Parâmetros de Dimensionamento de Supereestrutura Viária - Módulo 2A

SUPERESTRUTURA VIÁRIA MÓDULO 2A PARÂMETROS DE DIMENSIONAMENTO CBRproj e NÚMERO N PROF RAFAEL MENDONÇA CARVALHAIS PUC Estudo de JazidasPedreiras Escopo Básico O CBR representativo de uma jazida é o valor que irá definir a aplicação desse material nas camadas granulares do pavimento ou seja se esse material atende para utilização na base subbase ou reforço do subleito Coleta de Amostras Para a coleta de amostras em jazidas é criada uma malha quadrada com espaçamento de 30 ou 60 metros onde os furos de sondagem são realizados em cada nó e devidamente identificados São coletadas amostras deformadas de solo à pé e picareta A coleta de amostra em pedras é realizada através de explosivos EXEMPLOS DE CÁLCULO CBRproj CBR REPRESENTATIVO DE JAZIDAS DE MATERIAIS GRANULARES Km CBR Expansão Km CBR Expansão 0200 115 100 2800 114 100 0400 104 100 3000 143 100 0600 194 100 3200 109 100 0800 89 100 3400 117 100 1000 113 100 3600 96 100 1200 132 100 3800 9 100 1400 127 100 4000 132 100 1600 136 100 4200 15 100 1800 154 100 4400 10 100 2000 79 100 4600 123 100 2200 146 100 4800 146 100 2400 13 100 5000 78 100 2600 203 100 CBRproj 84 S α t090 311 02 1318 Cálculo do CBR de Projeto Estudos do Subleito Estudos do Subleito Análise Estatistica CBRm 1248 Estaca CBR Expansão Estaca CBR Expansão Estaca CBR Expansão 1250 8 170 1355 16 330 1458 5 100 1278 8 290 1360 9 050 1466 19 210 1283 7 040 1376 20 030 1476 9 060 1288 14 070 1390 12 000 1479 9 220 1300 20 040 1395 14 130 1483 8 010 1305 4 140 1400 18 100 1487 20 030 1310 7 210 1405 5 040 1490 15 020 1315 12 000 1410 13 180 1500 20 010 1320 3 500 1420 19 040 1510 6 010 1325 9 400 1428 11 100 1515 20 050 1340 11 000 1437 18 020 1520 20 040 1345 20 160 1443 20 060 1350 6 010 1448 14 090 t090 23 amostras 1321 CBRproj 58 CBRm 133 S 563 α 02 Cálculo do CBR de Projeto Com eliminação dos Valores de CBR correspondentes a expansão maior que 200 Estudos do Subleito Estudos do Subleito Estudos do Subleito Análise Estatistica EXEMPLO ANÁLISE ESTATÍSTICA PROJETO RODOVIÁRIO CLIENTE DERMG Estaca CBR Expansão Estaca CBR Expansão Estaca CBR Expansão 1250 8 170 1355 16 330 1458 5 100 1278 8 290 1360 9 050 1466 19 210 1283 7 040 1376 20 030 1476 9 060 1288 14 070 1390 12 000 1479 9 220 1300 20 040 1395 14 130 1483 8 010 1305 4 140 1400 18 100 1487 20 030 1310 7 210 1405 5 040 1490 15 020 1315 12 000 1410 13 180 1500 20 010 1320 3 500 1420 19 040 1510 6 010 1325 9 400 1428 11 100 1515 20 050 1340 11 000 1437 18 020 1520 20 040 1345 20 160 1443 20 060 1350 6 010 1448 14 090 t090 22 amostras 1323 CBRproj 49 Estudos do Subleito CBRm 108 S 449 α 02 Cálculo do CBR de Projeto Com eliminação dos Valores de CBR maiores ou iguais a 20 pouco prováveis de subleito e expansão maior que 200 Estudos do Subleito Estudos do Subleito Análise Estatistica EXEMPLO ANÁLISE ESTATÍSTICA PROJETO RODOVIÁRIO CLIENTE DERMG Estaca CBR SEGMENTO ESPSUBST cm Estaca CBR SEGMENTO ESPSUBST cm Estaca CBR SEGMENTO ESPSUBST cm 1250 8 1355 16 13521000 A 13571000 4000 1458 5 1278 8 1264 A 1280100 4000 1360 9 1466 19 1462 A 1471 4000 1283 7 1376 20 1476 9 1288 14 1390 12 1479 9 147710 A 1481 4000 1300 20 1395 14 1483 8 1305 4 1400 18 1487 20 1310 7 13071000 A 13121000 4000 1405 5 1490 15 1315 12 1410 13 1500 20 1320 3 13171000 A 13221000 6000 1420 19 1510 6 1325 9 13221000 A 13321000 4000 1428 11 1515 20 1340 11 1437 18 1520 20 1345 20 1443 20 1350 6 1448 14 CBRproj 49 NOTA Os segmentos de substituição do Subleito deverão constar no Projeto de Terraplenagem SEGMENTOS E ESPESSURAS DE SUBSTITUIÇÃO DO SUBLEITO