p avimentos

PAVIMENTOS

Conceito

O pavimento uma estrutura constituda aps a

terraplenagem e destinada, econmica e simultaneamente,

em seu conjunto:

a) a resistir e distribuir ao subleito os esforos verticais

produzidos pelo trfego;

b) melhorar as condies de rolamento quanto comodidade e

segurana;

c) a resistir aos esforos horizontais que nela atuam, tornando

mais durvel a superfcie de rolamento.

CARGA Q

Revestimento

Subleito

Base

V

t t

Resistir aos esforos horizontais de cisalhamento (t).

Diluir a tenso vertical gerada por pela carga Q de modo que o subleito receba

uma tenso compatvel com sua resistncia. Para tanto o pavimento deve possuir

uma dimenso (espessura) mnima.

Aspecto Estrutural

- Funcionalidade:

Conforto:

Relacionado ao ndice de Serventia - Alto ndice de Serventia

- Baixo ndice de Serventia

Aspecto Funcional

Segurana:

A segurana ao trfego de veculos

est relacionada interao veculo-

revestimento;

- Sinalizao satisfatria das rodovias.

- Boas condies de drenagem

(reduo da lmina de gua)

- Revestimento com mistura Densa

- Revestimento com mistura Aberta

Aspecto de Segurana

Estrutura Durvel

-Resistir s aes do trfego

Revestimento Coesivo- Resistir ao Intemperismo

Resistir ao da gua (impermevel)

Revestimento Asfltico (CBUQ)

Revestimento Primrio

Aspecto de Durabilidade

Tipos de Pavimento

- So constitudos por uma ou mais camadas (reforo de sub-leito, sub-

base, base), que no trabalham trao, e a camada superior

(revestimento), resistente trao, normalmente executada com

materiais betuminosos.

- Dimensionamento governado pela resistncia do subleito (fundao).

O mtodo de dimensionamento mais utilizado no Brasil o Mtodo do

DNER.

PAVIMENTOS FLEXVEIS:

- So constitudos, predominantemente, por camadas que trabalham trao.

So tambm conhecidos por pavimentos de concreto de cimento Portland;

- O dimensionamento governado pela resistncia trao na flexo

caracterstica (fckt) da camada de concreto;

Tipos de Pavimento

PAVIMENTO RGIDO:

Estrutura tpica de um pavimento rgido

PAVIMENTO FLEXVEL

CAMADAS CONSTITUINTES DOS PAVIMENTOS FLEXVEIS:

FLEXVEIS

SUB-BASE

REVESTIMENTO

BASE

REFORO DO SUBLEITO

SUBLEITO

Camada superficial dos pavimentos flexveis,

com as seguintes funes:

- Resistir diretamente s aes do trfego;

- Impermeabilizar o pavimento;

- Melhorar as condies de rolamento;

- Transmitir de forma atenuada o

carregamento proveniente do trfego s

camadas inferiores do pavimento

REVESTIMENTO

SUB-LEITO

A rigor no parte da estrutura do pavimento:

o terreno de fundao do pavimento (infra-estrutura);

Sua superfcie superior chamada de leito;

O subleito deve ser estudado at a profundidade onde atuam, de forma significativa, as cargas impostas pelo

trfego (0,60 a 1,50 m).

DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS FLEXVEIS

TRFEGO

EIXO SIMPLES PADRO (ESP)

Convencionou-se chamar internacionalmente de eixo simples padro (ESP) ao

eixo simples com roda dupla com carga total de 8,2 tf (82 KN ou 18000 lbf) e

presso de pneu de 5,6 kgf/cm2 (560 kPa ou 80 psi)

Eixo Simples Padro (ESP)

82 kN (8,2 tf ou 18 kps)

560 kPa

(80 psi)

Fator equivalente de operao (FEO) referente a um dado eixo o nmerode ESP equivalente ao eixo considerado. Por exemplo, um eixo simples com

roda simples e carga de 5 tf possui um FEO igual 0,15.

Fator de veculo (FV)i de um dado veculo do tipo i o nmero de ESPequivalente a este veculo. Por exemplo, um caminho tipo 2C (eixo simples,

roda simples na dianteira e eixo simples, roda dupla na traseira) com carga

mxima possui FV2C igual a 4,15. Isto significa que a passagem de um caminho

2C provocaria o mesmo efeito degradador no pavimento que 4,15 passagens de

um eixo simples padro de 8,2 tf.

