC inferior a 2%, deve-se
efetuar substituição destes solos na espessura a ser definida de acordo com os
critérios adotados nos estudos geotécnicos. Para subleito com solos de expansão
superior a 2%, deve ser determinada, experimentalmente, a sobrecarga necessária
para o solo apresentar expansão menor que 2%. O peso próprio do pavimento
projetado deve transmitir para o subleito pressão igual ou maior do que a
determinada pelo ensaio. Caso o peso próprio da estrutura não seja suficiente para
proporcionar pressão maior ou igual à determinada no ensaio de sobrecarga, deve-
se efetuar a substituição de solos em espessura definida nos estudos geotécnicos
realizados.
2.3.1. Regularização do subleito
A regularização não constitui propriamente uma camada de pavimento, sendo, a
rigor, uma operação que pode ser reduzida em corte do leito implantado ou em
sobreposição a este, de camada com espessura variável (Manual de Pavimentação
– DNIT, 2006).
A regularização deve dar à superfície as características geométricas — inclinação
transversal — do pavimento acabado. Nos trechos em tangente, duas rampas
opostas de 2% de inclinação — 3 a 4%, em regiões de alta precipitação
pluviométrica — e, nas curvas, uma rampa com inclinação da superelevação
(SENÇO, 2007).
2.3.2. Reforço do subleito
Não é sempre necessário, e vai depender do solo do subleito e do esforço solicitado
do pavimento.
É uma camada de espessura constante, construída, se necessário, acima da
regularização, com características tecnológicas superiores às da regularização e
inferiores às da camada imediatamente superior, ou seja, a sub-base. Devido ao
nome de reforço do subleito, essa camada é, às vezes, associada à fundação. No
entanto, essa associação é meramente formal, pois o reforço do subleito é parte
constituinte especificamente do pavimento e tem funções de complemento da sub-
base que, por sua vez, tem funções de complemento da base. Assim, o reforço do
subleito também resiste e distribui esforços verticais, não tendo as características de
absorver definitivamente esses esforços, o que é característica específica do
subleito (SENÇO, 2007).
O emprego de camada de reforço de subleito não é obrigatório, pois espessuras
maiores de camadas superiores poderiam, em tese, aliviar as pressões sobre um
subleito medíocre. Contudo, procura-se utilizá-lo em tais circunstancias por razões
econômicas, pois subleito de resistência baixa exigiriam, para alguns tipos de
pavimentos (especialmente aos flexíveis), do ponto de vista de projeto, camadas
mais espessas de base e sub-base. Logicamente, o reforço de subleito por sua vez
resistirá a solicitações de maior ordem de grandeza, respondendo parcialmente
pelas funções do subleito e exigindo menores espessuras de base e sub-base sobre
si, sendo em geral menos custoso o emprego de solos de reforço, em vez de
maiores espessuras de camadas granulares ou cimentadas quaisquer que sejam
(BALBO, 2007).
Segundo a INTRUÇÃO DE PROJETO, do Departamento de Estradas de Rodagem
de janeiro de 2006, os solos apropriados para camada de reforço do subleito são os
de ISC superior ao do subleito e expansão máxima de 1%.
23
2.3.3. Sub-base
É a camada complementar à base, quando, por circunstâncias técnicas e
econômicas, não for aconselhável construir a base diretamente sobre a
regularização ou reforço do subleito. Segundo a regra geral — com exceção dos
pavimentos de estrutura invertida - o material constituinte da sub-base deverá ter
características tecnológicas superiores às do material de reforço; por sua vez, o
material da base deverá ser de melhor qualidade que o material da sub-base
(BALBO, 2007).
Segundo a INTRUÇÃO DE PROJETO, do Departamento de Estradas de Rodagem
de janeiro de 2006:
Os solos, misturas de solos, solos estabilizados quimicamente, materiais pétreos ou
misturas de solos quando empregados na camada de sub-base do pavimento
devem apresentar as seguintes propriedades geotécnicas:
- capacidade de suporte, ISC, superior ou igual a 30%;
- expansão máxima de 1%.
2.3.4. Base
É a camada mais importante da estrutura do pavimente, pois fica localizada logo
abaixo do revestimento do pavimento, seja rígido, semirrígido ou flexível, pois será
responsável pelo suporte estrutural do pavimento tendo que dissipar as cargas para
as próximas camadas, reduzindo sua intensidade. Caso a qualidade da base não
seja boa será muito provável que aconteça algum dano a esse pavimento.
É a camada destinada a resistir aos esforços verticais oriundos dotráfego e distribuí-
los. Na verdade, o pavimento pode ser considerado composto de base e
revestimento, sendo que a base poderá ou não ser complementada pela sub-base e
pelo reforço do subleito (SENÇO, 2007).
Segundo a INTRUÇÃO DE PROJETO, do Departamento de Estradas de Rodagem
de janeiro de 2006, os materiais ou misturas de materiais, quando empregados na
camada de base do pavimento, devem apresentar as seguintes propriedades
24
geotécnicas: - capacidade de suporte, ISC, superior ou igual a 80%; - expansão
máxima de 1%
2.3.5. Revestimento
O revestimento do pavimento é a ultima camada existente na estrutura. Ela irá
receber diretamente a ação do tráfego e será diretamente ligada a qualidade do
subleito. Dependendo da resistência do subleito, a espessura será mais espessa ou
não. Logicamente, o revestimento deverá ser de boa qualidade para além de resistir
aos esforços solicitantes do tráfego, também proporcionar um bom rolamento da
pista, fornecendo maior conforto ao usuário. O revestimento é a camada que
apresenta o material com o maior custo da estrutura, então deverá ter sua
espessura respeitada para que não haja a redução da resistência daquele
pavimento.
