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UNIVERSIDADE VALE DO RIO DOCE - UNIVALE
Faculdade de Engenharia
Engenharia Civil
Alexandre Magno Calixto
Ana Cláudia Chaves Pereira
Bruna Furtado Ferreira Butilheiro
Clodualdo Ferreira Leissmann
Rodrigo Diniz Araújo de Freitas
Conceitos básicos sobre pavimentação e estudo do tráfego
Estradas
9º Período
Prof. Willian Anacleto Figueiredo
Governador Valadares, 15 de Setembro de 2014
Sumário
Introdução .............................................................................................................................................. 3
Conceitos básicos sobre pavimentação ........................................................................................... 4
Pavimento .......................................................................................................................................... 4
Camadas de um pavimento ............................................................................................................ 4
Pavimentos Rígidos (Concreto de cimento Portland) ................................................................. 6
Pavimentos Semirrígidos (semiflexíveis) ...................................................................................... 6
Pavimentos Flexíveis (Asfálticos) .................................................................................................. 7
Bases e sub-bases flexíveis e semirrígidas ..................................................................................... 7
Bases e sub-bases granulares ....................................................................................................... 7
Estabilização Granulométrica ..................................................................................................... 8
Macadame Hidráulico .................................................................................................................. 8
Bases e sub-bases estabilizadas ................................................................................................... 8
Solo-cimento ................................................................................................................................. 9
Solo melhorado com cimento ..................................................................................................... 9
Solo-cal .......................................................................................................................................... 9
Solo-betume .................................................................................................................................. 9
Bases e sub-bases rígidas .............................................................................................................. 9
Estudos de tráfego ............................................................................................................................. 10
Definição da área de estudo ......................................................................................................... 11
Estabelecimentos das zonas de tráfego ..................................................................................... 11
Informações básicas ...................................................................................................................... 12
Pesquisa de tráfego ....................................................................................................................... 13
Contagens volumétricas ................................................................................................................ 14
Pesquisas de origem e destino .................................................................................................... 14
Pesquisa de velocidade pontual .................................................................................................. 14
Pesquisa de velocidade e retardamento. ................................................................................... 14
Pesquisa de ocupação de veículos ............................................................................................. 15
Pesagem de veículos ..................................................................................................................... 15
Verificação da obediência às leis de trânsito ............................................................................. 15
Conceituação do Tráfego .............................................................................................................. 15
Classificação de veículos .............................................................................................................. 17
Conclusão ............................................................................................................................................ 19
Referências Bibliográficas ................................................................................................................. 20
Introdução
As estradas e rodovias possuem um papel importante, não só por ligar
localidades entre si, mas influi também na economia do país, já que o modal mais
utilizado para transporte de cargas é o rodoviário.
Para garantir o fluxo de veículos de forma ágil e segura nas estradas, é
preciso que o pavimento seja escolhido de acordo com a necessidade do local a ser
implantada, tendo boas condições de rolamento e resistindo às cargas atuantes
nele.
Para a implantação de uma rodovia é necessário que seja realizado um
estudo de tráfego, que coleta e analisa os dados sobre o tráfego para planejamento
de vias e da circulação do trânsito, visando ao emprego para transportar pessoas e
mercadorias de forma eficiente, econômica e segura.
Conceitos básicos sobre pavimentação
Pavimento
Pavimento de uma rodovia é toda a estrutura apoiada sobre a camada final de
terraplanagem de um terreno, formada por meio de camadas de vários materiais de
características diferentes de resistência e deformabilidade. Tem como objetivo
principal fornecer ao usuário segurança e conforto, que devem ser conseguidos com
a máxima qualidade e o mínimo custo.
Tem como funções resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais
produzidas pelo tráfego, melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade
e segurança, e resistir aos esforços horizontais que nele atuam, tornando mais
durável a superfície de rolamento. No que se trata das condições ambientais, o
pavimento deve ser concebido de modo a resistir, juntamente com o sistema de
drenagem, a ação das águas das chuvas.
Os requisitos para um bom pavimento são: estabilidade; resistência a
esforços verticais, horizontais, de rolamento, frenagem e aceleração centrípeta nas
curvas; durabilidade.
