avaliação dos pavimentos flexíveis: avaliação das...

Avaliação dos Pavimentos Flexíveis: Avaliação das Solicitações de Tráfego

Prof.: Raul Lobato

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSOCAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

FACULDADE DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGICASCURSO DE ENGENHARIA CIVIL

DISCIPLINA: MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS

Aula 07

• Projeção do VMD;

• Carregamento da Frota;

• Cálculo do número N;

Avaliação das Solicitações de Tráfego

A avaliação das solicitações que o pavimento já sofreu pelo tráfego éfundamental para a definição do pavimento existente. Para oDIMENSIONAMENTO DO REFORÇO ou a definição de outrasINTERVENÇÕES é necessária a determinação do TRÁFEGO FUTURO. Emqualquer caso, o desejável é que sejam definidos os seguinteselementos relativos ao tráfego:

I. Projeção do VMD – Volume Médio Diário do trafego (Anual);

II. Carregamento da frota;

III. Cálculo do número N (Parâmetros do Tráfego).

Projeção do VMD

É conveniente definir o TRÁFEGO QUE ATUOU SOBRE O PAVIMENTOmediante as contagens efetuadas no passado, e em estudos e projetosanteriormente elaborados. A definição do TRÁFEGO FUTURO terácomo ponto de partida a avaliação do TRÁFEGO ATUAL, por meio dePESQUISAS de campo. A sua projeção ao longo do período de projetobasear-se-á em TAXAS de crescimento do tráfego e no conhecimentode eventuais ALTERAÇÕES previstas para o sistema de transporteregional

Projeção do VMD

As taxas de crescimento do tráfego poderão ser avaliadas porintermédio das SÉRIES HISTÓRICAS existentes ou na associação aDADOS SÓCIO-ECONÔMICOS regionais. Assim, por exemplo, aevolução da RENDA PER CAPITA tem íntima vinculação com ocrescimento da frota de AUTOMÓVEIS, enquanto a PRODUÇÃOagropecuária e industrial e a venda de óleo diesel podem serassociadas ao crescimento da frota de VEÍCULOS COMERCIAIS.

Projeção do VMD

A grande DIVERSIDADE DE EFEITOS gerados sobre os pavimentos pelosdiversos tipos de veículos rodoviários leva à necessidade daCONTAGEM CLASSIFICATÓRIA da frota circulante. A CLASSIFICAÇÃOMÍNIMA capaz de ser útil à avaliação do tráfego compreende asseguintes subclasses de veículos:

I. Veículos leves: automóveis e utilitários;

II. Veículos comerciais: ônibus, caminhão, reboque e semi-reboque.

Projeção do VMD

É preferível que a classificação seja MAIS DETALHADA, pois podemocorrer expressivas VARIAÇÕES na CAPACIDADE DE CARGA entre oscaminhões de uma determinada subclasse, em função do tipo deveículo conforme a classificação de veículo adotada pelo DNIT nasCONTAGENS VOLUMÉTRICAS CLASSIFICATÓRIAS.

1º ALGARISMO: NÚMERO DE EIXOS DO CAVALO MECÂNICO

2º ALGARISMO: NÚMERO DE EIXOS DO SEMI-REBOQUE

Carregamento da Frota

Para a avaliação do efeito do tráfego sobre o pavimento é precisoconhecer as CARGAS DE EIXO com as quais os veículos de cargasolicitam a estrutura através dos procedimentos de PESAGEM(balanças permanentes, portáteis, sistemas automáticos, etc.).Qualquer que seja o procedimento de pesagem é necessário que osdados de pesagem sejam compatíveis com a CLASSIFICAÇÃO ADOTADAPARA A FROTA. A distribuição das cargas por eixo pode ser ESTIMADApor meio de dados obtidos em diversos POSTOS DE PESAGEM.

