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Engenharia Civil ·
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Universidade de Pernambuco UPE Escola Politécnica de Pernambuco POLI Curso de Engenharia Civil ESTRADAS 2 Professor Dr José Orlando Vieira Filho Email jovfglobocom AULA 13 DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS E SEMIRRÍGIDOS DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS O K é determinado no campo por meio de ensaios de prova de carga sobre as placas Admitese a utilização de correlação estatística confiável do K com o ISC ou CBR K Módulo de Reação ou Coeficiente de Recalque antiga denominação KSL Módulo de Reação ou Coeficiente de Recalque do Subleito KSLSB Módulo de Reação ou Coeficiente de Recalque do Sistema SubleitoSubbase medido no topo da Subbase Q Carga do tráfego em tf KSLSB DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Métodos frequentemente utilizados no Brasil 1 Método da PCA Portland Cement Association da Carga Máxima 2 Método da PCA84 que considera os critérios de ruptura por fadiga do concreto e por erosão da subbase obs Fazse necessário o conhecimento detalhado das cargas móveis por tipo de eixos mediante pesagens 3 Método da AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials Análise conjunta das variáveis intervenientes Q Carga do Tráfego em tf k Módulo de Reação ou Coeficiente de Recalque do Subleito ou do Sistema SubleitoSubbase e Espessura da placa de concreto em cm arredondada para inteiros para Q constante k e k e para k constante Q e Q e DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Exemplo Dimensionar um pavimento em Placas de Concreto de Cimento Portland CCP pelo Método da PCA da Carga Máxima considerando os seguintes parâmetros EIXOS CARGA MÁXIMA tf SIMPLES 11 TANDEM DUPLO 19 TANDEM TRIPLO 30 Fator de segurança das cargas FSC 120 CBRp 10 Índice de Suporte Califórnia de Projeto fctmk 45 Mpa Resistência à Tração na Flexão Característica do Concreto Fator de segurança das tensões FST 20 1ª Alternativa Adotar Subbase de Brita Graduada Simples BGS com 15 cm de espessura 2ª Alternativa Adotar Subbase de Concreto Compactado a Rolo CCR ou Concreto Rolado CR com 10 cm de espessura DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Resolução 1 Cargas de Cálculo de projeto Eixo Simples ES 11 x 120 132 tf Eixo em Tandem Duplo ETD 19 x 120 228 tf Eixo em Tandem Triplo ETT 30 x 120 360 tf 2 Valor da Tensão Admissível do Concreto de projeto fctmd 𝑓𝑐𝑡𝑚𝑘 𝐹𝑠𝑡 45 20 225 MPa DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Continuação 3 Módulo de Reação antigo Coeficiente de Recalque do Sistema Subleito Subbase KSLSB 1ª Alternativa Subbase de BGS com 15cm KSLSB 58MPam Tabela 4 por correlação estatística com o CBRp 2ª Alternativa Subbase de CCR com 10cm KSLSB 144MPam Tabela 7 por correlação estatística com o CBRp Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Carga do Eixo Simples CES KslKsb fctmd Linha vertical partindo do cruzamento de CES com KslKsb Espessura resultante em cm que deve ser arrendondada para o número inteiro maior Legenda Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Carga do Eixo Simples CES KslKsb fctmd Linha vertical partindo do cruzamento de CES com KslKsb Espessura resultante em cm que deve ser arrendondada para o número inteiro maior Legenda DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Continuação 4 Determinação das Espessuras Mínimas das Placas de Concreto com base nos ábacos da Fig 2 Eixo Simples Fig 3 Eixos em Tandem Duplo e Fig 4 Eixos em Tandem Triplo Determinamse as seguintes espessuras mínimas para as placas de CCP 1ª Alternativa Brita Graduada Simples BGS Granular 15 cm 2ª Alternativa Concreto Compactado a Rolo CCR 10 cm Espessuras mínima necessária de concreto cm Tandem Duplo Tandem Triplo Simples Tandem Duplo Tandem Triplo Simples DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Continuação 5 Seção Transversal do Pavimento Resultante 1ª Alternativa Subbase de BGS com 15 cm de Espessura Placas de CCP fctmk 45 MPa KSLSB 58 MPam 21 cm 15 cm Subbase compactada BGS Subleito Compactado CBRp 10 KSL 49 MPam KSL DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Continuação 2ª