Subleito Subleito Subleito PARÂMETROS DE TRÁFEGO NÚMERO N Necessidade de se conhecer o tráfego características do tráfego afetam a qualidade de pavimentos flexíveis Solicitações acima das previstas em projeto podem ocasionar degradantes como deformações permanentes trincas e perda de material da superfície de rolamento A avaliação do desempenho estrutural de pavimentos flexíveis deve considerar deformações plásticas ou permanentes observadas nos afundamentos das trilhas de roda ocasionados por dois tipos distintos de solicitações a compressão e o cisalhamento esforços de compressão geram a desintegração dos materiais constituintes das camadas dos pavimentos esforços cisalhantes geram movimentos laterais de uma ou mais camadas Eixos Simples Um conjunto de 2 ou mais rodas cujos centros estão em um plano transversal vertical ou podem ser incluídos entre 2 planos transversais verticais distantes de 100 cm que se estendam por toda a largura do veículo Podese ainda definir Eixos Tandem Quando 2 ou mais eixos consecutivos cujos centros estão distantes de 100 cm a 240 cm e ligados a um dispositivo de suspensão que distribui a carga igualmente entre os eixos balancim O conjunto de eixos constitui um eixo tandem EIXO TANDEM DUPLO com 2 eixos com 2 rodas em cada extremidade 8 pneus EIXO TANDEM TRIPLO com 3 eixos com 2 rodas em cada extremidade 12 pneus Eixo Carga Máxima Legal Com Tolerância de 75 Simples de Roda simples 6 t 645 t Simples de Roda Dupla 10 t 1075 t Tandem Duplo 17 t 1828 t Tandem Triplo 255 t 2743 t Duplo de Tribus 135 t 1451 t Tráfego e seus componentes veículos de passeio caminhões leves 2 eixos simples ambos com rodas simples caminhões médios 2 eixos simples rodas traseiras duplas caminhões pesados 2 eixos trator em tandem reboques e semireboques outras combinações ônibus equivalente a caminhões leves Tipo de eixo Limite legal por eixo Configuração Simples rodas simples Ex caminhões leves 60 t Simples rodas duplas Ex caminhões médios 100 t Tandem duplo Ex caminhões pesados 170 t Tandem triplo Ex semireboque 255 t Usual Tandem duplo modificado com eixo retrátil a frente ou atrás Outras combinações Ex reboques e semireboques Peso dos Veículos Componentes do peso de veículos Peso total peso do veículo peso da carga Nomenclatura do Peso de Veículos RodoFerroviários Peso útil peso da carga Lotação L peso útil máximo Tara T ou Peso morto peso do veículo sem carga com tanque cheio e operadores a bordo Peso Bruto Total PBT peso útil tara de um veículo unitário Peso Bruto Total Combinado PBTC peso útil soma das taras das unidades da combinação PBTC máximo lotação soma das taras Caminhão Unitário Trucado 3C Tara 8t Lotação 15t PBT 23t máx Unitário Reboque Romeu e Julieta 3C2 Tara 15t Lotação 28t PBTC 43t máx Semireboque 3S3 Tara 155t Lotação 295t PBTC 45t PBTC máximo 485t Rodotrem Tara 32t Lotação 42t PBTC 74t máx O Tráfego O pavimento é dimensionado em função do número equivalente N de operações de um eixo tomado como padrão durante o período de projeto escolhido N 365 x P x Vm x FE x FC Fator Climático Regional Para levar em conta as variações de umidade dos materiais do pavimento durante as diversas estações do ano o que se traduz em variações de capacidade de suporte dos materiais Composição do tráfego para dimensionamento de um pavimento É baseada no volume diário médio VDM de veículos no ano médio do período de projeto adicionandose uma taxa de crescimento de tráfego Lembrando que VDM é o número de veículos que circulam em uma estrada durante um ano dividido pelos dias do ano Taxa de crescimento baseada no crescimento histórico do