compreendendo as origens dos problemas estruturais …

COMPREENDENDO AS ORIGENS DOS PROBLEMAS ESTRUTURAIS DAS ESTRADAS DE RODAGENS

BRASILEIRASAutores:

- Antonio Carlos Rodrigues Guimarães

Instituto Militar de Engenharia, Prof°D.Sc

- Álvaro Viera

Prof. M.Sc IME

SUMÁRIO• Contextualização;

• Estrutura de um Pavimento;

• Defeitos em Pavimentos;

• Estudo Comparativo;

• Novo Método de Dimensionamento de

Pavimentos;

• Conclusão.

CONTEXTUALIZAÇÃO

• Qual a impressão atual da estradas brasileiras?

• O problema é do asfalto?

• Critérios de selecionamento de materiais,

Dosagens e Dimensionamento

ESTRUTURA construída após a terraplenagem e destinada, econômica e simultaneamente, em seu CONJUNTO, a:

Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos pelo tráfego;

Melhorar as condições de rolamento quanto a comodidade e segurança;

Resistir aos esforços horizontais que nela atuam, tornando mais durável a superfície de rolamento.

O que é um pavimento ?O que é um pavimento ?

Carga do Tráfego de Veículos (pesados)!

ESTRUTURA DE UM PAVIMENTO

• Cada camada com

sua rigidez,

espessura e

poisson;

• O revestimento

asfáltico é bem

mais rígido do que

as demais

camadas;

• Todas as camadas

contribuem para

ATR.

5 cm

15 cm

20 cm

Típico do Brasil

DEFEITOS EM PAVIMENTOS

• Defeitos associados à dosagem da mistura asfáltica:

agregados, ligante asfáltico ou massa asfáltica;

• Defeitos construtivos: temperatura inadequada de

usinagem e compactação, compactação insuficiente;

• Defeitos Estruturais: Fadiga e ATR

ESTUDO COMPARATIVO

• Será que todos os problemas são executivos

ou de projeto?

• Como é dimensionado um pavimento no

Mundo?

Atualmente os principais países do mundo buscam jum método mecanístico de dimensionamento de pavimentos

Nº País INSTITUIÇÕES EUROPÉIAS Código

1 Austria Institute fur Straßenbau und Straßenerhaltung (ISTU) AT2 Bélgica Belgian Road Research Centre (BRRC) BE3 Croácia Civil Engineering Institute os Croatia (IGH) HR4 Dinamarca Technical University (DTU) DK5 Finlândia Technical Research Centre of Finland (VTT) FI6 França Laboratoire Central des Ponts et Chaussée (LCPC) FR

7 Alemanha Bundesanstalh fur Straßenwesen (BAS)Bergische Universitat Gesamthochschule Wuppertal (BUGH) DE

8 Grécia National Technical University of Athens (NTUA) GR9 Hungria Institute for Transport Sciences Ltd (KTR) HU

10 Islândia Iceland Building Research Institute IS11 Irlanda National Roads Authority (NRA) IE12 Itália Universita Deglitudidi Firenze IT13 Holanda Dienst Weg-em Waterbouwkunde (DWW) NL14 Noruega Norwegian Road Research Laboratory (NRRL) NO15 Polônia Institute Badawezy Drog I Mostow PL16 Portugal Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) PT17 Romênia Iptana-Search RO18 Eslovênia Druzbazadrzavneeeste SI

19 Espanha Centro de Estudios de Carreteras (CEDEX)Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ES

20 Suíça Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (LAVOC) CH21 Suécia Swedish Road and Transport Research Institute (VTI) SE22 Reino Unido Transport Research Laboratory (TRL) GB País INSTITUIÇÕES NÃO EUROPÉIAS Código

23 EUAAmerican Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) AA

Asphalt Institute AI

24 Reino UnidoShell International Petroleum Company Limited SHUniversity of Nottingham NT

25 Austrália Australian Road Research Board (ARRB) AU26 Japão Japan Road Association JA27 Nova Zelândia National Roads Board NZ28 África do Sul National Institute for Transportation and Road Research SA

