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Método de dimensionamento do DNIT, AASHTO e PMSP bem resumidos.
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FACULDADE SANTO AGOSTINHO – FSAENGENHARIA CIVIL
THIAGO SOUSA ARAUJONº da matricula:11302400
METODO DE CALCULO DOS PAVIMENTOS FLEXIVEIS:ESPECIFICAÇÕES TECNICAS
Teresina-PI2015
THIAGO SOUSA ARAUJO
METODO DE CALCULO DOS PAVIMENTOS FLEXIVEIS:ESPECIFICAÇÕES TECNICAS
Trabalho apresentado como requisito parcial para aprovação na disciplina Materiais de Estruturas Viárias do Curso de Engenharia Civil, Faculdade Santo Agostinho.
Prof. Ronaldo Alves de Siqueira
Teresina-PI2015
LISTA DE ABREVIAÇÕES
AASHTO - American Association of State Highway and Transportation
Officials - Associação Norte-Americana de Especialistas Rodoviários e de Transporte
BGS - Brita Graduada Simples
BGTC - Brita Graduada Tratada com Cimento
CA - Concreto Asfáltico
CBR - California Bearing Ratio - Índice de Suporte Califórnia
CBUQ - Concreto Betuminoso Usinado a Quente
CCP - Concreto de Cimento Portland
CCR - Concreto Compactado a Rolo
CNT - Confederação Nacional do Transporte
DAER - Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem
DNER - Departamento Nacional de Estradas de Rodagem
DNIT - Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes
N - Número equivalente de eixos padrão = 8,2 tf
NBR - Norma Brasileira
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO...................................................................................................................6
2 DESENVOLVIMENTO......................................................................................................7
2.1 MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS...................7
2.2 MÉTODO DO DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT)...........................................................................................................7
2.2.1 PARAMETROS DOS MATERIAIS DAS CAMADAS DO PAVIMENTO...............14
2.2.2 PARAMETROS DO TRAFEGO..................................................................................15
2.3 MÉTODO DA AASHTO DE DIMENSIONAMENTO..................................................19
2.3.1 HISTORICO DO METODO DA AASHTO.................................................................19
2.3.2 UTILIDADE E METODO DE SERVENTIA..............................................................20
2.3.3 EQUAÇÃO DE DESEMPENHO.................................................................................21
2.3.4 DETERMINAÇÃO DAS ESPESSURAS....................................................................22
2.4 MÉTODO DA PREFEITURA MUNICIPAL DE SÃO PAULO (PMSP).................25
3 CONCLUSÃO...................................................................................................................30
4
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Ábaco para determinação das somas das espessuras equivalentes H......................10
Figura 2 - Esquema das camadas do pavimento a ser dimensionado.......................................12
Figura 3 - Características do loop da pista da AASHTO ROAD TEST...................................19
Figura 4 - Os seis loops da AASHTO ROAD TEST................................................................19
Figura 5 - Esquema da serventia de um dado pavimento.........................................................20
Figura 6 - Ábaco Espessura do Pavimento X CBR do Subleito...............................................26
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Número de operações de eixo padrão para determinação da espessura mínima de. 9
Quadro 2 - Coeficientes de equivalência estrutural..................................................................11
Quadro 3 - Espessura do revestimento para tráfego leve x material do
revestimento........................................................................................................................26
Quadro 4 - Espessura do revestimento para tráfego médio x material do revestimento...........27
Quadro 5 - Coeficientes estruturais da PMSP...........................................................................28
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Dados ISig...............................................................................................................13
Tabela 2 - Espessuras mínimas para o uso nas equações.....................................23
5
1 INTRODUÇÃO
As estradas exercem importante papel no desenvolvimento econômico e social de um
país. No Brasil, o transporte rodoviário é considerado a principal via de integração,
fundamental no escoamento da produção industrial e agrícola brasileira (TRINDADE et al.,
2005). A malha rodoviária nacional apresenta uma extensão da ordem de 1.725.000 km, com
aproximadamente 10% pavimentados; desse total, 83% enquadram-se na categoria de
rodovias municipais e vicinais, dos quais 1,2% se encontra pavimentado (VELTEN et al.,
2006).