Alternativa Subbase em CCR com 10 cm de Espessura Placas de CCP fctmk 45 MPa KSLSB 144 MPam 1 cm 10 cm Subbase compactada de CCR Subleito compactado CBRp 10 KSL 49 MPam KSL DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Exemplo Dimensionar um pavimento em Placas de Concreto de Cimento Portland CCP pelo Método da PCA da Carga Máxima considerando os seguintes parâmetros EIXOS CARGA MÁXIMA tf SIMPLES 13 TANDEM DUPLO 23 TANDEM TRIPLO 35 Fator de segurança das cargas FSC 120 CBRp 8 Índice de Suporte Califórnia de Projeto fctmk 40 Mpa Resistência à Tração na Flexão Característica do Concreto Fator de segurança das tensões FST 20 1ª Alternativa Adotar Subbase de Brita Graduada Simples BGS com 20 cm de espessura 2ª Alternativa Adotar Subbase de solo melhorado com cimento com 15 cm de espessura DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Resolução 1 Cálculo das Cargas Aplicas e da Resistência Admissível 2 Descobrir o Módulo de Reação ou Coeficiente de Recalque do Sistema SubleitoSubbase a partir do CBR do subleito e da características da subbase espessura e material 3 Verificar a espessura da placa para cada uma das cargas máximas dos veículos de Eixo Simples Tandem Duplo e Tandem Triplo 4 Espessura final da placa será a maior espessura dentre as três TABELA 4 Aumento de k devido à presença de subbase granular Tensão de tração no solo MPa Carga por eixo tandem tf TABELA 6 Aumento de k devido à presença de subbase de solo melhorado com cimento Tensão de tração na roda MPa PARA O CASO I INFLUENCE CHART 6 Tensión de tracción Mpa PARA O CASO I INFLUENCE CHART 6 DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS SEMIRRÍGIDOS Fórmula Empírica de Peltier Engº Francês que realizou estudos no Laboratoire Central des Ponts et Chaussée na França Et Espessura Total do Pavimento em cm P Carga por Roda em tf CBR Índice de Suporte Califórnia ISC de Projeto do Subleito em Obs1 Utilizase geralmente Paralelepípedos Pétreos a exemplo dos graníticos de uso frequente no Recife Obs2 Recomendase adotar o Espessura Total de 23cm Paralelepípedos Colchão de Assentamento de areia ou pó de pedra Et 𝟏𝟎𝟎𝟏𝟓𝟎 𝑷 𝑪𝑩𝑹𝟓 DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS SEMIRRÍGIDOS Exemplo Dimensionar o Pavimento Semirrígido em Paralelepípedos Graníticos pelo Método Empírico de Peltier para uma Carga por Roda P de 6t e o CBR de Projeto do Subleito de 10 Et 𝟏𝟎𝟎𝟏𝟓𝟎 𝟔 𝟏𝟎𝟓 31 cm Et 31 cm Subbase 31 cm 23 cm 8 cm adotar Subbase de Solo Estabilizada Granulometricamente com 15 cm de Espessura Obs1 Considerandose que o pavimento em paralelepípedos é semirrígido recomendase sempre a adoção de uma Camada de Base que pode ser de BGS com 15 cm substituindo a Subbase DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS SEMIRRÍGIDOS Et 100150 𝑃 𝐶𝐵𝑅5 23 cm 100150 6 𝐶𝐵𝑅5 CBR 153 15 ou seja o Subleito deveria ter um CBR 15 Obs3 Não se recomenda a Construção de Pavimento com Revestimento em Paralelepípedos sobre o Colchão de Assentamento de areia ou pó de pedra diretamente sobre o subleito devendose intercalar uma camada de subbase eou de base para o pavimento Obs4 Para o dimensionamento de pavimentos com blocos prémoldados de concreto pavers consultar o método da Associação Brasileira de Pavimentação ABCP Obs2 Podese inversamente determinar qual o CBRmín do Subleito considerandose a Espessura Final Recomendada paralelepípedos colchão de assentamento 23 cm DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS SEMIRRÍGIDOS Obs5 A seguir apresentase um exemplo de seção transversal de pavimento semirrígido constituído de paralelepípedos pétreos ou de blocos prémoldados de concreto pavers com a adoção de uma camada de base Ex de BGS e de uma camada de subbase com CBR 20 sobre o subleito para um melhor desempenho do pavimento submetido a cargas de tráfego médio a pesado Exemplo de Seção Transversal de Pavimento semirrígido frequentemente utilizada Revestimento em Paralelepípedos Graníticos ou Blocos Prémoldados de Concreto Colchão de Assentamento areia ou pó de pedra 15 cm 8 cm Base de BGS Compactada Subleito Compactado CBRp 10 15 cm 20 cm Subbase Estabilizada Granulometricamente Compactada CBR 20 Exp 10 IG 0 DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS SEMIRRÍGIDOS