Vale ressaltar que a espessura da camada de revestimento, independentemente do
tipo de pavimento, vai estar diretamente ligada a qualidade do subleito, visto que
quanto melhor a qualidade do subleito, menor a necessidade de grandes espessuras
para o revestimento e as outras camadas da estrutura do pavimento.
É a camada, tanto quanto possível impermeável, que recebe diretamente a ação do
tráfego e destinada a melhorar a superfície de rolamento quanto às condições de
conforto e segurança, além de resistir ao desgaste, ou seja, aumentando a
durabilidade da estrutura (SENÇO, 2007).
2.4. Serviços
2.4.1. Pintura de ligação
Segundo definição do DNIT na norma 145/2012 - ES, pintura de ligação consiste na
aplicação de ligante asfáltico do tipo RR-1C sobre superfície de base ou
revestimento asfáltico anteriormente à execução de uma camada asfáltica,
objetivando promover condições de aderência entre esta e o revestimento a ser
executado.
25
Na norma citada anteriormente também são descritas as diretrizes para a realização
do processo da pintura de ligação, inclusive os equipamentos necessários.
2.4.2. Imprimação
Segundo definição do DNIT na norma 144/2014 – ES, imprimação consiste na
aplicação de asfalto diluído do tipo CM-30 ou emulsão asfáltica do tipo EAI sobre
superfície da base concluída, antes da execução do revestimento asfáltico,
objetivando conferir coesão superficial, impermeabilização e permitir condições de
aderência entre esta e o revestimento a ser executado.
Na norma citada anteriormente também são descritas as diretrizes para a realização
do processo de imprimação, inclusive os equipamentos necessários.
2.4.3. Fresagem
Não é necessária em todas as obras de pavimentação, somente quando há um
pavimento pré-existente e se faz necessário fresar a pista para construção de uma
nova camada ou de um pavimento novo.
Segundo definição do DNIT na norma 159/2011-ES, é a operação em que é
realizado o corte ou desbaste de uma ou mais camada(s) do pavimento asfáltico, por
processo mecânico a frio.
Na norma citada anteriormente também são descritas as diretrizes para a realização
do processo de fresagem a frio, inclusive os equipamentos necessários.
2.5. Dosagem
Na dosagem de uma mistura asfáltica, o conhecimento dos materiais, através da sua
caracterização e avaliação, é fundamental para que se possa determinar a
combinação de materiais (agregado e material asfáltico) e obter uma mistura que
garanta um bom desempenho do pavimento. Muitos insucessos ocorrem em função
26
de uma dosagem inadequada, em decorrência da falta de conhecimento das
características dos materiais e das propriedades das misturas.
A dosagem irá determinar a proporção de cada material que será colocado nas
camadas, de modo que resulte em uma estrutura de pavimento com boa resistência
e bom desempenho. As dosagens, tanto de mistura asfáltica, quanto o de materiais,
possuem métodos específicos que serão apresentados a seguir.
2.5.1. Misturas de materiais
Para misturas de materiais (agregados e solos) são adotados outros métodos de
dosagem, mas que também vão indicar a proporção de cada material na mistura de
agregados. Nesse caso serão apresentados três procedimentos utilizado para
determinação da dosagem.
2.5.1.1. Método das tentativas
O método mais comum é o “método das tentativas”. Esse método consiste em
determinar por meio de tentativa as proporções (a quantidade) de cada material de
forma que a combinação dos materiais atenda aos limites da especificação
selecionada, de acordo com a seguinte equação:
P = PA.a + PB.b + PC.c + ...
onde:
P = % total de materiais que passam em uma dada peneira da combinação de
agregados A, B, C, ...
PA, PB, PC, ... = % de material que passa em uma dada peneira de agregados
A, B, C, ...
a, b, c, ... = proporções de agregados A, B, C, ..., usados na combinação, de
forma que o total seja 100%.
2.5.1.2. Método de Ruthfucs
Dentre os métodos gráficos, o mais usado é o de Ruthfucs, por sua eficiência e
praticidade. O método Ruthfucs tem como objetivo determinar graficamente as
27
proporções que devem ser adicionadas de cada material para a obtenção de uma
mistura granulométrica que se enquadre na faixa especificada.
A Figura 7 mostra um exemplo de dosagem de agregados pelo método Ruthfucs.
Figura 9 - Exemplo do gráfico do método de Ruthfucs.
Fonte: ODA, 2016
2.5.1.3. Método de Bailey
O Método Bailey é uma forma de dosagem (seleção granulométrica) que auxilia na
escolha da composição dos agregados com o objetivo de obter uma mistura com
esqueleto mineral que apresente um maior intertravamento dos agregados graúdos
e com isso impedir possíveis fadigas e desgastes do revestimento. Pode ser usado
com qualquer metodologia de dosagem (SUPERPAVE ou MARSHALL). O método
está diretamente ligado às características de compactação da mistura, com os
vazios no agregado mineral (VAM) e com o volume de vazios da mistura
compactada (Vv ou Va, vazios com ar) (CUNHA, 2004).
Para analisar o intertravamento dos agregados é necessário obter as massas
específicas, solta e compactada de cada agregado, através de ensaios constantes
na AASHTO T 19-09 (Figura 10). Com a distribuição granulométrica dos agregados
e as massas específicas, solta e compactada, avalia-se a granulometria escolhida
28
encaixando-a num esqueleto “ideal”, assegurando, dessa forma, a resistência à
deformação permanente pelo intertravamento dos agregados graúdos e a
durabilidade pelo teor de ligante adequado devido à obtenção de uma adequada
distribuição de vazios (ODA, 2016).