O tráfego comercial que solicita um pavimento é o carregamento a ser considerado nos
métodos de dimensionamento, como destacou Balbo (2007), sejam eles empíricos, sejam
mecanísticos. Portanto, existe uma importante necessidade de se padronizar o tráfego, pois na
realidade ele se apresenta de forma bastante complexa: veículos diferentes, cargas aleatórias,
várias configurações de eixo e rodas, velocidades variáveis etc. Por esses motivos, é usual
representar o tráfego total e a intensidade das cargas transportadas por meio do número (N),
que representa o número equivalente de operações do eixo-padrão de 8,2 t e expressa um
tráfego virtual que produz o mesmo efeito destrutivo do tráfego real.
A partir de estudos desenvolvidos pela AASHTO Road Test, no final da década de 1950,
determinou-se que um eixo simples de roda dupla com carga de 18.000 lb ou 82 kN (8,2 tf) e
563 kPa (80 psi) de pressão de enchimento dos pneus seria considerado eixo-padrão. Os
efeitos destrutivos de cargas quaisquer por eixo sobre pavimentos podem ser atribuídos,
comparativamente, ao provocado por determinado número de passagens do eixo-padrão.
Pode-se ter correlação de cada tipo de eixo ou conjunto de eixos com o eixo-padrão, por meio
do Fator de Equivalência de Cargas (FEC).
O objetivo desse relatório é analisar os 3 métodos abordados de pavimentos flexíveis.
Observando os seus métodos de cálculo e suas variações perante um a outro, dependendo de
seu uso nas pavimentações.
6
2 DESENVOLVIMENTO
A seguir é apresentada a metodologia de dimensionamento de
pavimentos flexíveis mais utilizadas no país, prescrita pelo Departamento
Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT).
2.1 MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS
Os pavimentos flexíveis podem ser dimensionados por meio de métodos empíricos ou
empírico-mecanicistas, sendo que atualmente no Brasil os métodos empíricos são os mais
utilizados. Dentre as vantagens dos métodos empíricos pode-se citar a sua simplicidade e fácil
aplicação, possibilitando o dimensionamento do pavimento por meio de um pequeno número
de variáveis de fácil obtenção, diferentemente dos métodos empírico-mecanicistas que
necessitam de um maior número de variáveis referentes ao pavimento, sendo essas mais
difíceis de serem obtidas. A abordagem empírica se restringe às condições em que foram
desenvolvidos, fatores ambientais, tráfego dos veículos e propriedades dos materiais
constituintes do pavimento, podendo o projeto não atingir sua eficiência máxima quando
executado em diferentes condições ambientais e econômicas (GONÇALVES, 1999). Nessa
abordagem o dimensionamento é feito por meio do número de operações de eixo padrão, que
no Brasil é de 8,2 tf, sendo que para pesos muito distintos do valor do eixo padrão essa
abordagem passa a ser muito imprecisa, além de haver grandes distorções entre os métodos de
obtenção do fator de equivalência, como ocorre com os métodos do United States Army
Corps of Engineers (USACE) e da American Association of State Highway and
Transportation Officials (AASHTO). No caso do dimensionamento por meio de métodos
empírico-mecanicistas o pavimento é projetado com o uso da mecânica dos pavimentos sendo
dimensionado por meio de análise de tensões, deformações e deslocamentos, sendo
considerado um sistema de várias camadas. Esses métodos têm se desenvolvido com a
aplicação de softwares que possibilitam o dimensionamento
dos pavimentos por meio de dados de entrada como o coeficiente de Poisson, o módulo de
elasticidade e a espessura das camadas, além de possibilitar o uso de carregamentos
complexos.
7
2.2 MÉTODO DO DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT)
O Método do DNIT é um método empírico que foi proposto pelo engenheiro Murillo Lopes
de Souza que é adaptado do Método de dimensionamento de aeroportos do United States
Army Corps of Engineers (USACE) e possui como variáveis de projeto o Índice de Suporte
Califórnia (CBR) do solo do subleito e das camadas que constituem o pavimento, o número
de operações de eixo padrão (N) e os coeficientes de equivalência estrutural (K).