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Universidade de Pernambuco UPE Escola Politécnica de Pernambuco POLI Curso de Engenharia Civil ESTRADAS 2 Professor Dr José Orlando Vieira Filho Email jovfglobocom AULA 13 DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS E SEMIRRÍGIDOS DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS O K é determinado no campo por meio de ensaios de prova de carga sobre as placas Admitese a utilização de correlação estatística confiável do K com o ISC ou CBR K Módulo de Reação ou Coeficiente de Recalque antiga denominação KSL Módulo de Reação ou Coeficiente de Recalque do Subleito KSLSB Módulo de Reação ou Coeficiente de Recalque do Sistema SubleitoSubbase medido no topo da Subbase Q Carga do tráfego em tf KSLSB DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Métodos frequentemente utilizados no Brasil 1 Método da PCA Portland Cement Association da Carga Máxima 2 Método da PCA84 que considera os critérios de ruptura por fadiga do concreto e por erosão da subbase obs Fazse necessário o conhecimento detalhado das cargas móveis por tipo de eixos mediante pesagens 3 Método da AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials Análise conjunta das variáveis intervenientes Q Carga do Tráfego em tf k Módulo de Reação ou Coeficiente de Recalque do Subleito ou do Sistema SubleitoSubbase e Espessura da placa de concreto em cm arredondada para inteiros para Q constante k e k e para k constante Q e Q e DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Exemplo Dimensionar um pavimento em Placas de Concreto de Cimento Portland CCP pelo Método da PCA da Carga Máxima considerando os seguintes parâmetros EIXOS CARGA MÁXIMA tf SIMPLES 11 TANDEM DUPLO 19 TANDEM TRIPLO 30 Fator de segurança das cargas FSC 120 CBRp 10 Índice de Suporte Califórnia de Projeto fctmk 45 Mpa Resistência à Tração na Flexão Característica do Concreto Fator de segurança das tensões FST 20 1ª Alternativa Adotar Subbase de Brita Graduada Simples BGS com 15 cm de espessura 2ª Alternativa Adotar Subbase de Concreto Compactado a Rolo CCR ou Concreto Rolado CR com 10 cm de espessura DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Resolução 1 Cargas de Cálculo de projeto Eixo Simples ES 11 x 120 132 tf Eixo em Tandem Duplo ETD 19 x 120 228 tf Eixo em Tandem Triplo ETT 30 x 120 360 tf 2 Valor da Tensão Admissível do Concreto de projeto fctmd 𝑓𝑐𝑡𝑚𝑘 𝐹𝑠𝑡 45 20 225 MPa DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Continuação 3 Módulo de Reação antigo Coeficiente de Recalque do Sistema Subleito Subbase KSLSB 1ª Alternativa Subbase de BGS com 15cm KSLSB 58MPam Tabela 4 por correlação estatística com o CBRp 2ª Alternativa Subbase de CCR com 10cm KSLSB 144MPam Tabela 7 por correlação estatística com o CBRp Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Carga do Eixo Simples CES KslKsb fctmd Linha vertical partindo do cruzamento de CES com KslKsb Espessura resultante em cm que deve ser arrendondada para o número inteiro maior Legenda Fonte Dimensionamento dos Pavimentos Rodoviários de Concreto ET 14 ABCP Carga do Eixo Simples CES KslKsb fctmd Linha vertical partindo do cruzamento de CES com KslKsb Espessura resultante em cm que deve ser arrendondada para o número inteiro maior Legenda DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Continuação 4 Determinação das Espessuras Mínimas das Placas de Concreto com base nos ábacos da Fig 2 Eixo Simples Fig 3 Eixos em Tandem Duplo e Fig 4 Eixos em Tandem Triplo Determinamse as seguintes espessuras mínimas para as placas de CCP 1ª Alternativa Brita Graduada Simples BGS Granular 15 cm 2ª Alternativa Concreto Compactado a Rolo CCR 10 cm Espessuras mínima necessária de concreto cm Tandem Duplo Tandem Triplo Simples Tandem Duplo Tandem Triplo Simples DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Continuação 5 Seção Transversal do Pavimento Resultante 1ª Alternativa Subbase de BGS com 15 cm de Espessura Placas de CCP fctmk 45 MPa KSLSB 58 MPam 21 cm 15 cm Subbase compactada BGS Subleito Compactado CBRp 10 KSL 49 MPam KSL DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Continuação 2ª Alternativa Subbase em CCR