NOVO MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS DA AASHTO - APLICAÇÃO A PORTUGAL -

NOVO MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO

DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS DA AASHTO

- APLICAÇÃO A PORTUGAL -

Adelino FerreiraFábio SimõesRui Micaelo

ESTRUTURA DA APRESENTAÇÃO

INTRODUÇÃO

METODOLOGIA DE DIMENSIONAMENTO

TráfegoCondições climáticasEstrutura do pavimento e propriedades dos materiais

APLICAÇÃO ÀS ESTRUTURAS DO MACOPAV

ANÁLISE DOS RESULTADOS

CONSIDERAÇÕES FINAIS

INTRODUÇÃO

Novo método de dimensionamento designado por Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (MEPDG)

Foi desenvolvido ao mesmo tempo um software que permite a aplicação do método

Dados de tráfego, dados do clima, estrutura do pavimento e propriedades dos materiais

Previsão do comportamento (IRI, fendilhamento longitudinal, pele de crocodilo e rodeiras)

Permitirá o posterior ajustamento da estrutura ou dos materiais em função dos resultados e dos objetivos a atingir

METODOLOGIA DE DIMENSIONAMENTO

TRÁFEGO

Dados geraisTráfego Médio Diário Anual (TMDA)Número de viasPercentagem de pesados em cada sentido e na via de dimensionamentoVelocidade base

Fatores de ajustamentoAjustamento mensalDistribuição das classes de pesadosDistribuição horária de pesadosTaxa de crescimento

Dados técnicos dos pesados

CONDIÇÕES CLIMÁTICAS

Dados climáticos agregados no modelo designado Enhaced Integrated Climatic Model (EICM):

MêsDiaAnoHora de nascer do solHora de pôr do solRadiação solar

Ex.: 5 6 2011 6.56667 20.5500 3706.16

HoraTemperatura (ºF)Precipitação (in)Velocidade do vento (mph)Percentagem de luz de sol/nível de nebulosidadeProfundidade do nível freático (ft)

Ex.: 0 60.6 0.00 5.6 100 50 1 59.9 0.00 4.0 100 50

ESTRUTURA DO PAVIMENTO E PROPRIEDADES DOS MATERIAIS

Dados da estrutura do pavimento por camadaTipo de camadaMaterialEspessura

Camadas betuminosasDistribuição granulométrica dos agregadosPropriedades do betumeTemperatura de referênciaCoeficiente de PoissonPercentagem de betume e de vaziosPeso volumétrico

Camadas granularesDistribuição granulométricaMódulo de deformabilidade ou CBRCoeficiente de Poisson


Dimensionamento para uma vida útil de 20 anosClasses de Tráfego (T1 – T6)Classes de Fundação (F1 – F4)

F1 – 30 MPa; F2 – 60 MPa; F3 – 100 MPa; F4 – 150 MPaCoeficiente de Poisson – 0,35Velocidade base – 30 Km/h

Pavimento

Camada de desgaste

Camada de base betuminosa

Camada sub-base granular

Solo de fundação Solo natural

tCD(cm)

Vbe(%)

Va(%)

tCB(cm)

Vbe(%)

Va(%)

tCSB(cm)

E (MPa)

tCSF(cm)

E

(MPa)

tSN(cm)

E (MPa)

P1 4 12 4 6 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000

P2 4 12 4 8 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000

P3 4 12 4 12 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000

P4 4 12 4 14 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000

P5 5 12 4 14 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000

P6 5 12 4 16 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000

P7 4 12 4 18 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000

P8 5 12 4 17 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000

P9 5 12 4 19 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000

P10 6 12 4 18 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000

P11 5 12 4 20 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000

P12 6 12 4 20 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000

P13 5 12 4 23 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000

P14 6 12 4 22 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000

P15 6 12 4 24 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000

P16 6 12 4 26 9 7 20 200 100 60 – 150 ∞ 1000


320

2002000,35SBG

26040000,35MB

16

300

2002000,35SBG

24040000,35MB

15

280

2002000,35SBG

22040000,35MB

6040000,35BD

14

280

2002000,35SBG

23040000,35MB

5040000,35BD

13

260

2002000,35SBG

20040000,35MB

6040000,35BD

12

250

2002000,35SBG

20040000,35MB

5040000,35BD

11

240

2002000,35SBG

18040000,35MB

6040000,35BD

10

240

2002000,35SBG

19040000,35MB

5040000,35BD

9

220

2002000,35SBG

17040000,35MB

5040000,35BD

8

220

4040000,35BD

7

210

2002000,35SBG

16040000,35MB

5040000,35BD

6

190

2002000,35SBG

14040000,35MB

5040000,35BD

5

180

2002000,35SBG

14040000,35MB

4040000,35BD

4

160

2002000,35SBG

12040000,35MB

4040000,35BD

3

120

2002000,35SBG

8040000,35MB

4040000,35BD

2

Camadade

desgaste

Camadade base

Camadade sub-

base

Espessura total das camadas betuminosas(mm)

Espessura (mm)Módulo deform. (MPa)Coeficiente de PoissonMaterial

100

2002000,35SBG

6040000,35MB

4040000,35BD

1

Estruturas alternativas para um pavimento flexível

Ilustração:

10001000,3520

10001000,3520

10001000,3520

10001000,3520

10001000,3520

10001000,3520

10001000,3520

10001000,3520

10001000,3520

10001000,3520

10001000,3520

10001000,3520

10001000,3520

10001000,3520

Fundação

10001000,3520

5,385945,118224,850504,811134,582784,409554,315064,275694,007973,968603,874113,606393,433163,165442,63000Numero estrutural 2,36228

Legenda: BD - Betão betuminoso; MB - Macadame betuminoso; SBG - Sub-base Granular; CBR - California Bearing RatioNota: Na ilustração, a espessura da fundação não se encontra representada à escala

6040000,35BD

6040000,35BD



Espessura (mm)Módulo deform. (MPa)Coeficiente de PoissonCBR (%)

10001000,3520

2002000,35SBG

18040000,35MB


Valores limite ao fim de 20 anos:Fendilhamento longitudinal – 200 m/kmPele de crocodilo – 20%Rodeiras nas camadas betuminosas – 15 mmRodeiras em todo o pavimento – 20 mmIRI – 3500 mm/km

RESULTADOS

Classes

P TMDAp t (%)NAVP

(20 anos)

Fendilhamento longitudinal (m/km)

Pele de crocodilo(%)

Rodeiras (mm)

IRI (mm/km)T F CB Total

T6

F2 P3 150 3 1,47î 106 14,1 0,81 5,1 12,1 1578

F3 P2 150 3 1,47î 106 23,9 2,11 5,8 11,9 1591

F4 P1 150 3 1,47î 106 16,0 2,91 5,8 11,4 1589

T5

F2 P7 300 3 2,94î 106 4,6 0,40 7,1 13,5 1605

F3 P4 300 3 2,94î 106 23,1 0,82 7,6 12,7 1594

F4 P3 300 3 2,94î 106 29,4 1,16 7,6 12,2 1583

T4

F2 P11 500 4 5,44î 106 3,0 0,41 9,1 15,2 1651

F3 P6 500 4 5,44î 106 24,4 0,78 10,9 15,7 1670

F4 P5 500 4 5,44î 106 40,7 1,05 11,2 15,5 1665

T3

F2 P13 800 4 8,70î 106 1,8 0,38 10,7 16,8 1687

F3 P9 800 4 8,70î 106 16,8 0,64 12,4 17,3 1705

F4 P8 800 4 8,70î 106 36,4 0,82 13,2 17,3 1706

T2

F2 P15 1200 5 1,45î 107 1,0 0,43 9,9 15,7 1665

F3 P12 1200 5 1,45î 107 11,2 0,65 12,1 16,7 1690

F4 P10 1200 5 1,45î 107 33,9 0,83 13,9 17,8 1719

T1

F2 P16 2000 5 2,42î 107 1,1 0,52 11,2 17,0 1697

F3 P14 2000 5 2,42î 107 11,9 0,76 14,5 19,1 1750

F4 P12 2000 5 2,42î 107 35,4 0,90 15,7 19,6 1765

RESULTADOS

Fendilhamento longitudinalVariação entre 1,0 e 40,7 m/kmMaior variação verifica-se na alteração da classe de fundação dentro da mesma classe de tráfegoVariação de 14,1 a 23,9 m/km para a classe de tráfego T6Valores muito longe do limite de 200 m/km

RESULTADOS

Pele de crocodiloVariação entre 0,38 e 2,91%Não existe grande variaçãoA sua variação assume um comportamento aproximadamente linearValores longe do limite de 20%

20%

RESULTADOS

Rodeiras nas camadas betuminosasVariação entre 5,1 e 15,7 mmUltrapassa o limite de 15 mm no pavimento P12 (T1 F4)Nas restantes estruturas o valor fica abaixo do limite de 15 mm

15 mm

RESULTADOS

Rodeiras em todo o pavimentoVariação entre 11,4 e 19,6 mmValor do pavimento P12 (T1 F4) próximo do limite de 20 mmPara os dois tipos de rodeiras não existe uma grande variação dos valores dentro da mesma classe de tráfego

20 mm

RESULTADOS

IRI (irregularidade longitudinal)Variação entre 1578 e 1765 mm/km, valores longe do limite de 3500 mm/kmParâmetro com menor variação de valoresAssume uma variação linear, exceto no primeiro ano

3500 mm/km


Os métodos de dimensionamento utilizados atualmente em Portugal não permitem prever a evolução do valor de cada parâmetro de estado dos pavimentos

Este novo método já permite que as administrações rodoviárias possam acompanhar a evolução dos valores dos parâmetros de estado dos pavimentos

Será necessário uma melhor otimização dos recursos disponíveis, principalmente na recolha de dados climáticos e organizá-los em ficheiros com formato próprio

Verificou-se que a rodeira é o parâmetro mais condicionante

Espera-se que além das Universidades, também as administrações rodoviárias e os projetistas de pavimentos iniciem a sua utilização no dimensionamento de novos pavimentos e na reabilitação de pavimentos degradados


http://modat.dec.uc.pt/

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