FATOR DE EQUIVALENTE DE OPERAO (FEO) E FATOR DE VECULO (FV)

TRFEGO

A definio de mesmo efeito degradador muito complexa. No Brasil so

adotados duas definies (DNER e AASHTO):

Mtodo de Dimensionamento do DNER/1966, baseado no Corpo deEngenheiros do Exrcito Americano (USCE). Neste mtodo duas cargas/eixo

so equivalentes quando provocam a mesma tenso de cisalhamento no

subleito. usado para dimensionar pavimentos novos ou reconstruo;

Procedimento de Restaurao para Pavimentos do DNER PRO-159/85,baseado em frmulas da AASHTO. Neste mtodo duas cargas/eixo so

equivalentes quando produzem a mesma reduo no ndice de serventia do

pavimento. usado para dimensionar reforos de pavimentos antigos.

TRFEGO

FATOR DE EQUIVALENTE DE OPERAO (FEO) E FATOR DE VECULO (FV)

DETERMINAO DO FEO E DO (FV)i

A) MTODO DA AASHTO

Com base no peso total (Q) do eixo em tf.

RODA SIMPLES:

Eixo Simples:

PLANTA - RS/ES

FEOQ

7,77

4 32,


TRFEGO

RODA DUPLA:

Eixo Simples: PLANTA - RD/ES

32,4

17,8

QFEO

Eixo Duplo:

PLANTA - RD/ED

FEOQ

15 08

4 14

,

,

Eixo Triplo:

PLANTA - RD/ET

FEOQ

22 95

4 22

,

,

TRFEGO

16/01/1968 - Decreto Lei n. 62.127: aprovou o

Regulamento do Cdigo Nacional de Trnsito e estabeleceu

as condicionantes para o transporte de cargas rodovirias;

LEI DA BALANA

25/11/1985 - Lei n. 7.408: estabeleceu uma tolerncia

mxima de 5% sobre o Peso Bruto Total (PBT) e Peso

Bruto Transmitido por Eixo;

07/02/1990 - Decreto Lei n. 98.933: alterou o limite do

Peso Bruto Transmitido pelo eixo simples de rodagem

simples e regulamentou o eixo tandem constitudo por 2

eixos com 6 (seis) rodas

6,3 t

Eixo Simples de Rodas Simples

Carga Mxima com Tolerncia de 5%

Acima de 6,8 t :

Transbordo

10,5 t

Eixo Simples de Rodas Duplas

Acima de 11,5 t :

Transbordo


17,85 tf

Eixo Tandem Duplo de Rodas DuplasAcima de 19,35 t :

Transbordo


Eixo Tandem Duplo de Rodas Simples e Duplas

14,18 tf

Acima de 15,175 t :

Transbordo


Carga Mxima com

Tolerncia de 5%

26,78 tf

Eixos Tandem Triplo de Rodas Duplas

Acima de 29,03 t :

Transbordo


16,8 t

24,15 t

2C

3C

Fatores de veculos para os veculos comerciais mais usuais no

Brasil com carregamento mximo.


27,3 t

34,65 t

43,58 t

47,5 t

2S1

2S2

2S3

3S3

NMERO NO nmero N (ou Nt) o nmero de repeties do eixo padro

simples (ESP) durante a vida de projeto de t anos de um

pavimento.

p mN = V .365.P.( ).FRFV

Vm = Volume mdio dirio de veculos comerciais na faixa

considerada durante o perodo de projeto de P anos;

FV = Mdia ponderada dos fatores de veculos (FV)i;

FR = Fator regional em funo da mdia anual de chuvas.