com 10 cm de Espessura Placas de CCP fctmk 45 MPa KSLSB 144 MPam 1 cm 10 cm Subbase compactada de CCR Subleito compactado CBRp 10 KSL 49 MPam KSL DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Exemplo Dimensionar um pavimento em Placas de Concreto de Cimento Portland CCP pelo Método da PCA da Carga Máxima considerando os seguintes parâmetros EIXOS CARGA MÁXIMA tf SIMPLES 13 TANDEM DUPLO 23 TANDEM TRIPLO 35 Fator de segurança das cargas FSC 120 CBRp 8 Índice de Suporte Califórnia de Projeto fctmk 40 Mpa Resistência à Tração na Flexão Característica do Concreto Fator de segurança das tensões FST 20 1ª Alternativa Adotar Subbase de Brita Graduada Simples BGS com 20 cm de espessura 2ª Alternativa Adotar Subbase de solo melhorado com cimento com 15 cm de espessura DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Resolução 1 Cálculo das Cargas Aplicas e da Resistência Admissível 2 Descobrir o Módulo de Reação ou Coeficiente de Recalque do Sistema SubleitoSubbase a partir do CBR do subleito e da características da subbase espessura e material 3 Verificar a espessura da placa para cada uma das cargas máximas dos veículos de Eixo Simples Tandem Duplo e Tandem Triplo 4 Espessura final da placa será a maior espessura dentre as três TABELA 4 Aumento de k devido à presença de subbase granular Tensão de tração no solo MPa Carga por eixo tandem tf TABELA 6 Aumento de k devido à presença de subbase de solo melhorado com cimento Tensão de tração na roda MPa PARA O CASO I INFLUENCE CHART 6 Tensión de tracción Mpa PARA O CASO I INFLUENCE CHART 6 DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS SEMIRRÍGIDOS Fórmula Empírica de Peltier Engº Francês que realizou estudos no Laboratoire Central des Ponts et Chaussée na França Et Espessura Total do Pavimento em cm P Carga por Roda em tf CBR Índice de Suporte Califórnia ISC de Projeto do Subleito em Obs1 Utilizase geralmente Paralelepípedos Pétreos a exemplo dos graníticos de uso frequente no Recife Obs2 Recomendase adotar o Espessura Total de 23cm Paralelepípedos Colchão de Assentamento de areia ou pó de pedra Et 𝟏𝟎𝟎𝟏𝟓𝟎 𝑷 𝑪𝑩𝑹𝟓 DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS SEMIRRÍGIDOS Exemplo Dimensionar o Pavimento Semirrígido em Paralelepípedos Graníticos pelo Método Empírico de Peltier para uma Carga por Roda P de 6t e o CBR de Projeto do Subleito de 10 Et 𝟏𝟎𝟎𝟏𝟓𝟎 𝟔 𝟏𝟎𝟓 31 cm Et 31 cm Subbase 31 cm 23 cm 8 cm adotar Subbase de Solo Estabilizada Granulometricamente com 15 cm de Espessura Obs1 Considerandose que o pavimento em paralelepípedos é semirrígido recomendase sempre a adoção de uma Camada de Base que pode ser de BGS com 15 cm substituindo a Subbase DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS SEMIRRÍGIDOS Et 100150 𝑃 𝐶𝐵𝑅5 23 cm 100150 6 𝐶𝐵𝑅5 CBR 153 15 ou seja o Subleito deveria ter um CBR 15 Obs3 Não se recomenda a Construção de Pavimento com Revestimento em Paralelepípedos sobre o Colchão de Assentamento de areia ou pó de pedra diretamente sobre o subleito devendose intercalar uma camada de subbase eou de base para o pavimento Obs4 Para o dimensionamento de pavimentos com blocos prémoldados de concreto pavers consultar o método da Associação Brasileira de Pavimentação ABCP Obs2 Podese inversamente determinar qual o CBRmín do Subleito considerandose a Espessura Final Recomendada paralelepípedos colchão de assentamento 23 cm DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS SEMIRRÍGIDOS Obs5 A seguir apresentase um exemplo de seção transversal de pavimento semirrígido constituído de paralelepípedos pétreos ou de blocos prémoldados de concreto pavers com a adoção de uma camada de base Ex de BGS e de uma camada de subbase com CBR 20 sobre o subleito para um melhor desempenho do pavimento submetido a cargas de tráfego médio a pesado Exemplo de Seção Transversal de Pavimento semirrígido frequentemente utilizada Revestimento em Paralelepípedos Graníticos ou Blocos Prémoldados de Concreto Colchão de Assentamento areia ou pó de pedra 15 cm 8 cm Base de BGS Compactada Subleito Compactado CBRp 10 15 cm 20 cm Subbase Estabilizada Granulometricamente Compactada CBR 20 Exp 10 IG 0 DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS SEMIRRÍGIDOS