A intenção do método é determinar a espessura das camadas de um pavimento
(reforço do subleito, sub-base, base e revestimento), para que as camadas resistam e
transmitam ao subleito das tensões de tráfego, sem que haja deformações excessivas
ou ruptura.
O método possui um roteiro contendo:
• A determinação da capacidade de suporte do subleito e dos materiais granulares
constitutivos do pavimento;
• Classificação dos materiais granulares empregados no pavimento;
• Tráfego (número equivalente ‘N’ de operações de um eixo tomado como padrão);
• Fator climático Regional;
• Coeficiente de equivalência estrutural ‘K’;
• Espessura mínima de revestimento betuminoso;
• Espessura das camadas constituintes.
O método se baseia na determinação do número de operação de eixos padrão (N) de 8,2 tf,
obtido a partir de estudos de tráfego e se utiliza de um ábaco para definir o fator de
equivalência em função do tipo de eixo utilizado e da carga por eixo. Após o cálculo do
número de operações de eixo padrão (N) é definida a espessura do revestimento de acordo
com o Quadro 1.
8
Quadro 1 - Número de operações de eixo padrão para determinação da espessura mínima derevestimento betuminoso
Fonte: Brasil (2006b).
Para cálculo do ‘N’ é necessário saber os valores de:
• Vm = Volume diário médio de tráfego do ano médio;
V1: Volume médio diário de tráfego no ano de abertura, num sentidot: Taxa de crescimento anual, progressão aritmética (%/ano)P: Período de projeto (anos)
• Vt = Volume total de tráfego em um sentido durante o período;
• FE = Fator de eixo, multiplicando pelo número de veículos tem-se o
número de eixos;
9
• FV = Fator de veículo, multiplicando pelo número de veículos tem-se o
número de eixos equivalentes padrão;
FV=FCxFE• FC = Fator de carga, multiplicando pelo número de eixos tem-se o
número de eixos equivalentes ao eixo padrão.
Para o cálculo dos fatores é necessário fazer uma contagem de tráfego na
estrada em estudo, somando-se o total de eixos em um determinado
período.
O fator climático regional (FR) é multiplicado pelo ‘N’, para que se leve em
consideração as variações de umidade dos materiais durante todo o ano.
Como no Brasil não se possui ainda parâmetros estudados, em favor da
segurança se utiliza FR = 1.
Com o número de operações de eixo padrão (N) e o CBR das camadas de
base, sub-base (limitado pelo método ao valor de 20%) e de reforço do
subleito, determina-se a espessura do pavimento para proteger estas
camadas (Figura 2).
Desta forma, determina-se a espessura relativa à soma das espessuras equivalentes das
camadas de revestimento e base (H20) e posteriormente a soma das espessuras equivalentes de
revestimento, base e sub-base (Hn) e a soma das espessuras equivalentes do revestimento, da
base, da sub-base e do reforço de subleito (Hm) a partir do ábaco da Figura 1.
Figura 1 - Ábaco para determinação das somas das espessuras equivalentes H.
10
Fonte: Brasil (2006b).
De acordo com o tipo de material de cada camada a metodologia infere valores dos
coeficientes de equivalência estrutural (K), de acordo com o Quadro 2.
Quadro 2 - Coeficientes de equivalência estrutural
Fonte: Brasil (2006b).
Com os coeficientes de equivalência estrutural das camadas de revestimento, base, subbase e
reforço de subleito (obtidos no Quadro 2) e as espessura de proteção das camadas a partir da
11
Figura 2, calcula-se as espessuras mínimas para as camadas do pavimento conforme as
seguintes inequações: (Brasil, 2006)
Sendo:
R: Espessura da camada de revestimento.
KR: coeficientes de equivalência estrutural do revestimento.
B: Espessura da camada de base.
KB: coeficientes de equivalência estrutural da base.
H20: espessura obtida no ábaco, relativa a um valor de CBR de 20%.
h20: espessura da camada de sub-base.
KS: coeficientes de equivalência estrutural da camada de sub-base.
Hn: espessura obtida no ábaco, relativa a um valor de CBR do reforço de subleito.
hn: espessura da camada de reforço de subleito.
Kref: coeficientes de equivalência estrutural do reforço de subleito.