Onde:

TRFEGO

Clculo do Volume mdio dirio no perodo

V0 = volume inicial dirio de trfego em um sentido

r = taxa de crescimento linear do trfego

VP = volume dirio de trfego no fim do perodo de projeto de P anos

Vm = volume mdio dirio durante a vida til da obra

VT = volume total

.(1 . )P oV V P r

365. .T mV PV

.(2 . )

2

oV P rVm

Tempo

(anos)

Volume

t=0 t=P

Vo

Vpr

Vm

Volume Mdio Dirio:

Obtido a partir da contagem de trfego. Se Vm o volume mdio

dirio de veculos comerciais (peso > 5 tf) nas duas direes e n o

nmero de faixas de trfego num s sentido, tem-se:

Nmero de faixas num s sentido (n) Vm

1 Vm=0,50 Vm

2 Vm=0,42 Vm

3 Vm=0,37 Vm

Clculo de Vm por faixa num nico sentido

TRFEGO

MDIA DE FATOR DE VECULO :

100/.)(1

m

i

ii pFVFV ( ) ( )FV FEOi jj

n

1

(FEO)j = Fator de equivalente de operaes do eixo j

(FV)i = Fator do veculo tipo i com n eixos (simples, duplos, triplos)

pj = Participao (em %) de veculos tipo i na composio do trfego

TRFEGO

Altura mdia anual de chuva (mm) FR

at 800 0,7

800 a 1500 1,4

mais de 1500 1,9

Fatores regionais em funo da pluviosidade

No Brasil a tendncia usar sempre FR=1,0.

FATOR REGIONAL :

TRFEGO

Exemplo:

Calcular NP para uma rodovia de 2 faixas de trfego, pelos mtodos

da AASHTO e do DNER, sendo P= 10 anos, FR = 1,0, Vm = 800

veculos comerciais/dia nas duas direes distribudos da seguinte

forma:

Tipo 2C 3C 2S1 2S2 2S3 3S3

Participao (%) 40,0 35,0 - 5,0 20,0 - 100,0

Soluo:

Vm = 0,5Vm = 0,5x800 = 400 v.c./dia

TRFEGO

Eixo Carga

(tf)

FEO

DNER-66

FEO

AASHTO

RS-ES 5,0 - 0,15

RD-ES 10,0 4,00 2,39

RD-ED 17,0 9,50 1,64

RD-ET 25,5 9,20 1,56

DNER/66: FV(3S3)=0,15 + 9,50 + 9,20 = 18,85

AASHTO: FV(3S3)=0,15 + 1,64 + 1,56 = 3,35

FV = 0,40 x 2,54 + 0,35 x 1,79 + 0,05 x 4,18 + 0,20 x 4,10 = 2,7

N10 = 400 x 365 x 10 x 2,7 x 1,0 = 3,9 x 106

AASHTO

Note que neste caso N10(DNER) / N10(AASHTO) = 3,1. Em geral esta

relao varia no intervalo 1,6 a 5,6, adotando-se 5,0 como referncia

Supondo-se carga mxima por eixo:

FV= 0,40 x 4,15 + 0,35 x 9,65 + 0,05 x 11,65 + 0,20 x 13,35 = 8,3

N10 = 400 x 365 x 10 x 8,3 x 1,0 = 1,2x107

DNER


TRFEGO

CLASSIFICAO DO TRFEGO

Trfego N (DNER/66) N (AASHTO)

Leve N106 N2x105

Mdio 106N

O Projeto de Engenharia em sua fase final intitula-se Projeto Executivo

e objetiva permitir a perfeita execuo da obra. Passa por etapas

sucessivas:

Estudos Preliminares - Levantamento expedito das condicionantes deprojeto. Esta fase subsidiada por planos diretores, mapeamentos,

reconhecimentos, etc.

Anteprojeto - Definio de alternativas que permitam a escolha dotraado e estimativas de custo. So desenvolvidos os seguintes

estudos: Estudos de trfego, Estudos Geolgicos, Estudos

Topogrficos, Estudos Hidrolgicos, Estudos Geotcnicos.

Projeto Executivo - Detalhamento do anteprojeto. Projeto Geomtrico,Projeto de Terraplanagem, Projeto de Drenagem, Projeto de

Pavimentao, Projeto de Obras-de-Arte Especiais, Projetos de

Intersees, Projeto de Obras Complementares, Projeto de

Desapropriao.


PROJETO

*Mtodo baseado no trabalho do Corpo do Exrcito Americano (U.S.C.E.)

e concluses obtidas na pista experimental da AASHTO.

