Cálculo do Número N para dimensionamento de pavimentos - Fator de Eixo e Fator de Veículo

Calculo do numero N 26 de novembro de 2023 Lista de Figuras 1 Abaco do metodo USACE 3 Lista de Tabelas 1 Valores de FE 2 2 Quantidade de Eixos por veıculos 2 3 Carga legal por eixo 2 4 Fator de Equivalˆencia da Carga legal por eixo 4 5 Fator de Equivalˆencia da Carga legal por eixo 10 por eixo 4 6 Valor Veıculo para Carga Legal 4 Sumario 1 Calculo do Fator de Eixo FE 2 2 Calculo do Fator de veıculo FV 3 3 Calculo do numero N 5 1 Numero N 1 C ALCULO DO FATOR DE EIXO FE 1 Calculo do Fator de Eixo FE Para calcular o Fator de Eixo FE precisamos entender o tipo de veıculo e a carga que cada eixo carrega Com base nos dados fornecidos temos trˆes tipos de veıculos 2C 3C e 2S3 Ja sabemos os valores de FE para os tipos 2C e 3C Tabela 1 Valores de FE Tipo 2C Tipo 3C Tipo 2S3 80 140 calcular Fonte Enunciado Dado que o veıculo 2S3 tem um eixo TT com uma carga de 34 toneladas precisamos saber como essa carga esta distribuıda nos veıculos 2C e 3C Tabela 2 Quantidade de Eixos por veıculos Veıculo SRS SRD ED TD TT 2C 1 1 3C 1 1 2S2 1 1 1 2S3 1 1 1 3S3 1 1 1 2C2 1 3 3C3 1 1 2 Fonte UFSC Onde os sımbolos significam SRS Eixo Simples de Rodas Simples SRD Eixo Simples de Rodas Duplas ED Eixo Duplo TD Eixo Tandem Duplo TT Eixo Tandem Triplo Tabela 3 Carga legal por eixo Eixo Limite legal tf SRS 600 SRD 1000 ED 1500 TD 1700 TT 2550 Fonte UFSC Tipo 2C 1 SRS 1 SRD 600 1000 10 ton Tipo 2C 1 SRS 1 TD 600 1700 23 ton Engenharia de Transportes 2 Numero N 2 C ALCULO DO FATOR DE VEICULO FV Desse modo vamos ter fatores de eixo determinados pela seguinte formula FE Veıculos de 2 eixos2Veıculos de 3 eixos3 Veıculos de n eixosn Nesse caso em que so estamos analisando os veıculos 2S3 temos 100 desses veıculos logo FE2S3 33 3 1 33 3 2 33 3 3 FE2S3 200 Portanto o Fator de Eixo para o tipo 2S3 e 200 Este valor reflete a soma ponderada dos numeros de eixos pelos percentuais correspondentes para cada tipo de veıculo 2 Calculo do Fator de veıculo FV Para a conversao de um trafego misto em um numero de equivalˆencia ao eixo padrao e efetu ado o calculo aplicandose os Fatores de Equivalˆencia de Cargas FC Para dimensionamentos de pavimentos flexıveis no Brasil utilizamse os FC do Corpo de Engenheiros do Exercito dos Estados Unidos USACE Figura 1 Abaco do metodo USACE Fonte Alem da Inercia httpsalemdainerciacom O Fator de Carga FC e o produto do fator de carga unitario de cada veıculo e do volume de veıculos dividido pelo volume total de veıculos que circulam a via O Fator de Carga unitario e encontrado pelo abaco no metodo de USACE entrando com a carga do Eixo nas ordenadas O Fator gera a equivalˆencia entre o eixo padrao de 82 tf FC 1 e as demais cargas por eixo Engenharia de Transportes 3 Numero N 2 C ALCULO DO FATOR DE VEICULO FV Apos a aplicacao dos Fatores de Equivalˆencia de Carga calculada para cada eixo e multiplicando se os resultados pelo numero de eixos tˆemse os Fatores de Carga de cada eixo para a carga legal e para a carga legal com um acrescimo de 10 na tolerˆancia de peso respectivamente Tabela 4 Fator de Equivalˆencia da Carga legal por eixo Eixo Limitelegal tf FC SRS 6 02779 SRD 10 32895 ED 15 43034 TD 17 85488 TT 255 92998 Fonte UFSC Adicionando a margem de 10 por eixo e consultando novamente o abaco temos Tabela 5 Fator de Equivalˆencia da Carga legal por eixo 10 por eixo Eixo Limitelegal tf FC SRS 6 04076 SRD 10 59740 ED 15 72578 TD 17 144179 TT 255 158270 Fonte UFSC Considerando os eixos combinados dos veıculos para o calculo dos Fatores de Veıculos FV os eixos sao somados individualmente Estes numeros representam o dano causado por cada veıculo sobre o pavimento Os FVs de cada veıculo para a carga legal e com tolerˆancia de 10 sao mostrados na tabela a seguir Tabela 6 Valor Veıculo para Carga Legal Veıculo SRS SRD ED TD TT FV 2C 02779 32895 35674 3C 02779 85488 88267 2S2 02779 32895 85488 121162 2S3 02779 32895 92998 128672 3S3 02779 43034 92998 138811 2C2 02779 98684 101463 3C3 02779 32895 86068 121742 Fonte UFSC Desse modo os Fatores de veıculos sao dados por FV2C 3 5674 FV3C 8 8267 FV2S3 e diferente pois nao e pela carga legal consultando a tabela podemos ver que para 34 toneladas em 3 eixos temos FV2S3 21 1 Engenharia de Transportes 4 Numero N 3 C ALCULO DO N UMERO N 3 Calculo do numero N Para calcular o Numero N vamos utilizar a seguinte formula N Vp FV Onde Vp volume do horizonte de projeto e estabelecido considerando a taxa de cresci mento do trafego t o qual e encontrado levandose em consideracao os ındices soci oeconˆomicos Vp 365 VDM 1 tP 1 ln 1 t P Perıodo do horizonte de projeto em anos P 5 anos t Taxa de Crescimento de trafego t 1 1 0 0011 Entao 1 tP 1 ln 1 t 914 6 VDM e o volume medio diarioComo dito no enunciado passarao veıculos 2S3 a cada 4 minutos durante as 24h em media Logo por regra de 3 concluımos VDM 24 60 4 360 veıculos Vp 365 914 6 360 120178440 FV Fator de veıculo FE Fator de Eixo calculado anteriormente FC Fator de Equivalˆencia de Cargas calculado anteriormente Considerando apenas o trafego do Eixo SRS Recebe a carga legal 6 ton Eixo SRD Recebe a carga legal 10 ton Eixo TT 34 ton FV 3 56 8 83 21 2 33 6 FV 33 6 Com isso temos N 33 6 120178440 N 4 037 109 Engenharia de Transportes 5