Figura 10 - Volumes preenchidos com agregados.
Fonte: ODA, 2016
2.5.2. Mistura Asfáltica
Para estimar o desempenho são preparadas amostras de mistura asfáltica em
laboratório. Essas amostras, denominadas de corpos de prova, CPs, podem ser
cilíndricas, trapezoidais, ou retangulares. A moldagem dos CPs pode ser realizada
através da compactação por impacto, amassamento, vibração ou rolagem. Para as
misturas asfálticas serão apresentador dois procedimentos para a dosagem.
2.5.2.1. Procedimento Marshall
O procedimento Marshall foi desenvolvido por BRUCE MARSHALL em 1930 e tem
como principal objetivo determinar o teor ótimo de asfalto. Para esse procedimento a
compactação é realizada por impacto. Apesar de ter sido bastante utilizado, alguns
pesquisadores consideram que esse método está um pouco ultrapassado, porém no
Brasil é bastante utilizado por apresentar um menor custo do equipamento para
execução.
As diretrizes e o procedimento para obtenção de resultados do ensaio Marshall
estão contidos na norma DNER-ME 043/95.
29
2.5.2.2. Procedimento Superpave
Durante a década de 1980, várias rodovias norte-americanas de tráfego pesado
passaram a evidenciar deformações permanentes prematuras, que foram atribuídas
ao excesso de ligante nas misturas. Muitos engenheiros acreditavam que a
compactação por impacto das misturas durante a dosagem produzia corpos de
prova (CP) com densidades que não condiziam com as do pavimento em campo.
Esse assunto foi abordado no estudo realizado nos Estados Unidos sobre materiais
asfálticos, denominado Strategic Highway Research Program (SHRP), que resultou
em um novo procedimento de compactação por amassamento, denominado
Superpave. (pavimentação asfáltica). A dosagem pelo procedimento Superpave
deve seguir a norma AASHTO M-323.
2.6. Dimensionamento
O dimensionamento de um pavimento consiste basicamente na determinação das
espessuras das camadas da estrutura desse pavimento, visando atender o número
N. Para esse dimensionamento será essencial o ensaio do Índice de Suporte
Califórnia (ISC ou CBR).
Atualmente no Brasil, o método mais empregado é o que foi desenvolvido pelo
Engenheiro Murilo Lopes de Souza, na década de 70, conhecido como Método do
CBR ou Método do DNER.
O método do DNER utiliza ábacos que relacionam valores de tráfego com dados dos
materiais do subleito para cada tipo de pavimento.
2.6.1. Determinação do ISC
O Índice de Suporte Califórnia é o fator mais importante para o cálculo de qualquer
pavimento. A norma que define as diretrizes para o ensaio para a determinação do
CBR é a NORMA DNIT 172/2016 – ME.
30
2.6.2. Determinação do número N
O pavimento é dimensionado em função do número equivalente (N) de operações
de um eixo tomado como padrão, durante o período de projeto (p) escolhido.
• prazo de duração do pavimento;
• tipo de veículos que vão transitar pela via;
• cargas por eixo de cada tipo de veículo;
•quantidade de veículos que deverá transitar pela via, em termos médios.
= . (1 + . )
onde:
t = taxa média anual de crescimento de tráfego;
Vp = VDM num sentido, no fim do período p;
p = número de anos de projeto.
O volume diário médio, durante o período será:
= ( + )
2
O volume total de tráfego durante o período de projeto será:
= 365. .
= . (1 + ).
O volume total de tráfego durante o período de projeto será
= 365 . . (1 + ) − 1

Se houver insuficiência de dados, t = 0,5
O número equivalente de operações do eixo simples padrão, N, durante o período
de projeto é dado por
=
=
FC: fator de carga
FV: fator de veiculo
FE: % veículos de 2 eixos x 2 + % veículos de 3 eixos x 3 + % veículos de 4
eixos x 4+ ...
FC: % de cargas por eixo (simples e tandem) x FEO (definido pelos ábacos) =
∑ (% eixos x FE)
O número de operações do eixo padrão é dado por:
= 365
FR é o Fator Climático Regional, que é função da altura média anual de chuva. No
Brasil, adota-se FR = 1,00.
Para a determinação dos fatores de equivalência para posterior cálculo do fator de
carga os ábacos necessários estão apresentados abaixo.
Figura 11 - Fator de equivalência de operações, FEO - Eixo simples
32
Figura 12 - Fator de equivalência de operações, FEO - Tandem duplo
Figura 13 - Fator de equivalência de operações, FEO - Tandem triplo
2.6.3. Coeficiente de equivalência (k)
O coeficiente de equivalência é uma constante que será determinado para cada
camada do pavimento, que irá variar de acordo com o tipo de material e camada que
adotada (Tabela 1).
Base ou revestimento de concreto asfáltico 2,0
Base ou revestimento de pré-misturado a quente, de graduação densa 1,7
Base ou revestimento de pré-misturado a frio, de graduação densa 1,4
Base ou revestimento asfáltico por penetração 1,2
Camadas granulares 1,0
Solo-cimento com resistência a compressão a 7 dias > 45 kgf/cm² 1,7
Idem, com resistência a compressão a 7 dias entre 45 e 28 kgf/cm² 1,4
Idem, com resistência a compressão a 7 dias entre 28 e 21 kgf/cm² 1,2
Bases de Solo-cal 1,2
Após obter todos os dados descritos na Tabela 1 será iniciado o dimensionamento
das camadas propriamente dito.
O gráfico da figura 13 relaciona, para valores de CBR ou IS, valores de espessura
com coeficiente de equivalência estrutural k = 1,0, com número de operações do
eixo padrão.