Dimensionamento de pavimentos pelo METDO DO DNER

*Consideraes do mtodo:

a) Resistncia do material do subleito e camadas do pavimento

b) Caractersticas de compactao

c) Caractersticas de resistncia

d) Clculo do nmero de solicitaes do eixo padro (N)

e) Coeficiente de equivalncia estrutural

f) Espessuras mnimas de revestimento betuminoso

g) Dimensionamento do pavimento


CBR ou ISC

presso do ensaioISC ou CBR

presso da brita padro

Avalia a capacidade de suporte relativa da

camada compactada, comparada de

uma brita padro

Penetrao (mm)

Presso

(kgf/cm2)

p1

2,54 5,08

Fora (F)

Presso: F/A

p2

Penetrao

Amostra

compactada

Imerso (4 dias) e expanso

2 21 21 2

1 2

100 100max( ; ) brita padro: 7,0 kgf/cm ; 10,5 kgf/cmref ref

ref ref

p pCBR p p

p p

padro

ensaiado

10,5

7,0

*A capacidade de suporte do subleito e

dos materiais do pavimento feita pelo

CBR em corpos de prova indeformados ou

moldados em laboratrio para as

condies de massa aparente e umidade

especificadas para o servio.

Formas de determinar o valor do CBR:

1) Pelo prprio valor do CBR

2) Pelo CBR corrigido em funo do IG, ao qual se

denomina IS:

IS = CBR + CBRIG

2

Respeitando: IS CBR



IG CBR IG

0 20

1 18

2 15

3 13

4 12

5 10

6 9

7 8

8 7

9-10 6

11-12 5

13-14 4

15-17 3

18-20 2

NDICE DE GRUPO (IG):


IG = 0,2 x a + 0,005 x a x c + 0,01 x b x d

onde:

a = % do material que passa na peneira de no 200, menos 35;

caso esta % for >75, adota-se a = 40; caso esta % seja < 35, adota-se a = 0;

b = % do material que passa na peneira de no 200, menos 15;

caso esta % for >55, adota-se b = 40; caso esta % seja < 15, adota-se b = 0;

c = valor de limite de liquidez (LL) menos 40;

caso o LL > 60%, adota-se c = 20; se o LL < 40%, adota-se c = 0;

d = valor de ndice de plasticidade (IP) menos 10;

caso o IP > 30%, adota-se d = 20; se o IP< 10%, adota-se d = 0;

Caractersticas de Compactao:

Caractersticas de Resistncia:

A sub-base : CBR 20%, IG = 0, expanso 1% (com sobrecarga de 10 lb)

Os materiais do subleito: CBR 2% e uma expanso 2%;

O reforo do subleito: CBR superior ao do subleito e, expanso 1% (com sobrecarga

de 10 lb)



As misturas betuminosas, quanto estabilidade, sero dosadas pelo ensaio Marshall;

O subleito e as diferentes camadas do pavimento devem ser

compactadas de acordo com os valores fixados nas EspecificaesGerais, recomendando-se que o grau de compactao deve ser igual ousuperior a 100%.

CBR 80% , LL 25% , IP 6% , EA 20% e expanso 0,5%.

- Se LL > 25% e/ou IP > 6%, pode-se empregar o material em base desde que o

Equivalente de Areia (EA) seja superior a 30.

- Pode-se empregar material de base com CBR 40% se, na carncia de material de

melhor qualidade, o N 106 solicitaes.

100 100

75-90 100 100

30-65 40-75 50-85 60-100

25-55 30-60 35-65 50-85 55-100 70-100

15-40 20-45 25-50 40-70 40-100 50-100

8-20 15-30 15-30 25-45 20-50 30-70

2-8 5-20 5-15 10-25 6-20 8-25

n0 10

n0 40

n0 200

1"

3/8"

2"

n0 4

Percentagem que Passa

PeneirasA C D E FB

Granulometrias para materiais de base.

Restries para a base


- As faixas para a camada de base devem obedecer tambm:

*N > 108 solicitaes : faixas A a C;

*106 N 107 solicitaes : faixas A, B, C e D;

*N < 106 solicitaes : faixas A, B, C, D, E e F

- Faixas A, B, C ou D;

-% que passa na #200 < 2/3 da % que passa na #40

- Desgaste da frao grada: Los Angeles 50%

Para um nmero de repeties de eixo-padro N 5x106, podem serempregados materiais com CBR 60% e as faixas granulomtricas E e F.