Hm: espessura obtida no ábaco, relativa a um valor de CBR do subleito.
Tem-se como restrição do método a necessidade do uso de um material
para a camada de base com CBR maior ou igual a 60%. A Figura 2
apresenta o esquema das camadas do pavimento.
Figura 2 - Esquema das camadas do pavimento a ser dimensionado.
Fonte: Brasil (2006b).
12
O cálculo do CBR (Califórnia Bearing Ratio), que é a relação entre a pressão necessária para
produzir uma penetração de um pistão num corpo-de-prova de solo, e a pressão necessária
para produzir a mesma penetração numa brita padronizada (Brita da Califórnia), sendo que o
valor desta relação é dado em percentagem.
Tem como ideia básica adotar um IS (Índice de Suporte), onde é calculado com média
aritmética de dois outros índices derivados, respectivamente, de CBR e do IG (Índice de
Grupo).
O IS é dado por:
IS=( IScbr+ ISig)
2
Sendo:
IScbr = índice suporte derivado do CBR (numericamente sendo o próprio CBR)
ISig = índice suporte derivado do IG, praticamente correspondendo uma inversão de escala,
fazendo com que os solos de boa qualidade tenham os maiores valores de ISig. Temos ainda a
condição de que o Índice Suporte seja no máximo igual CBR, ou seja, quando o cálculo do IS
resultar num índice maior que o C.B.R. (ou IScbr), adota-se o valor do CBR como Índice
Suporte. Vejamos na Tabela 1.
Tabela 1 - Dados ISig
Fonte: ALMEIDA, Bruno. Notas de aula – “construção de estradas e vias urbanas”
IScbr = Índice de Suporte derivado do ensaio CBR, correspondendo numericamente ao
valor do CBR. O CBR que é dado em porcentagem é transformado em índice, com
o mesmo valor numérico.
13
Impõe-se a condição de que o IS – Índice de Suporte seja, no máximo igual ao CBR, ou seja,
quando o cálculo do IS resultar num índice maior que o CBR, adota-se o valor do CBR como
IS. Para fins de dimensionamento de um determinado trecho de características homogêneas, o
valor de IS a ser utilizado é o IS mínimo, ou seja, aquele obtido pelo tratamento estatístico
mostrado abaixo:
Onde:
2.2.1 PARAMETROS DOS MATERIAIS DAS CAMADAS DO PAVIMENTO
Os requisitos de qualidade dos materiais que irão compor as diversas camadas dos pavimentos
estão definidos nas “Especificações Gerais” contidas nas diversas Especificações de Serviços
editadas pelo órgão normalizador nacional – DNER-ES-299/94, por exemplo. Para cada uma
das camadas existe uma ES que define os requisitos mínimos de qualidade dos materiais a
serem utilizados na execução de cada camada. Em resumo pode-se listar estes requisitos como
mostrado a seguir:
Para camada de “Reforço do subleito”:
- Utilizar material cujo CBR seja maior do que o CBR do material do Subleito
Para camada de “Sub-base”:
- Utilizar material com CBR mínimo de 20%;
- Utilizar com IG = 0.
14
Para camada de “Base”:
- Utilizar material que tenha IG = 0;
- CBR maior do que 60% (ou 80% em caso de tráfego pesado);
- Expansão menor que 0,5%;
- Limite de liquidez menor do que 25%;
- Índice de plasticidade menor do que 6;
- Distribuição granulométrica enquadrada pelas faixas da norma DNER-ES-303/96;
- Se LL>25, o Equivalente de Areia deverá ser maior que 30.
Para o dimensionamento do pavimento, ou seja, a definição das espessuras e dos materiais de
cada uma das camadas, este método adota os coeficientes de equivalência estrutural definidos
pela pesquisa da AASHO Road Test. Tal como proposto, a hierarquia dos materiais que vão
compor estas camadas é determinada adotando-se um material padrão – a base granular – e
comparando-se os outros materiais com este padrão em termos de comportamento estrutural.