• Espessura Hm = espessura total para um material com CBR = m
• Espessura hn = espessura da camada com CBR = n
34
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
CBR = 20
CBR = 15
CBR = 12
CBR = 8
CBR = 7
CBR = 6
CBR = 5
CBR = 10
CBR = 3
CBR = 4
CBR = 2
Figura 14 - Gráfico de dimensionamento do método do DNER (adaptado)
Para a espessura do revestimento é utilizada a Tabela 2, que relaciona o número N
e a espessura mínima que deverá ser utilizada.
Tabela 2 - Relação entre o número N e as espessuras mínimas de revestimento
N Espessuras mínimas do revestimento
N < 106 Tratamentos superficiais
106 < N < 5x106 Concreto asfáltico com 5,0 cm de espessura
5x106 < N < 107 Concreto asfáltico com 7,5 cm de espessura
107 < N < 5x107 Concreto asfáltico com 10,0 cm de espessura
N > 5x107 Concreto asfáltico com 12,5 cm de espessura
Uma vez determinadas as espessuras Hm, Hn e H20 pelo gráfico da figura 13 e R
pela tabela de espessura mínima de revestimento, as espessuras da base (B), sub-
base (h20) e reforço do subleito (hn), são obtidas pela resolução sucessiva das
seguintes inequações:
– RkR + BkB + h20kS + hnkRef > Hm (3)
35
B e R designam, respectivamente, as espessuras da base e do revestimento.
• Os coeficientes estruturais são designados por:
• Revestimento: kR
• Base: kB
• Sub-base: kS
• Reforço: kRef
– Reforço do subleito:
• expansão ≤ 2%
• Expansão ≤ 0,5%
• LL ≤ 25%
• IP ≤ 6%
A figura 14 ilustra as espessuras das camadas assim como as suas nomenclaturas.
R
B
h20
hn
H20
Hn
Hm
revestimento
base
sub-base
Figura 15 - Gráfico de dimensionamento do método do DNER (adaptado)
36
3.1. Etapas de Projeto de Pavimento
Para o projeto de um pavimento existem algumas etapas importantes a serem
seguidas, que engloba tanto a parte inicial de levantamento do terreno e sondagem
até a fase de execução e manutenção desse pavimento.
3.1.1. Estudo Preliminar
Para todos os projetos de engenharia que precisam ser realizados, em qualquer
área que seja, é necessário um estudo preliminar, que visa além de analisar custos
e alternativas para aquela obra, define a viabilidade da mesma. Para uma obra de
pavimentação temos algumas opções do que é necessário fazer em cada caso.
Temos os casos de um simples gerenciamento que irá consistir normalmente em
uma manutenção do pavimento já existente, o caso em que o pavimento existente
está em um estado que será necessária uma reconstrução no local e o caso em que
ainda não há a pavimentação e será feita uma obra nova para construir um
pavimento.
Segundo a INSTRUÇÃO DE PROJETO do Departamento de Estradas de Rodagem
de janeiro de 2006, esta etapa corresponde às atividades relacionadas ao estudo
geral de pavimento, baseado em dados de cadastros regionais e locais,
observações de campo e experiência profissional de maneira a permitir a previsão
preliminar da estrutura de pavimento e seu custo. Deve-se procurar o contato direto
com as condições físicas do local da obra através de reconhecimento preliminar,
utilizando documentos de apoio disponíveis como mapas geológicos, dados de
algum projeto existente na área de influência da obra e dados históricos do tráfego.
A análise dos dados permite a previsão das investigações necessárias para a etapa
de projeto subsequente, o projeto básico. O estudo preliminar deve constituir-se de
memorial descritivo com apresentação das alternativas de estruturas de pavimento
acompanhadas de pré-dimensionamentos e a solução eleita a partir de análise
técnico-econômica simplificada, desenhos de seção-tipo de pavimento, quantitativos
dos serviços de pavimentação e orçamento preliminar.
37
3.1.1.1. Manutenção do pavimento
As obras de manutenção do pavimento são obras em que o pavimento do local
apresenta pequenos problemas na sua superfície de rolagem que esteja de alguma
maneira infringindo a regra de que o pavimento precisa gerar um conforto para a
sociedade. Para esses casos o primeiro passo para iniciar a obra será uma analise
do pavimento todo, onde o responsável fará as anotações de como está o estado do
pavimento, indicando suas fissuras, fraturas, falhas e outros possíveis casos onde
não esteja 100% perfeito. E posterior a isso o projeto será realizado para resolver os
problemas apresentados nessa pesquisa do local.
3.1.1.2. Reconstrução do Pavimento
Existem os casos em que o estado do pavimento está tão precário que será
necessária uma obra de pavimentação mais profunda, que poderá consistir além do
tratamento da camada de revestimento, uma restauração de camadas inferiores a
ela. Nesse caso é um pouco mais complicado porque temos que analisar até onde o
defeitos daquele pavimento afetou as camadas inferiores, que algumas vezes pode
danificar todo o pavimento e assim ser necessário sua reconstrução total, pois um
simples reparo não irá solucionar o problema.
3.1.1.3. Construção do pavimento
Esse caso é o mais complexo que se tem, pois primeiro será necessário analisar a
condição de cada região do pavimento. Para isso deverão ser realizados estudos e
ensaios do local para saber a finalidade da obra e qualidade do solo encontrado
trabalhar. Teremos um projeto básico para a obra, que irá consistir em analisar o
solo que temos e o fluxo de carro que irá transitar naquele local.
