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Proposta brasileira para dimensionamento de pavimentos com
base mecanística –empírica
Leni Leite PETROBRAS / CENPES
Mecânica dos pavimentos
O que é um pavimento ? É uma estrutura de
camadas destinada a: • resistir e distribuir ao
subleito os esforços verticais produzidos pelo tráfego;
• melhorar condições de rolamento quanto a comodidade e segurança;
• resistir aos esforços horizontais que nela atuam tornando mais durável a superfície de rolamento
Medina & Motta (2005)
Dimensionamento de pavimentos
Como se dimensiona um pavimento ? Através do cálculo de espessuras de um conjunto de camadas que
trabalham juntas e compatibilizando os materiais
Escolha de materiais e espessuras em função de : • tráfego esperado (período de projeto) • clima • subleito,topografia, drenagem, técnicas construtivas, etc • critérios de ruptura (como definir vida útil)
Motta L. (2012)
Métodos de dimensionamento existentes
Bressi S. (2012) Soares J. (2009)
Emprego de métodos analíticos na Europa
• Durante as duas últimas décadas, houve a substituição dos métodos empíricos pelos mecanísticos.
• Consideram a resposta estrutural, que é calibrada por ensaios de laboratório / dados de campo (pistas existentes ou experimentais).
Soares J. (2010)
Uniformização européia
• Existe uma tendência a uniformização
• Projeto COST 333 - Development of New Bituminous Pavement Design Method - em 1999 indicou que 60% dos órgãos rodoviários europeus já usavam métodos analíticos.
• A maior parte dos países europeus utilizam catálogos com seções pré-definidas para o dimensionamento, evitando soluções não experimentadas e tornando mais homogênea a prática no país.
Soares J. (2010)
Catálogos europeus
Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues von Verkehrsflächen
RStO01 - DE Catalogue des structures types de chaussés neuves -
FR
Manual de concepção de pavimentos para a rede rodoviária nacional - PT
Entradas são geralmente o tráfego, tipo de pavimento e o subleito
Método brasileiro atual Procedimento empírico da década de 60
– Método do CBR – Não tira proveito da avaliação MCT de
solos – Principal defeito não é considerado
trincas por fadiga – Não leva em conta a temperatura do
pavimento – Camada asfáltica única (base de brita) – Não considera envelhecimento do ligante – Não inclui novas técnicas, nem novos
produtos – Critéria de ruptura – afundamento de
trilha de roda
• Houve atualização em 1981 relacionada ao cálculo do número N
Cálculos de tensões e deformações
de estruturas de pavimentos
Motta L. (2012)
Método de dimensionamento mecanistico
empírico proposto no Brasil -1991
Propriedades de laboratório
método proposto por Laura Motta
Módulo de resiliência das camadas – solos, materiais granulares e misturas betuminosas Ensaio de fadiga a tensão controlada - Critério de ruptura
Fator campo - laboratório
Estimados em estudos para desenvolvimento MEPDG •Fatigue shift factors were calculated for four of the structural sections from the 2003 NCAT Test Track ranged from 4.2 to 75.8. •The fatigue shift factors determined with PerRoad ranged from 6.7 to 19.2.
Tese doutorado Salomão Pinto -1991 Outros fatores campo laboratório
Necessidade de ensaios laboratoriais para estimativa fator campo laboratório
Funções de transferência
Proposta Sispav de projeto de dimensionamento
tese doutorado Filipe Proença 2007
Base do método do Filipe
Laura Motta (2012) emprega F(C/L) desenvolvido por Salomão
Tese mestrado - Luiz Felipe da Silva da Fonseca 2013
A análise da vida útil de projeto da estrutura de pavimento proposta pelo catálogo de soluções de pavimentação do CREMA 2ª ETAPA por meio do programa SisPav permitiu concluir que as soluções contempladas no catálogo para os segmentos homogêneos selecionados não atendem a vida útil de projeto de 10 anos para as quais foram calculadas
Desenvolvimento de projeto de dimensionamento brasileiro
na rede Temática de asfaltos
• Construção de pistas experimentais em diferentes regiões, clima e temperatura • Atuação de Universidades e IPR (DNIT) • Geração de dados de campo e laboratório • Calibração dos modelos • Criar Fator campo laboratório
Tornar SISPAV uma verdadeira ferramenta de projeto
Concluidas: 16
Conc. em 2013: 3
Em andamento: 5
Só equipamentos: 3
UFAM
UFPA
UEMA
UFC
UFPB, UFCG
UFPE
UFS
UFRJ, IME, IPR
USP, EESC
UFSC
UFPR, UEM
UFG
UFMT
UFBA
UFMG, UFJF, UFOP, CEFET-MG, UFV
UFSM
UFAL
UFRGS
Resultados Infra
MA
NU
AL
PRÉ-
EXECUÇÃO
INF. PRELIMINARES
AMOSTRAS
MATERIAIS E ESTRUTURAS
EXECUÇÃO CONFIRMAÇÃO DOS MATERIAIS
CONTROLE DE EXECUÇÃO
PÓS-EXECUÇÃO
AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DOS
TRECHOS MONITORADOS
Projeto da Rede temática
Laura Motta (2012)
Laura Motta (2012)
Pós-execução
Levantamentos realizados
Data Deflexão máxima média, 0,01mm
IRI médio,
m/km BPN médio (ou grip number)
Macrotextura média,
mm % de área trincada
Afundamento médio de trilha de roda,
mm
Tempo 0
1 mês
6 meses
1 ano
2 anos
3 anos
Resultados P&D
Manual de Trechos Monitorados
Sistema da Rede Temática de Asfaltos
Versão beta do SispavBR
Critérios em discussão no SISPAV
A semelhança do MEPDG, serão usados 3 níveis em ordem inversa
Níveis
1) Emprego de MR, sem efeito da temperatura, nem envelhecimento do ligante; Uso da Lei de Miner; Critério de ruptura a partir de curvas de fadiga tradicionais ou obtidas nas calibrações;
2) Cálculo do módulo dinâmico, com efeito da temperatura e do envelhecimento do ligante. Uso da Lei de Miner; Critérios de ruptura a partir de calibrações – fator campo – laboratório a partir de calibrações
3) Emprego de módulo dinâmico a diferentes freqüências e temperaturas, construção de curva mestre. Correlações entre % área trincada com o dano como critério de ruptura calibrações – fator campo – laboratório
Resultados P&D
Total de pistas construídas e monitoradas: 25 + Projeto Fundão = 75
Metas para os próximos anos:
Número de pistas experimentais (total e efetivas):
2014: SispavBR com os modelos do Fundão
2016: SispavBR com os modelos do Brasil: Nível 1
2017: SispavBR completo + Livro
Número de pistas experimentais:
2015 51 pistas experimentais 2017 80 pistas experimentais