Assim, chama-se coeficiente de equivalência estrutural um número que relaciona a espessura
necessária da camada a ser construída com a espessura equivalente de uma cada com o
mesmo comportamento estrutural e construída com o material padrão. A expressão a ser
utilizada para tanto é:
hp = ki x hi
Sendo:
hp = a espessura equivalente a hi, de material padrão;
ki = coeficiente de equivalência estrutural do material i;
hi = espessura do material que vai compor a camada.
A relação abaixo mostrados coeficientes de equivalência estrutural dos materiais mais
comumente utilizados em pavimentação em nosso país.
• base ou revestimento de concreto betuminoso: 2,00
• base ou revestimento de pré-misturado a quente, de graduação densa: 1,70
• base ou revestimento de pré-misturado a frio, de graduação densa: 1,40
• base ou revestimento betuminoso por penetração: 1,20
• bases granulares: 1,00
• sub-bases granulares 0,77
• reforço de subleito: 0,71
15
• solos cimento, resistência aos 7 dias > 45 kg/cm2: 1,70
• solos cimento, resistência aos 7 dias entre 28 e 45 kg/cm2: 1,40
• solos cimento, resistência aos 7 dias entre 21 e 28 kg/cm2: 1,20
2.2.2 PARAMETROS DO TRAFEGO
Um dos fatores que influem no dimensionamento dos pavimentos flexíveis é o trafego que
solicitará determinada via durante sua vida útil de serviço. As cargas que solicitam a estrutura
do pavimento ao longo de um período “P” para o qual é projetado o pavimento são
representadas pela ação do ciclo de carregamento e descarregamento em um determinado
ponto fixo da superfície de rolamento quando da passagem das rodas dos veículos. O dano
causado pela passagem de cada veículo é, usualmente, de pequena magnitude, mas o efeito
acumulativo deste dano é que determina a resistência de vida à fadiga dos pavimentos. No
Brasil, o fator preponderante que leva os pavimentos ao final de sua vida útil é este efeito
acumulado.
Neste método de dimensionamento, para efeito de projeto, o tráfego que transitará sobre
determinado pavimento ao longo de sua vida útil de serviço é convertido em um número de
operações/solicitações de um eixo rodoviário padrão. Este número de solicitações é conhecido
como número “N”.
O eixo padrão rodoviário brasileiro é um eixo simples de rodas duplas e que transmite ao
pavimento uma carga total de 8,2 toneladas (80 kN). Neste eixo a superfície de contato dos
pneus com o pavimento é representada por uma área circular de 10,8 cm de raio e tensão de
contato de 5,6 kgf/cm^2.
O número “N” pode ser calculado pela seguinte expressão:
16
17
18
2.3 MÉTODO DA AASHTO DE DIMENSIONAMENTO
2.3.1 HISTORICO DO METODO DA AASHTO
O método de dimensionamento de pavimentos flexíveis da AASHTO baseia-se em dados
coletados da pista experimental da AASHTO, que projetada a partir de 1951 e construída
entre 1956 e 1958 na cidade Ottawa, Illinois - USA. Teve seu tráfego, utilizado na elaboração
do dimensionamento, monitorado entre 1958 e 1960. Na figura 03 esta apresentado as
características do loop normalmente utilizado.
Figura 3 - Características do loop da pista da AASHTO ROAD TEST
Na figura 04 estão apresentados os seis loops construídos entre a cidade
de Ottawa e Utica no Estado de Illinois – USA. Na figura 03 detalhes de um
dos loops.
Figura 4 - Os seis loops da AASHTO ROAD TEST
19
2.3.2 UTILIDADE E METODO DE SERVENTIA
Feito a avaliação dos efeitos de cargas de trafego (compressão), o que, por métodos de
equivalência de carga estrutural definidos ao final dos experimentos, relatou-se no
estabelecimento da relação entre a repetição de cargas (80Kn ou 8,2 tf eixo padrão) com a
espessura das camadas e a perda da qualidade de rolamento (revestimento superficial) em
termos da variação de serventia.
Entre todos os resultados obtidos, este experimento se destacou entre os demais, por causa do
mesmo identificar um modo de quantificar a condição de ruptura de um pavimento,
simplesmente baseado na opinião subjetiva dos usuários em relação de determinados defeitos
nos pavimentos. Este modo de avaliação da condição de ruptura consiste na
aferição da condição de serventia do pavimento. A serventia (p) pode ser
definida como uma medida de quão bem um pavimento em dado instante
do tempo serve ao tráfego usuário, com conforto e segurança de
rolamento, considerando-se a existência de tráfego misto, sob qualquer
condição climática. Tal medida varia entre 0,5 e 5,0, sendo o valor 5,0
como o pavimento em melhor qualidade.