mesmo trecho ou região em estudo quando faltam dados utilizar taxa de 5 ao ano Exemplo para um período de projeto de 10 anos considerar o tráfego do 5º ano com os acréscimos anuais AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials Fatores de equivalência de cargas USACE U S ARMY CORPS OF ENGINEERS TABELA PARA EIXOS TANDEM TRIPLOS CARGA EIXO t FATOR DE EQUIVALÊNCIA 06 004 08 008 10 018 12 030 14 050 16 079 18 100 20 150 24 247 26 559 30 888 32 1482 34 2088 36 4030 40 4680 42 5980 44 9100 40 13000 EXEMPLOS DE CÁLCULO NÚMERO N N Vr FC FE FR 28112023 1 SUPERESTRUTURA VIÁRIA MÓDULO 2B DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS PROF RAFAEL MENDONÇA CARVALHAIS PUC DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO MÉTODO DO ÍNDICE DE GRUPO IG 11 Considerações Gerais Antes do aparecimento do CBR a resistência dos solos era avaliada indiretamente através de um classificador conhecido como Índice de Grupo IG O método foi desenvolvido com base neste parâmetro e em observações sobre o comportamento de pavimentos em determinada região O método do Índice de Grupo impõe as seguintes condições 1ª o subleito deve ser compactado a no mínimo 95 de densidade seca máxima e na umidade ótima usandose o ensaio do Proctor Normal 2ª que a drenagem tanto superficial quanto profunda fosse satisfatória de modo a manter o nível do lençol freático a pelo menos 2m de profundidade abaixo do leito 3ª que as condições climáticas fossem as próximas do tipo americano NOTA Este método de dimensionamento foi um dos primeiros as se fundamentar em um critério geotécnico que mesmo impreciso obteve na sua época grande importância tendo uso generalizado durante muitos anos È um método que possibilita apenas uma avaliação grosseira da espessura necessária do pavimento 28112023 2 EXEMPLOS DE DIMENSIONAMENTO MÉTODO DO ÍNDICE DE GRUPO 28112023 3 EXEMPLO 1 Dimensionar o pavimento de uma rodovia cujo tráfego é constituído por 450 veículos comerciais por dia sabendose que o solo do subleito apresenta IG9 O revestimento será constituído de CBUQ com espessura de 50 cm SOLUÇÃO 1 Com SUBBASE TRÁFEGO PESADO MAIS DE 300 VEÍCULOSDIA SOLO DO SUBLEITO MAL OU FRACO E50 cm Espessura total de pavimento Curva D ábaco S20 cm Espessura da subbase para IG9 Curva A ábaco R50 cm Espessura do CBUQ ERBS E5B20 505B20 B5025 B25 cm SOLUÇÃO 1 Adotando Base Adicional e eliminando a Subbase TRÁFEGO PESADO MAIS DE 300 VEÍCULOSDIA SOLO DO SUBLEITO MAL OU FRACO E50 cm Espessura total de pavimento Curva D ábaco B10 cm Espessura da base adicional para substituir a subbase para IG9 Curva E ábaco R50 cm Espessura do CBUQ B25 cm DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO MÉTODO CBR O método CBR baseiase essencialmente no ensaio de penetração CBR idealizado por O J Porter no Estado da Califórnia em 1939 Foi depois estudado em profundidade pelo U S Corps of Engineers da U S Army sofrendo várias adaptações e modificações e é ainda hoje um dos métodos de dimensionamento mais conhecidos de dimensionamento que embora não adotem os mesmos parâmetros para o tráfego e para a qualidade dos materiais das camadas adotam o CBR para identificar a qualidade do subleito Os estudos realizados levaram ao abandono das curvas A e B de Porter e à adoção de uma família de curvas para o dimensionamento que para aeroportos variavam de carga de roda de 4000 libras até 70000 libras Daí para frente o método CBR passou a ser conhecido também pelo nome de Método do U S Corps of Engineers Para rodovias as curvas originais também tiveram de ser alteradas considerandose que a curva A tráfego pesado passou a ser