Carregamento da Frota

Deve-se estar consciente das LIMITAÇÕES da utilização generalizadados FATORES DE VEÍCULOS TABELADOS. O número de POSTOS DEPESAGEM pode ser REDUZIDO e MAL DISTRIBUÍDO e muitas vezes ospostos NÃO OPERAM CONTINUAMENTE. Numerosos estudosdemonstram que a DISTRIBUIÇÃO dos veículos varia significativamentedurante a semana, assim como durante o dia. Recomenda-se portanto,a utilização de dados de tráfego coletados para o trecho em análise,pois proporcionarão uma avaliação mais precisa.

VARIAÇÕES DE TRÁFEGO FATORES DE CORREÇÃO

TDMA

Cálculo do número - N

O cálculo do número N – número de repetições de carga do eixo padrão é efetuadode acordo com as cargas por eixo da AASHTO e do Método do Corpo de Engenheiros(USACE), separadamente ano a ano, mediante a seguinte expressão:

𝑁 = 365 × 𝑉𝑚 × 𝑃 × 𝐹𝐶 × 𝐹𝐸 × 𝐹𝑅

Vm : volume diário médio de tráfego NO SENTIDO MAIS SOLICITADO, no ANOMÉDIO do período de projeto;

P: período de projeto ou vida útil, em anos;

FC: fator de carga;

FE: fator de eixo;

FV = FE.FC : fator de veículo;

FR: fator climático regional.


Para o cálculo de Vm, é necessário adotar uma taxa de CRESCIMENTO DETRÁFEGO para o período de projeto. Essa taxa de crescimento deve levar emconta o crescimento HISTÓRICO DO TRÁFEGO da via a ser pavimentada ou, nocaso de uma via nova, da CONTRIBUIÇÃO DAS VIAS existentes que atendem àmesma ligação.

CRESCIMENTO LINEAR

𝑉𝑚 = (𝑉1 + 𝑉𝑃) 2 𝑉0 = 𝑇𝐷𝑀0 × 𝐷 100

𝑉1 = 𝑉0 × 1 + (𝑝 × 𝑡 100) 𝑉𝑡 = 365 × 𝑉𝑚 × 𝑃

D – incidência de veículos nas faixas de tráfego


Para o cálculo de Vm, é necessário adotar uma taxa de CRESCIMENTO DETRÁFEGO para o período de projeto. Essa taxa de crescimento deve levar emconta o crescimento HISTÓRICO DO TRÁFEGO da via a ser pavimentada ou, nocaso de uma via nova, da CONTRIBUIÇÃO DAS VIAS existentes que atendem àmesma ligação.

CRESCIMENTO EXPONENCIAL

𝑉𝑛 = 𝑉1 × 1 + 𝑡 100 𝑛

𝑉1 = 𝑉0 × 1 + 𝑡 100 𝑝

𝑉𝑃 = 𝑉1 × 1 + 𝑡 100 𝑃

𝑉𝑡 = 365 × 𝑉1 ×1 + 𝑡 100 𝑃 − 1

( 𝑡 100)


O cálculo do FATOR DE CARGA – FC baseia-se no conceito de equivalênciade operações. O fator de equivalência de operações é um número querelaciona o efeito de uma passagem de QUALQUER TIPO DE VEÍCULO sobreo pavimento com o efeito provocado pela passagem de um VEÍCULOCONSIDERADO PADRÃO.

FATOR DE EQUIVALÊNIA = 9 – corresponde a um veículo cuja passagem temo mesmo efeito que nove passagens do veículo padrão (8,2t por eixo simplesde roda dupla).

O FATOR DE CARGA – FC é um fator que transforma o tráfego real, nosentido dominante, no período de projeto, em um tráfego equivalente deeixos padrão.