O pavimento recebe as cargas impostas pelo tráfego de veículos e as
redistribui para os solos do subleito e proporciona condições satisfatórias de
velocidade, segurança, conforto e economia no transporte de pessoas e
mercadorias.
Camadas de um pavimento
Seção transversal de um pavimento
O pavimento é constituído por camadas, sendo elas: subleito, regularização,
reforço do subleito, sub-base, base e revestimento.
Subleito: É a camada final de terraplanagem (fundação do pavimento). Só é
necessário realizar a regularização caso as tolerâncias sobre o acabamento da
superfície ou sobre o grau de compactação exigido estejam fora das especificadas
na norma.
Camada de Regularização: É realizada para alinhar o leito estradal, tanto
longitudinal quanto transversalmente, dando à superfície as características
geométricas necessárias para o pavimento.
Camada de reforço do subleito: Camada de espessura constante, determinada
conforme o dimensionamento do pavimento e constituída de materiais oriundos de
jazidas. As características desses materiais são maiores do que os materiais do
subleito e escolhidos dentre os melhores disponíveis, ao longo do trecho.
Camada de Sub-base: Camada que complementa a base. Utiliza-se a sub-base
quando não for aconselhável construir a base diretamente sobre o reforço por
circunstâncias técnico- econômicas.
Camada de Base: Camada que recebe, transmite e distribui os esforços verticais
(provenientes do tráfego) às camadas subjacentes. É a base que recebe o
revestimento da rodovia.
Camada de revestimento: É a última camada do pavimento e necessita ter alta
resistência ao desgaste quanto à durabilidade, alto poder de suporte, pois recebe
diretamente as ações do tráfego. Precisa ser menos ondulada possível para gerar
maior conforto, sendo logicamente a de maior custo econômico.
Classificação dos pavimentos
Os pavimentos são classificados de acordo com a forma de distribuição de
tensões. A intenção é separar os pavimentos construídos com cimento Portland dos
construídos a base de ligantes betuminosos, e também separar os pavimentos em
função de seu comportamento estrutural. Podem ser classificados em rígidos,
semirrígidos e flexíveis.
Pavimentos Rígidos (Concreto de cimento Portland)
Constituídos por camadas que trabalham essencialmente à tração. O
revestimento possui elevada rigidez em relação às camadas inferiores, constituído
basicamente por placas de concreto, absorvendo praticamente todas as solicitações
do carregamento aplicado, distribuindo-a uniformemente em uma grande área.
Assim, a carga encontra-se suficientemente amortecida chegando ao subleito.
As placas de concreto de cimento Portland são rejuntadas entre si e possuem
alta rigidez, alta resistência e pequenas espessuras. A espessura é determinada a
partir da resistência do concreto à tração e são feitas considerações relacionadas à
fadiga, coeficiente de reação do subleito e cargas aplicadas. São pouco deformáveis
e com uma vida útil maior.
Nos pavimentos rígidos, o coeficiente de recalque da camada em que se
apoia o pavimento tem influência decisiva nas tensões que se desenvolvem no
concreto sob ação das cargas aplicadas pelo tráfego de veículos.
O pavimento rígido tem vida mais longa e maior espaçamento entre
manutenções (quando bem projetado e construído) comparado ao pavimento
flexível, além de oferecer resistência ao efeito solvente dos combustíveis.
Pavimentos Semirrígidos (semiflexíveis)
É a situação intermediária entre os pavimentos rígidos e flexíveis.
Caracterizados por uma base cimentada por algum aglutinante com propriedades
cimentícias, que, devido ao aumento de rigidez e consequentemente módulo de
elasticidade, apresentam razoável resistência à tração.
O ponto negativo é a necessidade de restauração do pavimento e da
recuperação do revestimento quando a atinge o fim da vida útil.
Pavimentos Flexíveis (Asfálticos)
São constituídos por camada que não trabalham à tração. Geralmente são
constituídos de revestimento betuminoso delgado sobre camadas puramente
granulares.
Todas as camadas do pavimento sofrem deformação elástica considerável
sob o carregamento aplicado e, então, a carga distribui-se de forma praticamente
equivalente entre as camadas.
A capacidade estrutural é fornecida pelas propriedades de resistência e
rigidez de cada material nelas empregado. A base é a camada estrutural mais
importante, pois tem a função de receber as tensões do tráfego e distribuir os
esforços antes de transmiti-los à sub-base ou ao reforço do subleito.