Na figura 05 está apresentado o esquema do desenvolvimento da
serventia de um dado pavimento em função da solicitação do tráfego.
Serventia é a habilidade de um pavimento servir ao tráfego com
segurança, conforto e economia.
20
Figura 5 - Esquema da serventia de um dado pavimento.
Onde: Po = Serventia inicial do pavimento original ou da camada de reforço
Pt1quando construída;Serventia final do pavimento existente exatamente antes da
Pt2 =Construção da camada de reforço;Serventia final desejada com a da camada de reforço depois da
Pf =passagem do tráfego previsto;Serventia final quando da ruptura;
x = Número de repetições equivalentes no momento em que o reforço
y =será construído;Número de repetições equivalentes durante a vida em serviço do
Nfx=reforço;Número de repetições necessários para o pavimento existente
Nfy=atingir a ruptura; e,Número de repetições necessários para o pavimento com reforço
atingir a ruptura.
2.3.3 EQUAÇÃO DE DESEMPENHO
As equações para dimensionamento do método da AASHTO estão baseadas no binômio
serventia-desempenho: serventia é uma medida da habilidade de um pavimento de cumprir
suas funções em um momento particular do tempo, desempenho é a medida da história de
serventia de um pavimento no decorrer do tempo.
A equação que relaciona o tráfego (N), a serventia e as espessuras de camadas para descrever
o desempenho de dado pavimento no tempo, para pavimentos flexíveis.
21
(Formula 1)
SN – Structural Number, é o número estrutural, ele indica um valor
abstrato que expressa a capacidade estrutural de dado pavimento,
necessária para dada combinação de suporte de subleito (por intermédio
de seu módulo de resiliência) número total de repetições de um eixo-
padrão de 80kN, serventia desejada para o final do período de projeto
(vida útil) e condições ambientais (AASHTO, 1986), calculado por:
SN = a1 * D1 + a2 * D2 * m2 + a3 * D3 * m3
ai = coeficiente estrutural da i-ésima camada
Di = espessura (em polegadas) da i-ésima camada
mi = coeficiente de drenagem da i-ésima camada.
Da fórmula 1, temos:
P0 = é a serventia inicial
Pt = é a serventia terminal
Mr = módulo de resiliência efetivo do subleito (psi)
Zr = é o nível de confiança embutido no processo de dimensionamento para assegurar que
as alternativas de projeto, atentem para o período de vida útil estipulado.
Coeficientes estruturais:
Material Parâmetro de controle CE
CAUQ, PMQ a MR= 3.160 MPa 0,44MR= 2.110 MPa 0,37
20ºC MR= 1.406 MPa 0,30Bases CBR = 100% 0,14
Granulares CBR = 33% 0,10Sub-base CBR = 100% 0,14
Granulares CBR = 23% 0,10Materiais Rc,7 = 5,6 MPa 0,22
Cimentados Rc,7 = 3,1 MPa 0,16
(7 dias) Rc,7 = 1,4 MPa 0,13
22
2.3.4 DETERMINAÇÃO DAS ESPESSURAS
As espessuras das camadas são determinadas pelos seguintes passos:
1. Determinação dos números estruturais necessários sobre o subleito
(SN3), sobre a sub-base (SN2) e sobre a base (SN1). Para tanto
deverá ser utilizada a equação 1. O cálculo dos números estruturais
necessários sobre o subleito, sub-base e base é realizado com a
utilização dos respectivos módulos de resiliência, representativo de
cada uma das camadas.
