DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS Alunos: Kennedy Glauber e Aline Magalhães

Dimensionamento do pavimento  Determinação das espessuras das camadas existente no subleito;  Seleção dos materiais existentes, promovendo maior aproveitamento;  As pressões transmitidas pelas rodas dos veículos diminuem com aumento da profundidade;  Melhores materiais devem ser colocados na superfície.

Métodos de dimensionamento  Eram essencialmente empíricos, baseados na experiência acumulada;  Método do Índice de grupo  Método do CBR  Método do Corpo de Engenheiros dos Estados Unidos  Pista Experimental da AASHO

Algo relevante  É importante a garantia de uma drenagem eficiente nas pavimentos, tanto das águas superficiais, quanto da umidade presente no subleito devido a proximidade do lençol freático;

Método adotado no Brasil  Método de dimensionamento de pavimentos de aeroportos do Corpo de Engenheiros dos Estados Unidos, conhecido como Método de dimensionamento de pavimentos flexíveis do DNER.  Introduzido no Brasil em 1962 aprimorado em 1966, foram incorporados conceitos derivados dos estudos da pista experimental da AASHO.

Método de dimensionamento de pavimentos flexíveis do DNER  Facilidade de aplicação;  Comprovada eficácia;  Maioria das estradas brasileiras tiveram seu pavimento concebido pelo método;  Grande resistência à ocorrência de deformações;  Fundamentos: conhecimento das propriedades do solo do subleito, propriedades geotécnicas, estimativa do tráfego que solicitará o pavimento.

Composição do pavimento flexível

Parâmetros do subleito  IG= índice de grupo, solos de boa qualidade IG=0;  IS= índice de suporte; IS= (ISig+IScbr)/2  ISig= Índice de suporte derivado de grupo, valores representados em tabela  Iscbr= índice de suporte derivado do ensaio de CBR  IS no máximo igual ao CBR

Parâmetros do subleito  Xmed-IS médio da amostra; Xmed= Σ xi/n  S-desvio padrão da amostra s=(∑(xi-xmed)²)/(n- 1))^0,5  Ismin=xmed-ks, xi=valores individuais de CBR, n=número de determinações; k =coeficiente de risco igual a k={(1,29/n^0,5)+0,68}

Parâmetros do reforço do subleito  IS OU CBR>CBR do subleito;  EXPANSÃO≤1%(medida com sobrecarga de 10lb).

Parâmetros da sub-base  IS OU CBR≥20;  IG = 0  Expansão ≤ 1% (medida com sobrecarga de 10lb).

Parâmetros da base  IS OU CBR≥80 (para N ≥5x10^6);  IS OU CBR≥60 (para N <5x10^6);  LIMITE DE LIQUIDEZ ≤ 25%;  Expansão ≤ 0,5% (medida com sobrecarga de 10lb).  Índice de plasticidade ≤ 6.

Dimensionamento pelo método do DNER  O método pode ser assim apresentado: 1. Subleito; 2. Tráfego; 3. Materiais das camadas.

1.0 Subleito  Adotar um índice de suporte (IS):

1.0 Subleito  Adotar um índice de suporte (IS):

2.0 Tráfego  N=Número equivalente de operações de um eixo tomado como padrão.

2.0 Tráfego  Cálculo de Vm Taxa de crescimento de tráfego.  Crescimento Linear:

2.0 Tráfego  Cálculo de Vm:  Crescimento Geométrico:

2.0 Tráfego  Fator de veículo“FV”  FV- transforma o tráfego real que solicita o pavimento durante o período de projeto, em um tráfego equivalente de eixos padrão no mesmo período.  FV=FE*FC  É necessário conhecer a COMPOSIÇÃO DE TRÁFEGO.

2.0 Tráfego  FE: Fator de Eixo- Coeficiente que, multiplicado pelo volume total de tráfego comercial que solicita o pavimento durante o período de projeto, fornece a estimativa do número de eixos que solicitam o pavimento no mesmo período.  É um fator que transforma o tráfego em número de veículos padrão no sentido dominante em número de passagens de eixos equivalentes. Para tanto, calcula- se o número de eixos dos tipos de veículos que passarão pela via.

2.0 Tráfego A expressão correspondente seria:

2.0 Tráfego  FC: Fator de Carga- Coeficiente que, multiplicado pelo número de eixos que solicitam o pavimento durante o período de projeto, fornece o número equivalente de operações do eixo simples padrão.