Predomínio de métodos analíticos na Europa

NAASHTO = 106

NAASHTO = 107

NAASHTO = 108

Pavimento projetadoTráfego acumulado (NAASHTO)

106 107 108

Espessura do revestimento (mm)

Média 128 222 295

Máxima 300 425 375

Mínima 25 150 190

Espessura total do pavimento (mm)

Média 529 618 626

Máxima 1030 1110 1050

Mínima 210 280 330

Resultados obtidos - COST 333

NOVO MÉTODO MECANÍSTICO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS

NACIONAL - MEDINA

Dimensionamento pelo Método DNER/66

Tráfego: NAASHTO = 1 x 107 NUSACE = 4 x 107

Materiais:

Camada Tipo de material CBR Módulo de Resiliência

Coef Poisson Referência

Subleito Solo argiloso 5% 10,4CBR = 52 MPa 0,45 Heukelom&Klomp (1962)

Sub-base Solo laterítico 20% 22CBR0,8 = 241 MPa 0,40IP-08 PMSP

Base Brita Graduada Simples 80 % 400 MPa 0,35

Revestimento Concreto asfáltico - 3.500 MPa 0,35 Soares et al. 2000

Dimensionamento:

R = 10 cm

H5 = 72 cm

H20 = 29 cm

R.KR + B.KB H20 ....... (10 x 2) + (B x 1) 29 ......B 9 ....... Badot = 15 cm

R.KR + B.KB + H20.KSB H5 ......(10 x 2) + (15 x 1) + (H20 x 0,77) 72 ..... H20 48 cm

BRITA GRADUADA SIMPLES -BGS

SUBLEITO

CBUQ

SUB-BASE ESTABILIZADA GRANULOMETRICAMENTE

10 cm

15 cm

48 cm

Verificação das tensões e deformações obtidas com o programa AEMC:

CarregamentoTipo: Eixo duploPressão de Pneus (MPa): 0,560000Raio do Carregamento (m): 0,107946

Ponto X (m) Y (m) Z (m) Ux (µm) Uy (µm) Uz (µm) Sx (MPa) Sy (MPa) Sz (MPa)1 0,000000 0,000000 0,099000 0,000000 0,000000 420,428,200 0,062482 0,522814 -0,1329922 0,000000 0,000000 0,245000 0,000000 0,000000 382,573,170 0,015610 0,037817 -0,0839453 0,000000 0,000000 0,735000 0,000000 0,000000 286,717,850 0,001108 0,001403 -0,0121234 0,162000 0,000000 0,099000 7,557,190 0,000000 416,559,770 0,695925 0,829830 -0,196947

Europa EUA + outros Brasil

Comparação com valores do COST 333

20

18

12

20

15

25

20

15

20 20

40

30

20 20 20

18 18 18

20

15 15

20 20

30

20 20

15

25

22

10

5

10

15

20

25

30

35

40

45

AT BE HR DK FI FR DE GR HU IS IE IT NL NO PL PT RO SI ES SE CH GB AA AI AU JA NZ NT SH BRASIL

Espe

ssur

a do

reve

stim

ento

(cm

)

Método de dimensionamento

Espessura do revestimento em concreto asfáltico

MÉDIA = 22 cm

NAASHTO = 1 x 107

Brasil

Dimensionamento pelo MeDiNa

BASE

SUBLEITO

CBUQ 10 cm

15 cm

48 cmSUB-BASE

BASE

SUBLEITO

CBUQ 18 cm

SUB-BASE

20 cm

40 cm

Método empírico Método mecanístico - empírico

CONCLUSÃO

Mostrou-se que boa parte dos pavimentos das estradas brasileiras de médio a elevaod volume de tráfego pode estar sendo subdimensionada, fato que certamente contribui para a diminuiçõa da sua vida útil e degradação prematura.

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