3.1.2. Projeto Básico
O projeto básico será realizado com os dados obtidos no local observando à
finalidade do pavimento a ser construído e a solicitação no local da obra. Tendo o
caso de pavimentação em um local onde já exista essa pavimentação e uma nova
pavimentação, as etapas do projeto básico podem ser um pouco diferentes, mas
com a mesma finalidade em ambos os casos.
38
Segundo a INSTRUÇÃO DE PROJETO do Departamento de Estradas de Rodagem
de janeiro de 2006, com os elementos obtidos nesta etapa, tais como: topografia,
investigações geológico/geotécnicas, projeto geométrico, projeto de drenagem etc.,
devem ser estudadas alternativas de solução, com grau de detalhamento suficiente
para permitir comparações entre elas, objetivando a seleção da melhor solução
técnica e econômica para a obra.
O projeto básico deve constituir-se de memorial de cálculo com análise
geológico/geotécnica, pesquisa de tráfego e cálculo do número “N” de solicitações
do eixo simples padrão de rodas duplas de 80 kN, dimensionamento da estrutura de
pavimento com verificação mecanicista, desenhos de seção-tipo transversal de
pavimento, planta de localização dos tipos de pavimentos e planilha de quantidades
com orçamento dos serviços de pavimentação.
3.1.2.1. Estudo do local - Levantamento do terreno
O levantamento do local onde será realizada a pavimentação deverá ser realizado
em primeiro lugar. Nesse levantamento, será indicado, além da via que será
pavimentada, os locais onde a sondagem deverá ser realizada para conhecimento
das características do terreno.
3.1.2.2. Estudo do pavimento existente
Quando já houver pavimento no local também será necessária a análise do
pavimento para a realização da obra.
3.1.2.3. Tráfego
Segundo a INSTRUÇÃO DO PAVIMENTO, DO Departamento de Estradas
Rodagem de janeiro de 2006, o tráfego para o dimensionamento de pavimentos
pode ser caracterizado de várias formas, porém a mais utilizada é a determinação
do número “N” de equivalentes de operações de eixo simples padrão de rodas
duplas de 80 kN para um determinado período de projeto.
39
Também, no caso de dimensionamento de pavimento rígido utiliza-se o número
acumulado de repetições dos vários tipos de eixos e cargas obtido para um
determinado período de projeto. No Brasil, os principais modelos e métodos de
dimensionamentos de pavimento utilizam o número “N”, excetuando-se o
procedimento de dimensionamento de pavimento rígido da Portland Cement
Association – PCA que utiliza o número acumulado de repetições dos vários tipos de
eixos e cargas.
O número “N” de equivalentes de operações de eixo simples padrão de rodas duplas
de 80 kN é a transformação de todos os tipos de eixos e cargas dos veículos
comerciais que trafegarão sobre o pavimento em um eixo simples padrão de rodas
duplas equivalente de 80 kN. Consideram-se apenas os veículos comerciais no
cálculo do número “N”, visto que os automóveis possuem carga de magnitude
desprezível em relação aos veículos comerciais.
a) Contagem manual
Como o nome já diz é realizado por técnicos, manualmente, que realizam a
contagem no local 24 horas, por 7 dias consecutivos contando a quantidade de
veículos que irão passar por lá nesse período diferenciando-os pelo tipo de eixo de
cada um.
b) Contagem eletrônica
A contagem eletrônica pode ser realizada por meio de câmeras instaladas nas vias
ou por sensores localizados no pavimento que irá fazer a contagem conforme os
veículos forem passando no local.
3.1.2.4. Caracterização do material do subleito
3.1.2.4.1. Sondagem do subleito
Os pontos de sondagem deverão ser espalhados de 40 em 40 metros (Senço, 2008)
para assegurar de que a sondagem irá traduzir bem o solo em que teremos para
trabalhar. Para esse ensaio os furos devem ser realizados com 3m de profundidade
40
com o objetivo de obter amostras do solo que irá receber a pavimentação para
posterior estudos das suas características que irão influenciar a estrutura do
pavimento.
3.1.2.4.2. Ensaio de Compactação do Solo
A norma DNER-ME 162/94 estabelece um método para determinar a correlação
entre o teor de umidade e a massa especifica do solo seco. Com essa norma
podemos definir a curva de compactação, a massa especifica aparente máxima do
solo seco e a umidade ótima do solo.
a) Curva de compactação
Segundo a norma é desenhada a curva de compactação marcando-se, em
ordenadas, as massas especificas aparentes do solo seco γs e, em abscissas, os
teores de umidade correspondentes, h.
b) Umidade ótima
Segundo a norma é o valor da abscissa correspondente, na curva de compactação,
ao ponto da massa especifica aparente máxima do solo seco.
c) Densidade seca máxima
Segundo a norma é determinado pela ordenada máxima da curva de compactação.
3.1.2.4.3. Ensaio de Índice de Suporte Califórnia
O índice de suporte Califórnia irá determinar qual a expansão do solo e a resistência
do solo, o que será muito importante para a analise e definição de espessura de
camada e qualquer tratamento que se faça necessário para evitar desgaste precoce
do pavimento.
A norma NORMA DNIT 172/2016 – ME tem por objetivo fixar as condições para
determinação do Índice de Suporte Califórnia de solos, utilizando amostras não
trabalhadas.
41
O ensaio do índice de suporte Califórnia deve ser complemento do ensaio de
compactação do solo.