Restries para a base

Espessuras mnimas recomendadas para revestimento betuminoso.

Espessura Mnima de Revestimento Betuminoso

***As espessuras referem-se ao material concreto betuminoso de KR = 1,0.



N Espessura Mnima de Revestimento Betuminoso

N 106 Tratamentos superficiais betuminosos

106

Coeficientes de Equivalncia Estrutural:

COMPONENTES DO PAVIMENTO COEFICIENTE K

Base ou revestimento de concreto betuminoso 2,00

Base ou revestimento de pr-misturado a quente, grad. densa 1,70

Base ou revestimento de pr-misturado a frio, grad. densa 1,40

Base ou revestimento betuminoso por penetrao 1,20

Camadas Granulares 1,00

Solo-cimento, RC7 > 45 kg/cm2 1,70

Solo-cimento, 28 kg/cm2 < RC7 < 45 kg/cm

2 1,40

Solo-cimento, 21 kg/cm2 < RC7 < 28 kg/cm

2 1,20

A espessura mnima para camadas granulares de 10 cm. A espessura totalmnima para estas camadas de 15 cm. A espessura mxima para

compactao de 20 cm.

Mesmo que o CBR da sub-base seja superior a 20, usa-se sempre 20 nodimensionamento



Recomenda-se adotar o coeficiente estrutural do reforo ou da sub-base

igual a 1,0 todas as vezes em que o CBR do reforo ou da sub-base, denominado

E1, for maior ou igual a 3 vezes o CBR do sub-leito, chamado E2. Para as situaes

em que E1 resultar menor do que 3*E2, o coeficiente estrutural do reforo ou da

sub-base deve ser calculado pela relao:

Coeficientes de Equivalncia Estrutural:



(reforo ou sub-base)

ou

(sub-leito)3.S ref

CBRK

CBR

Ks = 0,77 0,8

Kref = 0,71 0,7

R KR+ B KB H20R KR+ B KB + h20KS HnR KR+ B KB+ h20 KS+ hnKRef Hm

KR = 2,0 para CBUQ

K = 1,0 para materiais

granulares

Inequaes:

IS=m subleito

IS=n reforo de subleito

IS=20 sub-base

CBR 60 base

revestimentoR

B

h20hn

H20HnHm

N

A frmula que permite calcular a espessura total de material granular H (em cm) necessria para proteger um material com ndice de suporte IS (em %) e sujeito a um trfego de N passadas do eixo simples padro dada a seguir:


10

70119,2 (0,23.log 0,05). 234,44H N

IS

O procedimento de dimensionamento segue as seguintes etapas:

1.Com o valor de suporte do Subleito (CBR=m) encontra-se na figura Hm;

2.Com o valor de suporte do Reforo de subleito (CBR=n) encontra-se na

figura Hn;

3.Com valor de suporte da Sub-base fixo em 20 (CBR=20%) encontra-se

na figura H20;

4.Com o valor da espessura do Revestimento (R) tirada da Tabela

apropriada, calcula-se a espessura de Base (B) a partir da seguinte

inequao:



R.KR + B.KB H20

5.Com o valor acima calculado de B, determina-se a espessura da

camada de sub-base (h20)

R.KR + B.KB + h20.KS Hn

6.Com os valores de R, B e h20 calcula-se finalmente a espessura da

camada de reforo (hn)

R.KR + B.KB + h20.KS + hn.KRef Hm



Reduo na Espessura da Camada de Base + Revestimento

O DNER tem concordado com a reduo do valor

de H20 de 30% em relao espessura indicada para a

sub-base com CBR = 20%, desde que se tenha sub-

base em material estabilizado de CBR 40% e reforo

com CBR 20%.

Dimensionamento de pavimentos pelo MTODO DO DNER


Clculo do nmero de solicitaes do eixo-padro (N):

Para os casos em que se considere uma taxa de crescimento no linear constante t :

Conhecendo-se a composio do trfego:Fator de eixos FE

Fator de cargas FC

Np = nmero equivalente de operaes do eixo-padro no

perodo de p anos



.(1 ) 1365.

P

oV rVTr

.(1 )PoVP V r

365. . . . .P mN PV FE FC FR

p avimentos

Documents