mais ou menos representativa de uma carga de roda de 12000 libras e não 9000 libras como no original com área de contato entre pneu e o pavimento circular dando uma pressão de contato q 6 psi cerca de 42 kgfcm2 A família de curvas para aeroportos acabou sendo adaptada para rodovias de uma forma mais ou menos tranqüila sem grandes considerações quanto à validade dessa extensão A dificuldade inicial a ser vencida foi a de procurar na família de curvas qual ou quais seriam aplicáveis ao caso rodoviário 7000 libras roda 3200 kgf roda Tráfego leve 9000 libras roda 4100 kgf roda Tráfego médio 12000 libras roda 5500 kgf roda Tráfego pesado 28112023 4 O ábaco resultante relaciona a espessura do pavimento com o CBR para cada uma das curvas sendo o CBR dado em escala logarítmica Entrandose com o valor de CBR do subleito traçase uma vertical até encontrar a curva correspondente ao tráfego previsto dado em carga roda que deve ser a máxima carga de roda permitida pela legislação Daí uma horizontal indicará na escala de espessuras a espessura total necessária do pavimento Essa espessura total necessária deve ser interpretada como a espessura que permite pressões na interface entre o pavimento e o subleito inferiores à resistência desse subleito Esse procedimento deve ser estendido para Tendose o CBR do subleito entrase no mesmo ábaco com esse valor e na mesma curva representativa do tráfego obtémse a espessura necessária de pavimento acima do subleito ou seja subbasebaserevestimento Tendose o CBR da subbase que por condições técnica deve ser superior a 20 obtémse na mesma curva a espessura do pavimento necessária acima da subbase ou seja base mais revestimento Os materiais para a construção das bases de um pavimento devem ter CBR no mínimo igual a 80 Para tráfego médio podese admitir uma redução para 60 e para tráfego leve para 40 𝐸 100 150 𝑃 𝐶𝐵𝑅1 5 Sendo E a espessura total acima da camada cujo CBR vale CBR1 e P é a carga por roda em toneladas EXEMPLOS DE DIMENSIONAMENTO MÉTODO CBR EXEMPLO 1 Dimensionar o pavimento de uma rodovia considerando as seguintes alternativas a Revestimento base subbase e reforço do subleito b Revestimento base subbase DADOS SUBBASE 25 BASE 60 TRÁFEGO P32t REVESTIMENTO EM TSD ESP25 cm MATERIAL CBR SUBLEITO 5 REFORÇO DO SUBLEITO 10 SOLUÇÃO a Revestimento base subbase e reforço do subleito H5360 cm Ábaco CBR 5 e P32t H10240 cm Ábaco CBR 10 e P32t H25140 cm Ábaco CBR 25 e P32t H25BR 14B25 B115 cm H10SBR 24S11525 S10cm H5RefSBR 36Ref1011525 Ref120cm SOLUÇÃO b Revestimento base e subbase H5360 cm Ábaco CBR 5 e P32t H25140 cm Ábaco CBR 25 e P32t H25BR 14B25 B115 cm Adotado B120 cm H5SBR 36S11525 S245cm Adotado S240 cm OBS Cálculo de H5 e H25 pela fórmula 𝐻5 100 150 32 5 5 𝐻5 368 𝑐𝑚 𝐻25 100 150 32 25 5 𝐻25 123 𝑐𝑚 𝐸 100 150 𝑃 𝐶𝐵𝑅1 5 28112023 5 DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO MÉTODO DO DNIT Engº Murillo Lopes de Souza O Tráfego Dimenscionamento do Pavimento A espessura mínima a adotar para compactação de camadas granulares é de 10 cm a espessura total mínima para estas camadas quando utilizadas é de 15 cm e a espessura máxima para compactação é de 20 cm Mesmo que o CBR ou IS da subbase seja superior a 20 a espessura do pavimento necessário para protegêla é determinada como se esse valor fosse 20 e por esta razão usamse sempre os símbolos H₂₀ e h₂₀ para designar as espessuras de pavimento sobre subbase e a espessura de subbase respectivamente Acostamento Não se dispõe de dados seguros para o dimensionamento dos acostamentos sendo que a sua espessura está condicionada à da pista de rolamento podendo ser feitas