2.0 Tráfego  No método, o veículo padrão adotado é o veículo americano de libras por eixo simples de roda dupla – ESRD – ou seja, libras como carga de roda.  Sendo o veículo padrão de libras por eixo simples, ou seja, 8,172 8,2 tf por eixo simples, veículos com carga por eixo simples superior a 8,2 tf terão fator de equivalência de operações maior que a unidade; inversamente, veículos com carga por eixo simples inferior a 8,2 tf terão fator de equivalência menor que a unidade.  Multiplicando-se os valores do fator de equivalência pelo número de veículos por dia,com uma determinada carga por eixo, obtém-se a equivalência, para esse tipo de veículo, no período considerado, geralmente em veículos por dia. A soma desses produtos referentes a todos os veículos que trafegarão pela via dá a equivalência de operações entre esses dois tráfegos: o tráfego em termos de veículo padrão e tráfego real.

2.0 Tráfego  Os valores do fator de equivalência de operações:

2.0 Tráfego  Fator Climático Regional (FR) ou Fator de Chuva- as variações de umidade dos materiais do pavimento durante o ano afetam a capacidade de suporte.  Havendo falta de dados, podem-se adotar valores médios a serem estabelecidos por região.  Conseguimos então calcular N:  N=365*Vm*P*FC*FE*FR; sendo- FV=FC*FE;

3.0 Dimensionamento

 Dispondo dos Índices Suporte, do subleito, do reforço do subleito e da sub- base, pode-se obter, através do ábaco de dimensionamento, em primeira aproximação, as espessuras necessárias, respectivamente, acima dessas camadas.  A simbologia a ser adotada é:  Subleito: IS = m; Reforço do subleito: IS = n e Sub-base: IS = 20.

3.0 Dimensionamento-ÁBACO

 Subleito: IS = m - Tráfego: N >>ábaco -- Hm (Hm é a espessura total do pavimento para materiais de k = 1);  Reforço do Subleito: IS = n - Tráfego: N >> ábaco -- Hn (Hn é a espessura necessária de pavimento acima do reforço, ou seja, sub-base + base + revestimento, para materiais de k = 1);  Sub-base: IS = 20 Tráfego: N ábaco H20 (H20 é a espessura necessária de pavimento acima da sub-base, ou seja, base + revestimento, para materiais de k = 1. O material de sub-base deve ter um índice Suporte ou CBR mínimo de 20).

3.0 Dimensionamento-ÁBACO  Materiais das camadas – Coeficiente de equivalência estrutural-k

3.0 Dimensionamento-ÁBACO  Materiais das camadas – Coeficiente de equivalência estrutural-k

3.0 Dimensionamento-ÁBACO  Cálculo das espessuras das camadas  Monta-se então o sistema de inequações:

3.0 Dimensionamento-ÁBACO  Em função do número equivalente “N” de operações do eixo padrão, o tipo e espessura são dados conforme a tabela a seguir:

4.0 Exemplo de dimensionamento  Dimensionar o pavimento para uma estrada para a qual se prevê N = 10^3, já levado em conta FR, sabendo-se que o subleito apresenta um IS = 2, e que se dispõe de material para reforço do subleito com IS = 12 e material para sub-base. Adotar concreto betuminoso como revestimento.  Dos ábacos e do problema, tira-se:  A espessura da base:  A espessura mínima de base e camadas inferiores, sempre que possível, é de 10 cm.  Então: B = 10 cm (base)

4.0 Exemplo de dimensionamento  Dimensionar o pavimento para uma estrada para a qual se prevê N = 103, já levado em conta FR, sabendo-se que o subleito apresenta um IS = 2, e que se dispõe de material para reforço do subleito com IS = 12 e material para sub-base. Adotar concreto betuminoso como revestimento.  A espessura da sub-base  A espessura mínima de base e camadas inferiores, sempre que possível, é de 10 cm. Então: h20 = 10cm (sub-base)  A espessura do reforço:  Espessura Final:

Aplicação-Exercício  1.0 Dimensionar o pavimento para uma estrada em que N = 10^6 (já incluído FR), sabendo-se que o subleito apresenta um IS = 8 e o reforço do subleito um IS =10, dispõe-se de material para sub-base e base (adotar concreto betuminoso como revestimento).  2.0 Dimensionar o pavimento para uma estrada em que N = 4*10^6 (sem estar incluso o FR), sabendo-se que o subleito apresenta um IS = 5 e o reforço do subleito um IS = 8, dispõe-se de material para sub- base e base (adotar revestimento e base de concreto betuminoso e altura média anual de chuva da região de 700mm).