3.1.2.4.4. Ensaio de Caracterização do Solo
O ensaio de caracterização do solo é realizado antes do inicio da obra de
pavimentação para definir os parâmetros do solo que irá receber o pavimento. Isso é
necessário para definir a qualidade do solo e assim poder ser projetado um
pavimento compatível ao solo. Vale ressaltar que além do tipo e qualidades do solo
é essencial que haja o estudo do tráfego no local para saber a solicitação que
aquela via irá receber, como foi explicitado anteriormente.
a) Limite de Liquidez (LL)
Tem relação com a umidade do solo e é definida como a umidade limite do solo até
ele ter comportamento plástico, ou seja, como se funcionasse como uma umidade
de transição entre os dois estados do sólido: o liquido e o plástico. As diretrizes e
especificações do ensaio para determinação desse limite de liquidez estão definidas
na norma DNER – ME 122/94.
b) Limite de Plasticidade (LP)
Também é a umidade do solo, porém nesse caso é a umidade limite entre o estado
plástico do solo e o estado semi-sólido. As diretrizes e especificações do ensaio
para determinação desse limite de liquidez estão definidas na norma DNER – ME
082/94.
Relaciona o limite de liquidez com o limite de plasticidade.
= −
Determina basicamente a máxima quantidade de água que poderá ser adicionada
ao solo para que o mesmo permaneça com sua consistência plástica. Não existem
normas para a determinação desse fator, pois será necessário somente relacionar
os valores encontrados pelos ensaios dos limites anteriores.
42
3.1.2.4.5. Classificação HRB
Classificação de solos que data da década de 1920 e que após a 2a . Guerra
Mundial sofreu alterações quando foi normalizada pela AASHTO – American
Association of State Highway Officials, que perduram até nossos dias. É um sistema
de classificação de solos de aplicação rodoviária baseado nos limites de Atterberg e
na granulometria (MOURA, 2017).
São apresentados 7 classes subdivididos em 11 grupos assim denominados
(MOURA, 2017):
A-2 subdividido em A-2-4, A-2-5, A-2-6, e A-2-7;
A-3;
A-4;
A-5;
A-7 subdividido em A-7-5 e A-7-6.
As classes A-1, A-2 e A-3 tratam-se de materiais mais grossos, que apresentam de
até no máximo de 35% de material retido na # 200 (0,075mm de abertura). Limitados
em 15%, 25% e 10% para os grupos A-1-a, A-1-b e A-3 respectivamente.
Para as classes A-1 e A3 o IP – índice de plasticidade é limitado em 6% o que
caracteriza materiais com predominância de não plástico (pedra britada, pedregulho
e areias).
Já os grupos A-2-4 e A-2-5 o IP é limitado em 10%, os grupos A-2-6 e A-2-7
especifica um mínimo de 11% no IP. Na calsse A- 2 considera-se o LL – limite de
liquidez, tratam-se dos materiais: areias e areias argilosas ou siltosas. Para as
classes A-4, A-5, A-6 e A-7, tem-se no mínimo 35% de material passado na peneira
acima e considera-se também tanto o IP como o LL. Tratam-se solos finos argilas e
siltes.
43
Fonte: ODA, 2016.
3.1.3. Projeto Executivo
O projeto executivo irá constar nas etapas que serão realizadas em toda a obra de
pavimentação. Irá fazer parte desse projeto tanto a parte de sondagem como a de
limpeza do local após a execução da obra.
Segundo a INSTRUÇÃO DE PROJETO do Departamento de Estradas de Rodagem
de janeiro de 2006, nesta etapa, a solução selecionada no projeto básico deve ser
detalhada a partir dos dados atualizados de campo, da topografia, das investigações
geológico-geotécnicas complementares, do projeto geométrico, do projeto de
drenagem etc.
O projeto executivo deve constituir-se de memorial de cálculo com resultados das
investigações geotécnicas e pesquisas de tráfego complementares para cálculo do
número “N” de solicitações do eixo simples padrão de rodas duplas de 80 kN,
dimensionamento da estrutura de pavimento com verificação mecanicista, desenhos
de seção-tipo transversal de pavimento, planta de localização dos tipos de
44
pavimentos, detalhes construtivos e especificações de serviços e planilha de
quantidades com orçamento dos serviços de pavimentação.
3.1.3.1. Elaboração de Projeto
Como foi visto anteriormente, a obra de pavimentação terá um projeto básico que irá
relacionar todas as características existentes no local da obra. Nesse momento, o
objetivo será descrever como será a elaboração desse projeto, quais características
serão importantes para isso e quais ensaios deverão ser realizados.
3.1.3.2. Normas Gerais Aplicáveis
Para cada tipo de pavimento é essencial seguir as especificações técnicas
constantes nas normas disponibilizadas pelos órgãos rodoviários. No Brasil, o DNIT
– Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes disponibiliza em seu site
todas as normas utilizadas na construção de pavimentos flexíveis, semirrígidos e
rígidos. Vale lembrar que em alguns estados e municípios, as obras devem atender
as exigências de seus órgão do DER – Departamento de Estradas de Rodagem, que
possuem normas específicas para a sua região.
No entanto, no caso de pavimentos rígidos também devem ser seguidas algumas
normas sobre materiais, fornecidas pela ABCP - Associação Brasileira de Cimento
Portland.
3.1.3.3.1. Desenho
Os desenhos possuem a série especial e a normal, o que vai diferenciar os dois
tipos é a escala do desenho além do seu conteúdo.
Segundo a INSTRUÇÃO DE PAVIMENTO do Departamento de Estradas de
Rodagem de janeiro de 2006, o projeto básico deve compreender detalhes gerais da
obra, contendo, no mínimo:
- plantas de distribuição dos tipos de estruturas de pavimento;
- seções-tipo transversal de pavimento, com todos os detalhes e notas necessárias
para a execução adequada dos serviços de pavimentação.