reduções de espessura praticamente apenas na camada de revestimento A solicitação de cargas é no entanto diferente e pode haver uma solução estrutural diversa da pista de rolamento Algumas sugestões têm sido apontadas para a solução dos problemas aqui focalizados como a Adoção nos acostamentos na parte correspondente à camada de base de materiais próprios para subbase granular de excepcional qualidade incluindo solos modificados por cimento cal etc b Consideração para efeito de escolha de revestimento de um tráfego nos acostamentos da ordem de até 1 do tráfego na pista de rolamento 2ª Solução Adotar base B 20 cm R 125 cm B 20 cm adotada R x Kk B x Kk hgo x Ksi2 Hg 125 x 20 20 x 10 hgo x 10 65 hgo 20 cm 28112023 12 EXEMPLOS DE DIMENSIONAMENTO MÉTODO DO DNIT 28112023 13 DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO MÉTODO DA RESILIÊNCIA Classificação de solos quanto à resiliência M R silt 0 1 25 5 10 Solo Tipo I baixo grau de resiliência bom comportamento como subleito e revestido possibilidade de uso em subbase Solo Tipo II grau de resiliência intermediário comportamento regular Solo Tipo III grau de resiliência não aconselhável para uso em camadas de pavimento Calcular a espessura da camada granular Hto base ou base subbase ou reforço Ht Vc He Hh Hto espessura mínima do revestimento betuminoso Vc coeficiente estrutural do revestimento betuminoso Hh espessura total do pavimento 1 Projeto e Dimensionamento dos Pavimentos Curso PAVIMENTO INTERTRAVADO CPIM3 2 POR QUE PEÇAS PRÉMOLDADAS DE CONCRETO Combinam os três requisitos fundamentais da pavimentação estética capacidade estrutural e integração com o ambiente As peças são duráveis e rígidas como as placas de concreto mas proporcionam ao mesmo tempo a flexibilidade associada aos pavimentos asfálticos CPIM3 3 Chave do Sucesso Qualidade das peças bom projeto e construção adequada PAVIMENTO INTERTRAVADO CPIM3 4 Projeto Dimensionamento Especificações Projeto Arquitetônico Capacidade estrutural Desempenho Estética PROJETO DE PAVIMENTO INTERTRAVADO 2 CPIM3 5 SEÇÃO TRANSVERSAL TÍPICA Areia de rejuntamento Contenção lateral Subleito Subbase Base Areia de assentamento Peças prémoldadas de concreto CPIM3 6 1 Fundação 2 Cargas CBR magnitude ou quantidade tipo móvel ou estática configuração freqüência Dados de Projeto DIMENSIONAMENTO CPIM3 7 1 Fundação CBR Dados de Projeto É a fundação do pavimento e suporta as cargas provenientes do tráfego Dimensionase as camadas sobrejacentes de forma a proteger o subleito contra carregamentos excessivos DIMENSIONAMENTO SUBLEITO CPIM3 8 CARGA DA RODA CARGA SOBRE A BASE CARGA SOBRE O SUBLEITO CARGA SOBRE AS PEÇAS Peças de concreto Areia Base Subleito PAVIMENTO INTERTRAVADO 3 CPIM3 9 2 Cargas tipo móvel ou estática Dados de Projeto DIMENSIONAMENTO CPIM3 10 2 Cargas magnitude ou quantidade Dados de Projeto DIMENSIONAMENTO CPIM3 11 2 Cargas freqüência Dados de Projeto DIMENSIONAMENTO CPIM3 12 2 Cargas configuração Dados de Projeto DIMENSIONAMENTO 4 CPIM3 13 DE CALÇADAS A PORTOS E AEROPORTOS CPIM3 14 DE VIAS URBANAS E POSTOS A CARREGAMENTOS ESPECIAIS CPIM3 15 MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO PCA Portland Cement Association EUA USACE Veículos de linha e especiais CCA Concrete and Cement Association Inglaterra Pesquisas de Lilley Walker e Knapton Road Note 29 Veículos de linha ICPI Interlock Concrete Pavement Institute EUA AASHTO Veículos de linha CPIM3 16 MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO Portland Cement Association PCA 1984 Veículos comerciais e especiais 5 CPIM3 17 O principal parâmetro relativo ao subleito a ser utilizado