2. A espessura do revestimento é então calculada pela expressão:
3. A espessura da base é então calculada pela expressão:
4. A espessura da sub-base é então calculada pela expressão:
Importante as espessuras obtidas com as equações acima devem
respeitar as espessuras mínimas devidas.Número de solicitações Revestimento de Bases Granularesdo eixo-padrão 80kN CAUQ (mm) (mm)≤ 5*104 25* 1005*104 < N ≤ 1,5*105 50 1001,5*105 < N ≤ 5*105 65 1005*105 < N ≤ 2*106 75 1002*106 < N ≤ 7*106 90 100N > 7*106 100 100(*) possível emprego de tratamento superficialTabela 2 - Espessuras mínimas para o uso nas equações.
Exercício resolvido:
23
Dimensionar um pavimento pelo método da AASHTO-1993 considerando os seguintes
parâmetros de projeto:
• N = 6,8*10^7
• Tipo de via arterial urbana, nível de serventia inicial = 4,2.
• Módulo de resiliência efetivo do subleito = 3.500 psi.
• Materiais disponíveis: CAUQ (Mr=500.000psi), BGS com CBR=70% e sub-base granular
com CBR=30%.
• Condição de drenagem do pavimento excelente, sem saturação.
Nível de confiança:
Zr* So = 90% * 0,35 = 0,315
O nível de serventia final = 2,5
Logo na equação 01 temos:
Fazendo-se SN + 1 = x, atribuindo-se valores para x de maneira que a igualdade seja
verdadeira, temos:
X Lado
esquerdo
Lado
direito
6,00 0,4017 -0,2818
7,00 0,4515 0,3448
7,50 0,4657 0,6253
7,10 0,4547 0,4025
7,20 0,4578 0,45693
24
7,25 0,4592 0,4875
7,21 0,4581 0,4650
Considera-se então 7,205 de onde se obtém SN3 = 6,205 esse valor é a
espessura da camada do pavimento sobre o subleito. Através de
sucessivas determinações obtém as espessuras da sub-base e do
revestimento.
Base granular com CBR=70% e Mr= 27.500 psi
Sub-base granular com CBR30% e Mr= 15000 psi.
SN1= 3,9 com CE do revestimento a1 = 0,46 e SN2 =4,8, para a base BGS
com CE da base a2 = 0,13.
Espessura do revestimento:
Atende a espessura mínima.
Espessura da base:
Conforme dado do exercício o parâmetro de drenagem m2 = m3 = 1,35 (tabela)
Espessura da base calculada foi de 5,1”
E a espessura da base recomendada é de 6”, espessura ser adotada. Logo
deve-se recalcular o SN2 dada a nova espessura da base.
SN2 = a1*D1 + a2*D2*m2 = 0,46*8,5+0,13*6*1,35 = 4,96
Espessura da Sub-base:
Resultado das espessuras das camadas
Revestimento -> 215 mm
Base BGS -> 150 mm
25
Sub-base -> 215 mm
2.4 MÉTODO DA PREFEITURA MUNICIPAL DE SÃO PAULO (PMSP)O método de dimensionamento de pavimentos flexíveis da prefeitura de
São Paulo é um
método empírico similar ao adotado pelo DNIT, sendo o dimensionamento
feito em função da
classificação de tráfego, entre leve, médio e pesado, sendo as mesmas
atribuídas em função do
número de operações de eixo padrão (N). Com isso, determina-se a
espessura equivalente total do pavimento (HSL) e as outras espessuras
parciais por meio da Figura 4, que apresenta a
espessura do pavimento em função do CBR do subleito, para tráfego leve
e médio:
Figura 6 - Ábaco Espessura do Pavimento X CBR do Subleito
Fonte: Manual de Pavimentação da Prefeitura de São Paulo – 2004
Após a determinação da espessura equivalente total do pavimento (HSL) obtém-se a
espessura do revestimento (R), tabelada em função da classificação do tráfego, como
apresentado nos Quadros 3 e 4, para tráfego leve e médio, respectivamente:
26
Quadro 3 - Espessura do revestimento para tráfego leve x material do revestimento.
Fonte: Manual de Pavimentação da Prefeitura de São Paulo – 2004
Quadro 4 - Espessura do revestimento para tráfego médio x material do revestimento.
Fonte: Manual de Pavimentação da Prefeitura de São Paulo – 2004
Onde:
CAUQ: Concreto Asfáltico usinado a quente.
IMP LIGANTE: Imprimação ligante.
MB: Macadame Betuminoso.