Cálculo do número - NFC (AASHTO)

TIPOS DE EIXO EQUAÇÕES (P EM TF)

SIMPLES DE RODAGEM SIMPLES 𝐹𝐶 = 𝑃 7,77 4,32

SIMPLES DE RODAGEM DUPLA 𝐹𝐶 = 𝑃 8,17 4,32

TANDEM DUPLO (RODAGEM DUPLA) 𝐹𝐶 = 𝑃 15,08 4,14

TANDEM TRIPLO (RODAGEM DUPLA) 𝐹𝐶 = 𝑃 22,95 4,22

Cálculo do número - NFC (USACE)

TIPOS DE EIXO TIPO DE EIXO EQUAÇÕES (P EM TF)

DIANTEIRO SIMPLES E TRASEIRO SIMPLES0 - 8 𝐹𝐶 = 2,0782 × 10−4 × 𝑃4,0175

≥ 8 𝐹𝐶 = 1,8320 × 10−6 × 𝑃6,2542

TANDEM DUPLO0 – 11 𝐹𝐶 = 1,5920 × 10−4 × 𝑃3,472

≥ 11 𝐹𝐶 = 1,5280 × 10−6 × 𝑃5,484

TANDEM TRIPLO0 – 18 𝐹𝐶 = 8,0359 × 10−5 × 𝑃3,3549

≥ 18 𝐹𝐶 = 1,3229 × 10−7 × 𝑃5,5789

Cálculo do número - NFC (USACE)


DEFICIÊNCIAS OU FALTA DE DADOS: FC = 1,700

FC (USACE)


O FATOR DE EIXO – FE é coeficiente que, multiplicado pelo volume total detráfego comercial que solicita o pavimento durante o período de projeto,fornece a estimativa do NÚMERO DE EIXOS que solicitam o pavimento nomesmo período.

FE =𝑝2

100× 2 +

𝑝3

100× 3 +⋯+

𝑝𝑛

100× 𝑛

Onde:P2: porcentagem de veículos de 2 eixos;P3: porcentagem de veículos de 3 eixos;Pn: porcentagem de veículos de n eixos.

𝑝2 + 𝑝3 +⋯+ 𝑝𝑛 = 100%

DEFICIÊNCIAS OU FALTA DE DADOS: FE = 2,07


O FATOR CLIMÁTICO REGIONAL – FR é um coeficiente que leva emconta as variações de umidade dos materiais do pavimento durante asdiversas estações do ano, que varia de 0,2 em ocasiões que prevalecembaixos teores de umidade a 5,0 em ocasiões em que os materiais estãopraticamente saturados.

FR =𝑚𝑠

12× 𝐹𝑅𝑠 +

𝑚𝑐

12× 𝐹𝑅𝑐 +

𝑚𝑡

12× 𝐹𝑅𝑡

𝑚𝑠 +𝑚𝑐 +𝑚𝑡 = 12


O FATOR CLIMÁTICO REGIONAL – FR no Brasil é determinado emfunção da altura média anual de chuva em mm:

ALTURA MÉDIA ANUAL DE CHUVA (MM)

FATOR CLIMÁTICO REGIONAL (FR)

ATÉ 800 0,7

DE 800 A 1500 1,4

MAIS DE 1500 1,8


Exemplo de cálculo: Seja um TDM0 = 800 veículos/dia, com 60% dosveículos no sentido mais solicitado, numa via de duas faixas e doissentidos de tráfego.

Taxa de crescimento (linear): 5% a.a

Período de projeto: 10 anos

Tempo de execução da obra: 1 ano

Fator climático regional: 1,0

Calcular o fator de veículos representativos segundo o critério dametodologia USACE

COMPOSIÇÃO DO TRÁFEGOVEÍCULOS DE 2 EIXOS 5tn 60%

VEÍCULOS DE 3 EIXOS 7tn 10%

VEÍCULOS DE 4 EIXOS 9tn 30%

Cálculo do número - N FATOR DE CARGAVEÍCULOS DE 2 EIXOS 5tn 0,1

VEÍCULOS DE 3 EIXOS 7tn 0,5

VEÍCULOS DE 4 EIXOS 9tn 2,0

Avaliação dos Pavimentos Flexíveis: Avaliação das Solicitações de Tráfego

E-mail: [email protected]

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