no procedimento de cálculo é o valor do Índice de Suporte Califórnia CBR Considerase indispensável no entanto os ensaios de caracterização de expansão e a determinação dos índices físicos do material MÉTODO PCA1984 SUBLEITO CPIM3 18 São colocadas sob a camada de rolamento contribuindo para a capacidade estrutural do pavimento Tipos de camadas mais comuns granulares estabilizadas com cimento e concreto compactado com rolo CAMADAS DE BASE E SUBBASE CPIM3 19 Determinase em tabelas a espessura de uma camada granular única A utilização de fatores de equivalência estrutural permite a definição de outros tipos e espessuras de materiais que podem ser usados na construção das camadas de base e subbase O fator de equivalência estrutural proposto pelo método para camadas cimentadas é igual a 165 MÉTODO PCA1984 BASE E SUBBASE CPIM3 20 O método envolve dois grupos Compõem o primeiro grupo veículos de linha os caminhões os reboques e outros equipamentos ou empilhadeiras de pequeno porte Do segundo grupo veículos especiais fazem parte os guindastes empilhadeiras de grande porte transportadores de contêineres etc MÉTODO PCA1984 TRÁFEGO 6 CPIM3 21 Uma vez determinado o número previsto de solicitações de cada tipo de carga por eixo durante o período de projeto adotado esse número é multiplicado por seu respectivo fator de equivalência em relação ao eixo padrão de 82 tf 80 kN Os fatores de equivalência são fornecidos pelas Tabelas 1 e 2 VEÍCULOS DO PRIMEIRO GRUPO CPIM3 22 Carga por eixo tf Fator de equivalência Eixos Simples Eixos Tandem Duplos 2 3 4 45 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 17 19 21 23 0002 0008 0020 0060 0130 0270 0530 1000 1800 3200 5300 8800 14000 22000 0010 0020 0050 0080 0140 0210 0330 0490 0710 1000 1400 1900 3300 5600 9000 14000 21000 VEÍCULOS DO PRIMEIRO GRUPO TABELA 1 CPIM3 23 2 45 7 9 11 14 16 18 20 23 25 27 29 32 36 41 45 50 54 0007 0032 0120 0400 0900 2100 4500 9000 17000 31000 54000 91000 150000 240000 0026 1400 5300 16000 44000 105000 560000 1200000 2600000 5100000 9500000 0001 0030 Peso bruto total tf Fator de equivalência Veículos sobre esteiras Empilhadeiras VEÍCULOS DO PRIMEIRO GRUPO TABELA 2 CPIM3 24 26 21 17 1000 2000 4000 8000 10000 20000 40000 80000 100000 200000 400000 800000 1000000 2000000 4000000 8000000 10000000 29 24 20 17 33 27 23 19 17 36 30 25 22 19 37 31 26 23 20 15 41 34 29 25 22 17 44 37 32 28 24 19 15 48 40 35 30 27 21 17 49 41 36 31 27 22 17 52 44 38 34 30 24 19 56 47 41 36 32 26 21 59 51 44 39 34 28 23 15 60 52 45 39 35 28 23 16 64 55 47 42 38 30 25 17 68 58 50 45 40 33 27 19 71 61 53 47 42 35 29 20 72 62 54 48 43 35 29 21 2 25 3 35 4 5 6 8 10 15 20 CBR do subleito Espessura total das camadas de base e subbase cm Número de solicitações do eixopadrão mínimo 15 cm 17 6 100000 VEÍCULOS DO PRIMEIRO GRUPO TABELA 3 7 CPIM3 25 Dimensionar o pavimento intertravado das vias internas de um condomínio residencial sabendose que o tráfego médio semanal de veículos comerciais é composto de dois caminhões médios e um caminhão pesado Sabese que o índice de suporte Califórnia do subleito é igual a 5 Primeiro dado de projeto CBRsubleito 5 VEÍCULOS DO PRIMEIRO GRUPO EXEMPLO CPIM3 26 15 1560 1 15 780 52 52 Veículo Caminhão pesado Caminhão médio 2 Solicitações semanais Número de semanas Período de projeto anos Número total de solicitações 6 Tipo de Eixo Caminhão pesado Caminhão médio 6 Eixo simples dianteiro tf 10 Eixo simples traseiro tf 17 Eixo tandem duplo traseiro tf Número total de solicitações 780 1560 VEÍCULOS DO PRIMEIRO GRUPO EXEMPLO CPIM3 27 Carga por eixo tf Fator de equivalência Eixos Simples