IMP IMPERM: Imprimação Impermeabilizante.
27
MH: Macadame Hidráulico.
PMQ: Pré-misturado a quente
BGS: Brita Graduada Simples
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Quadro 5 - Coeficientes estruturais da PMSP
Segue-se à determinação das espessuras das outras camadas do
pavimento por meio das
seguintes inequações:
Sendo:
B: espessura da base.
hSB: espessura da sub-base.
href: espessura do reforço de subleito.
KR: coeficiente estrutural do revestimento.
KB: coeficiente estrutural da base.
KSB: coeficiente estrutural da sub-base.
KREF: coeficiente estrutural do reforço de subleito.
Os valores dos coeficientes estruturais (K) são obtidos de acordo com o
Quadro 5.
Fonte: Manual de Pavimentação da Prefeitura de São Paulo – 2004
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Para determinar os coeficientes estruturais da sub-base granular, do
agregado reciclado e
do reforço de subleito são utilizadas as equações 1 e 2 a seguir, sendo que
o CBR do reforço e da sub-base não pode ser adotado como sendo maior
que 30%.
Para determinar os coeficientes estruturais da sub-base granular, do
agregado reciclado e
do reforço de subleito são utilizadas as equações 1 e 2 a seguir, sendo que
o CBR do reforço e da sub-base não pode ser adotado como sendo maior
que 30%.
Sendo:
CBRSB, CBRREF e CBRSL são os índices de suporte Califórnia da sub-base,
reforço e subleito.
O dimensionamento das camadas deve atender a algumas restrições do manual, que exige
valores mínimos de CBR e máximos de expansibilidade para as camadas do pavimento, além
de valores mínimos de espessura a serem adotados nas camadas do pavimento.
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3 CONCLUSÃO
Após examinar, em profundidade os principais métodos de pavimentações flexíveis,
chegamos a uma conclusão que todos eles trabalham bem em seu especifico uso e em
denominadas áreas, todos os tipos de pavimentos flexíveis e método adotado, exigem muitos
cálculos e determinados dados para o procedimento do mesmo. É imprescindível o
conhecimento dos solos e de seus fundamentos teóricos para obtenção dos melhores
resultados no trabalho da pavimentação. Conclui-se que todos métodos abordados neste
trabalho devem ser utilizados de forma correta as vias são dimensionadas de forma a
manterem-se conservadas durante a sua vida útil, sendo que quando as ruas são
dimensionadas sem o uso de um método apropriado ou o método é usado de forma errada as
vias dimensionadas passam a apresentar desgastes muito antes do fim da sua vida útil de
projeto.
É notável que foram precisos anos de estudo e experiências para se obter cada um desses
métodos, as variações de cada um são logicas, porem as intenções são as mesmas para cada
método. Trazer conforto, segurança, ótimas condições de rolamento e, por conseguinte
realizar todos os tipos de suporte a compressão para se obter uma boa relação de vida útil e
durabilidade.
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BIBLIOGRAFIA CITADA
GONÇALVES, F. J. P. O desempenho dos pavimentos flexíveis. 1999. Disponível em <http://usuarios.upf. br/~pugliero/arquivos/09.pdf>.
PMSP - Prefeitura do Município de São Paulo, IP-04 – Dimensionamento de pavimentos Flexíveis para tráfego Leve e Médio, SIURB – Secretaria de Infraestrutura Urbana e Obras (2004).
Manual de pavimentação DNIT. 3. Ed. – Rio de Janeiro, 2006b.
MARTINI, Ulysses. TCC Pavimentos Flexíveis e Rígidos: Proposição de um manual de pavimentação para o município de Blumenau. Florianópolis – SC. ULYSSES, 2014.
ADADA, Lucas. Pavimentos Flexíveis e Rígidos. Curitiba – PR. LUCAS, 2008.
SENÇO, Wlastermiller. Manual e Técnicas de Pavimentação. 2. ed. São Paulo, Pini. 2007
CARLOS, Edson. MÉTODO DA AASHTO DE DIMENSIONAMENTO. São Paulo. 2008
ALMEIDA, Bruno. Método de Dimensionamento de Pavimentos Flexíveis – AASHTO 1993.
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