3.1.3.3.2. Memorial Descritivo
O memorial descritivo do projeto Deve conter a descrição dos serviços executados e
o detalhamento da alternativa selecionada pela projetista, acompanhada de
justificativa técnico-econômica, resultados de ensaios laboratoriais e de pesquisas
realizadas. O memorial descritivo deve conter também planilhas de quantidades,
quadro resumo das distâncias de transportes e demonstrativo do consumo de
materiais. Dever ser incluído no memorial descritivo o cronograma estimado para
implantação do pavimento e o orçamento dos serviços de pavimentação, segundo a
INSTRUÇÃO DE PROJETO do Departamento de Estradas de Rodagem de janeiro
de 2006.
3.1.3.3.3. Orçamento - Planilha de Custos e Serviços
Para o orçamento de qualquer obra é preciso analisar quais serviços e materiais
serão necessários para cada caso. Para o caso de uma obra de pavimentação
devem ser orçados os itens de transporte, materiais, serviços e mão de obra. Nesse
trabalho foram utilizadas as planilhas de custo do SINAPI da Caixa Econômica
Federal e da Prefeitura do Rio de Janeiro, que serão apresentadas com os itens a
serem orçados.
a) Serviços preliminares
São os serviços que deverão ser realizados antes do inicio da obra, que irá consistir
na montagem de um canteiro de obra que deverá constar toda a estrutura
necessária e sua manutenção para atender aos funcionários que irão trabalhar no
local.
46
b) Fresagem
Quando já houver uma estrutura de pavimento no local, mas existir a necessidade
de um novo recapeamento, deverá ser realizada a fresagem em toda a via como
uma maneira de regularizar sua superfície.
c) Pavimentação
A parte da obra que irá apresentar mais etapas e custos. Irá englobar todos os
materiais e mão de obra da pavimentação.
d) Transporte
Nessa parte do orçamento será considerado todo o tipo de transporte necessário na
obra, tanto internamente no transporte de material pela obra como externamente no
transporte de materiais, entulho para locais determinados.
Além desses itens do orçamento, toda obra tem que considerar o índice BDI que
consiste nos custos indiretos da obra, como administração da empresa, seguro,
custo financeiro do contrato, garantia e tributos. É um valor estipulado pela empresa
e esse será calculado no fim da obra após o orçamento estar finalizado e deverá
estar dentro do esperado.
e) Limpeza
Após o fim da obra será necessária uma limpeza no local, que também deverá ser
considerada nos custos da mesma.
f) Composição de Custo Unitário de Serviço
A composição do serviço de pavimentação irá englobar todas as etapas da obra.
Primeiro a instalação do canteiro de obra, que poderá ser no próprio local ou em
algum outro ponto especifico com as instalações necessárias para suprir a
necessidade dos funcionários e da obra como um todo para o seu funcionamento.
Muito importante orçar o custo da fresagem do pavimento existente, além do custo
da sondagem do local para análise da resistência do solo. O custo do projeto
também será considerado. Todo o custo com a pavimentação como os materiais
utilizados, transporte interno e externo e uma final limpeza da obra.
47
4. ESTUDO DE CASO
Para o estudo de caso foi selecionado o campus da Ilha do Fundão da Universidade
Federal do Rio de Janeiro. Historicamente a ilha do fundão é uma ilha artificial que
foi criada pelo homem através de aterros em ilhas pré-existentes no local (Baiacu,
Bom Jesus, Cabras, Catalão, Fundão, Pindaí do Ferreira, Pindaí do França e
Sapucaia)1. Infelizmente, não foi realizado na época da execução dos aterros, um
levantamento das características dos materiais das ilhas e, consequentemente, não
existe um banco de dados com informações sobre os pavimentos executados nas
vias da Ilha do Fundão.
O que pode ser verificado superficialmente é que a ilha não possui solo de boa
qualidade e resistência e os pavimentos existentes de quase todas as vias do
campus apresentam muitas deformações, buracos, trincas e irregularidades. Por
esse motivo, o objetivo deste estudo de caso é apresentar um pequeno projeto para
a pavimentação de uma região dentro da Cidade Universitária. O trecho selecionado
foi sugerido pelo Prefeito da Cidade Universitária.
4.1. Localização
O estudo de caso será um projeto realizado para a pavimentação de uma região
dentro do campus da UFRJ localizado na Ilha do Governador, Campus do Fundão.
Figura 17 - Ilha do Fundão
Fonte: http://www.nce.ufrj.br/mot_cn/como-chegar.asp
4.2. Características
Após análise das condições do local foi constatado que a realização de obra para
recuperar o pavimento será necessária, e para esse caso será utilizado todo o
processo do projeto básico, projeto executivo e orçamento explicitado no capitulo 3.
Como visto anteriormente, as partes mais importantes do projeto básico são a
análise do pavimento, contagem de tráfego e ensaio do ISC.
A contagem de trafego foi realizada por alunos da UFRJ para realização de um
trabalho da disciplina Pavimentação B e será utilizado para os cálculos do número N
necessário para o dimensionamento da estrutura do pavimento.
A avaliação do pavimento foi realizada por um grupo de alunos também da UFRJ da
disciplina Pavimentação B e também será utilizada nesse trabalho para determinar
qual a necessidade que o pavimento existente precisa, seja uma simples
manutenção, consertando pequenos defeitos ou uma total reconstrução do
pavimento do local.
Infelizmente, o ensaio ISC não foi realizado, e por esse motivo, foi considerada
nesse trabalho a pior situação, pois em determinados locais, pode-se observar que o
solo era bem fraco. Sendo assim, foi adotado o menor valor, segundo as normas do
município do Rio de Janeiro, para o Índice de Suporte Califórnia, que é 3%.