Eixos Tandem Duplos 4 6 8 10 14 17 21 0020 0270 1000 3200 22000 0010 0080 0210 0490 1900 5600 14000 Tabela 1 027 560 1560 2340 632 4368 Fator de equivalência Carga por eixo Eixo simples de 6 tf Eixo tandem duplo de 17tf Eixo simples de 10tf Número de solicitações 780 320 4992 Total 9992 Solicitações equivalentes do eixo de 82 tf VEÍCULOS DO PRIMEIRO GRUPO EXEMPLO CPIM3 28 26 21 17 29 24 20 17 33 27 23 19 17 36 30 25 22 19 37 31 26 23 20 15 41 34 29 25 22 17 44 37 32 28 24 19 15 48 40 35 30 27 21 17 49 41 36 31 27 22 17 52 44 38 34 30 24 19 56 47 41 36 32 26 21 59 51 44 39 34 28 23 15 60 52 45 39 35 28 23 16 64 55 47 42 38 30 25 17 68 58 50 45 40 33 27 19 71 61 53 47 42 35 29 20 72 62 54 48 43 35 29 21 2 25 3 35 4 5 6 8 10 15 20 CBR do subleito Espessura total das camadas de base e subbase cm Número de solicitações do eixopadrão mínimo 15 cm 1000 2000 4000 8000 10000 20000 40000 80000 100000 200000 400000 800000 1000000 2000000 4000000 8000000 10000000 1 x 103 2 x 103 4 x 103 8 x 103 1 x 104 2 x 104 4 x 104 8 x 104 100000 2 x 105 4 x 105 8 x 105 1 x 106 2 x 106 4 x 106 8 x 106 1 x 107 Tabela 3 Espessura necessária de base e subbase granular exclusive as peças prémoldadas e a camada de areia de assentamento DIMENSIONAMENTO MÉTODO DA PCA 8 CPIM3 29 SEÇÃO TRANSVERSAL Subleito compactado CBR 10 Subbase granular espessura 24 cm Base de concreto rolado espessura 15 cm Areia de rejuntamento Contenção lateral Areia de assentamento 3cm Peças prémoldadas de concreto 10cm CPIM3 30 Intertravamento Camada de areia de assentamento Peças prémoldadas de concreto Arranjo de assentamento Formato Espessura Resistência mecânica Fatores que influenciam o comportamento estrutural PROJETO E DIMENSIONAMENTO CPIM3 31 INTERTRAVAMENTO Condições necessárias e indispensáveis contenção lateral e preenchimento das juntas com areia CPIM3 32 Contenção Lateral Conter o empuxo para fora produzido no pavimento evitando dessa maneira o deslocamento das peças a abertura das juntas e a perda do intertravamento Evitar a fuga da areia da camada de assentamento das peças de concreto Devem ter face interna vertical e reta e estenderem se por no mínimo 15 cm abaixo do topo da camada de areia INTERTRAVAMENTO 9 CPIM3 33 FUNCIONAMENTO TRANSFERÊNCIA Cada peça de concreto transfere os esforços verticais horizontais e de torção às peças vizinhas proporcionando uma camada de rolamento homogênea e flexível CPIM3 34 Proporcionar uma camada uniforme tanto em comportamento quanto em espessura para o assentamento das peças de concreto Preencher a parte inferior das juntas entre as peças para alcançar o intertravamento Acomodar as tolerâncias aceitas quanto à espessura das peças e quanto à superfície da camada de base Após a compactação do pavimento a espessura da camada deve estar entre 3 cm e 4 cm Não deve ser compactada antes que se coloque as peças de concreto Em nenhum caso deve ser usada para corrigir acabamento deficiente da camada de base AREIA DE ASSENTAMENTO CPIM3 35 AREIA DE ASSENTAMENTO ESPESSURA SIM NÃO Espessura excessiva deformação NÃO Espessura insuficiente ruptura CPIM3 36 Espinhadepeixe TIPOS DE ASSENTAMENTO 10 CPIM3 37 Fileira ou de corredor TIPOS DE ASSENTAMENTO CPIM3 38 Trama TIPOS DE ASSENTAMENTO CPIM3 39 Intertravado retangular reto Intertravado retangular angular Intertravado formato I ou cruz Intertravado arquitetônico FORMATOS CPIM3 40 ESPESSURA DAS PEÇAS DE CONCRETO Recomendações PCA 1984 60 mm para tráfego leve 80 mm para tráfego de veículos comerciais e outros veículos pesados 100 mm ou 120 mm para situações de tráfego muito pesado número de solicitações equivalentes do eixopadrão de 82 tf maior do que 15 x 106 11 CPIM3 41 RESISTÊNCIA MECÂNICA resistência característica estimada à compressão 35 MPa para solicitações de veículos comerciais de linha 50 MPa quando houver tráfego de veículos especiais ou solicitações capazes de produzir acentuados efeitos de abrasão NBR 9780 Peças de Concreto para Pavimentação Determinação da Resistência à Compressão Método de ensaio NBR 9781 Peças de Concreto para Pavimentação Especificação CPIM3 42 ESPECIFICAÇÕES E PROJETO ARQUITETÔNICO Contenção lateral Escolha das peças formas e cores Padrão de colocação Modulação da obra Bordasacabamentos Drenagem eficiente Especificação de materiais Juntas de encontro CPIM3 43 ESPECIFICAÇÕES E PROJETO ARQUITETÔNICO CPIM3 44 ESPECIFICAÇÕES E PROJETO ARQUITETÔNICO 12 CPIM3 45 CPIM3 46 CPIM3 47 BLUMENAU SC CPIM3 48 BLUMENAU SC BLUMENAU SC 28112023 1 SUPERESTRUTURA VIÁRIA MÓDULO 2C DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS MÉTODO MECANÍSTICO PROF RAFAEL MENDONÇA CARVALHAIS PUC Principais noções sobre a avaliação e dimensionamento de pavimentos com base em tensões e deformações em um sistema de camadas sujeitos às cargas dos veículos Apresentação de exemplos práticos Objetivo Mecânica dos Pavimentos Prof Jacques de Medina Pavimentação Asfáltica materiais projeto e restauração Prof José Tadeu Balbo Pavimentação Rodoviária Conceitos fundamentais sobre pavimentos flexíveis Salomão Pinto e Ernesto Preussler Manual de Pavimentação do DNIT2006 Manual de Restauração do DNIT2006 Trabalhos técnicos da ABPv sobre o tema Bibliografia PRINCÍPIOS DA MECÂNICA DOS PAVIMENTOS 28112023 3 Sistema Estratificado de Camadas Elásticas 28112023 4 Ensaios Laboratório Solos coesivos nãolinear Materiais granulares nãolinear Misturas betuminosas Camadas cimentadas Correlações com outros parâmetros CBR tensão compressão tensão tração etc Retroanálise pavimentos existentes Módulos Elásticos Modelos de Fadiga Tensões ou deformações específicas nos solos do subleito Deformações específicas em camadas betuminosas Tensões em camadas cimentadas Programas Computacionais ELSYM 5 Elastic Layered System Elasticidade linear FEPAVE Finite Element Analysis of Pavement Structures Elasticidade nãolinear ELMOD KUAB RETRANS 5 Aplicações Tráfego pesado Estruturas com camadas cimentadas Cargas especiais 28112023 5 EXEMPLO DE APLICAÇÃO Avaliação e Projeto de Restauração de Pavimento Estrutura do Pavimento EXEMPLO DE APLICAÇÃO Tráfego Número N 3 x 107 10 anos Bacia de Deformação FWD EXEMPLO DE APLICAÇÃO Retroanálise Retroanálise com auxílio do programa ELSYM 5 EXEMPLO DE APLICAÇÃO Estrutura Retroanalisada 28112023 6 EXEMPLO DE APLICAÇÃO Cálculo de Vida Útil Restante Carregamento Eixo Padrão de 82 t Deformações Específicas no Revestimento e no Subleito e Vida Útil Restante CBUQ εt 34x104 Mod Fadiga IA N 93 x 105 03 anos Subleito εv 38x104 Mod Fadiga IA N 29 x 106 1 ano EXEMPLO DE APLICAÇÃO Cálculo de Reforço Estrutura EXEMPLO DE APLICAÇÃO Tensões e deformações Espessuras de reforço necessárias para atendimento de cada critério de fadiga para nº N 3 x 107 CBUQ Reforço εtlim IA 99x105 Href qualquer CBUQ Existente εtlim IA 12x104 Href 18 cm Subleito εvlim IA 22x104 Href 10 cm Espessura de reforço 18 cm EXEMPLO DE APLICAÇÃO Reciclagem da base com adição de cimento Estrutura 28112023 7 EXEMPLO DE APLICAÇÃO Tensões e deformações Espessuras de reforço necessárias para atendimento de cada critério de fadiga para nº N 3 x 107 CBUQ Reforço εtlim IA 99x105 Href qualquer Base reciclada σtlim Balbo 345 kgfcm2 Href 12 cm Subleito εvlim IA 22x104 Href 5 cm Espessura de reforço 12 cm