4.2.1. Análise do pavimento existente
Após a análise do pavimento no local determinado foi constatada a necessidade da
realização de fresagem. Por ser um pavimento muito prejudicado e com pouca
manutenção será necessária a fresagem de todo o pavimento existente para a
reconstrução do novo.
Figura 18 - Foto das Condições do Local a ser Pavimentado
Figura 19 -Foto das Condições do Local a ser Pavimentado
Figura 20 - Foto das Condições do Local a ser pavimentado
50
A via a ser pavimentada na Ilha do Fundão é a Largo Wanda de Oliveira, situada
.
4.2.2. Dimensionamento
O dimensionamento será realizado pelo método do DNER como foi explicado
anteriormente.
4.2.3. Orçamento e planilha de custo
Para o orçamento da obra foi necessário especificar alguns fatores para pesquisar o
custo da execução. No Anexo A segue uma planilha com os custos e serviços
considerados no projeto dessa obra. Além de todos os valores apresentados foram
considerados desonerados:
51
o quantitativo de engenheiros e encarregados não foi calculado e com isso não
pôde ser orçado porque não é de conhecimento o prazo da obra, por ser apenas
um projeto estimado.
os custos com transporte interno e externo foi realizado de maneira mais
generalizada, sem definir o tipo de material a ser transportado.
o custo com limpeza foi também generalizado independentemente do tipo de
limpeza.
A planilha com o orçamento desta obra de pavimentação está no Anexo A.
4.2.4. Número N
O número N que deve ser calculado para toda obra de pavimentação, seja de
construção ou manutenção.
Neste trabalho foi calculado para o local do projeto a partir de dados de contagem de
trafego realizado nas vias do Fundão.
A contagem foi feita manualmente por alunos de Engenharia Civil da Universidade
Federal do Rio de Janeiro. Para isso, os alunos foram no local 3 dias seguidos e
anotaram em uma planilha os veículos que passaram considerando para esse caso
automóveis (carros), ônibus e caminhões, visto que por se tratar de uma
universidade o fluxo de veículos de mais de 2 eixos é muito menor, então por isso
nesse caso também será considerado o fluxo de carros para o cálculo.
A contagem foi realizada em dois turnos, primeiramente de 7h às 9h e o segundo
turno de 16h às 18h.
Com a contagem de tráfego foi possível calcular o VDM (volume diário médio) que
consiste na média de veículos que passaram no local nos três dias. O VDM para
esse caso foi 753.
52
Após o cálculo do VDM podemos chegar ao valor de N utilizando os fatores que
foram apresentados no capítulo 2.
= 753 . (1 + 20 . 0,05) = 1506
O Vp calculado é a quantidade de veículos que deve transitar na via em termos
médios, considerando como base o valor calculado para o VDM.
Já o volume total de trafego durante o tempo de projeto é:
= 365 .753. (1 + 0,05)20 − 1
0,05 = 9088013
Para o cálculo de N, deverá ser calculado o valor de Vm, que será:
= 753 + 1506
2 = 1130
O fluxo de veículos na UFRJ é somente de veículos com eixo simples. E para o
cálculo dos fatores necessários para o cálculo do valor N será:
= 100% 2 = 2,0
Considerando a carga por eixo de 2t do tráfego da Ilha do Fundão, e utilizando o
ábaco na Figura 11, o valor para FC será:
= 0,07
= 0,14
= 365 20 1130 0,14 1,0 = 115439 = 1,2 106çõ ã
Com o valor de N será possível determinar a estrutura do pavimento para a via
desejada.
53
O valor para kr = 2,0 foi retirado da Tabela 1, assim como kb = 1,0, ks = 1,0 e kref =
1,0.
Para o reforço do subleito foi considerado um solo melhorado com cal tendo um
ISC = 8%.
Utilizando o ábaco da Figura 13, foram encontrados os seguintes valores:
108 107 106 105 104 103 109
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
CBR = 20
CBR = 15
CBR = 12
CBR = 8
CBR = 7
CBR = 6
CBR = 5
CBR = 10
CBR = 3
CBR = 4
CBR = 2
H20 = 26 cm
H8 = 45 cm
H3 = 76 cm
Após os cálculos, as espessuras de cada camada da estrutura são:
o RkR + BkB > H20 (1) -> 5 x 2,0 + B x 1,0 > 26 – B = 16 cm
o RkR + BkB + h20kS > Hn (2) -> 5 x 2,0 + 16 x 1,0 +h20 x 1,0 > 45 – h20 = 19 cm
54
o RkR + BkB + h20kS + hnkRef > Hm (3) -> 5 x 2,0 + 16 x 1,0 + 19 x 1,0 > 76 – hn =
31 cm
B = 16 cm (espessura da base)
h20 = 19 cm (espessura da sub-base)
hn = 31 cm (espessura do reforço do subleito)
Na Figura 19 está ilustrada a estrutura do pavimento calculado.
Revestimento asfáltico - CBUQ 5 cm
Base - BGS
CBR = 8% 31 cm
4.3. Exemplo de um projeto de Pavimentação
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
PROJETO EXECUTIVO
1. ESTUDO PRELIMINAR
Com as constantes reclamações da qualidade do pavimento no campus da UFRJ na
Ilha do Fundão, um estudo preliminar no local foi realizado por alunos da disciplina
Transportes III a fim de classificar o pavimento e relatar os problemas existentes na
via. Após a análise dos aluno foi constatada a necessidade de uma repavimentação
no local, que irá consistir na fresagem da via e construção de uma nova estrutura de
pavimento.
ESTUDO DO LOCAL
O estudo do local realizado na via para definir onde os pontos de sondagem serão
realizados para o estudo do subleito. Nesse caso, quando já temos uma via
pavimentada o estudo do local só irá definir mesmo esses