O dimensionamento do pavimento flexível é tido pela resistência à
compressão do subleito e da carga de tráfego, sendo também consideradas as
características geotécnicas dos materiais a serem empregados nas múltiplas
camadas da estrutura que foi projetada.
Bases e sub-bases flexíveis e semirrígidas
Podem ser classificadas conforme o esquema abaixo:
Bases e sub-bases granulares
Estabilização Granulométrica
Camadas compostas por solos, britas de rochas, de escória de alto forno ou
também pela mistura desses materiais. Essas camadas são puramente granulares e
são sempre flexíveis e estabilizadas granulometricamente pela compactação de um
material ou mistura de materiais que apresentem uma granulometria apropriada e
índices geotécnicos específicos, fixados em especificação.
Quando esses materiais ocorrem em jazidas (como cascalhos, saibros, etc),
tem-se caso de utilização de materiais naturais. Muitas vezes esses materiais sofrem
beneficiamento prévio (britagem, peneiramento) para enquadrarem-se nas
especificações.
A partir da utilização uma mistura de material natural e pedra britada obtêm-
se as sub-bases e bases de solo-brita. Na utilização exclusiva de produtos de
britagem têm-se as sub-bases e base de brita graduada ou de brita corrida.
Macadame Hidráulico
Macadame Hidráulico é a camada de base ou sub-base obtida por
compressão de agregados graúdos, uniformemente distribuídos, cujos vazios são
preenchidos por pó-de-pedra ou mesmo por solo de granulometria e plasticidade
apropriadas.
A penetração do material de enchimento é promovida pelo espalhamento na
superfície, seguido de varredura, compressão (sem ou com vibração) e irrigação, no
caso de macadame hidráulico. O macadame seco (ou a seco), ao dispensar a
irrigação, além de simplificar o processo de construção, evita o encharcamento do
subleito.
Bases e sub-bases estabilizadas
Quase todas as camadas possuem processos tecnológicos e construtivos
semelhantes às granulares por estabilização granulométrica, diferente somente em
alguns detalhes.
Solo-cimento
Uma mistura compactada formada por solo, cimento Portland e água, que deve
satisfazer a certos requisitos de densidade, durabilidade e resistência, tendo como
resultado um material duro, cimentado, de rigidez acentuada à flexão. O teor de
cimento utilizado usualmente é de 6 a 10%.
Solo melhorado com cimento
Obtido pela adição de pequenos teores de cimento (2 a 4%) que visa a
modificação do solo no que se trata à sua plasticidade e sensibilidade à água, sem
cimentação acentuada, são consideradas flexíveis.
Solo-cal
Mistura de sol, cal e água e, às vezes, cinza volante, uma pozolona artificial.
O teor de cal mais utilizado é de 5 a 6%, e o processo de estabilização ocorre por
modificação do solo (no que refere à sua plasticidade e sensibilidade à água); por
carbonatação (cimentação fraca); por pozolanização (cimentação forte).
Quando, pelo teor de cal usado, pela natureza do solo ou pelo uso da cinza
volante, predominam os dois últimos efeitos mencionados, têm-se as misturas solo-
cal, consideradas semirrígidas.
Solo-betume
É uma mistura de solo, água e material betuminoso, e é considerada flexível.
Bases e sub-bases rígidas
São camadas caracteristicamente de concreto de cimento. Têm acentuada
resistência à tração (fator determinante para seu dimensionamento). São
diferenciados por dois tipos: concreto plástico (próprio para ser adensado por
vibração manual ou mecânica) e concreto magro (semelhante ao de uso em
fundações, mas com consistência apropriada á compactação com equipamentos
rodoviários).
Estudos de tráfego
Os estudos de tráfego têm como finalidade obter dados relativos aos para
projeto de rodovias. São analisados elementos como: volume médio diário anual,
distribuição do tráfego por classes de veículos; distribuição das cargas por tipo de
eixo; levantamento da magnitude das cargas reais; levantamento de dados para
expansão de tráfego; entre outros.
Constituem-se no instrumento de que serve-se a Engenharia de Tráfego para
atender às suas finalidades, definidas como sendo o planejamento de vias e da
circulação do trânsito nas mesmas, com vistas ao emprego para transportar pessoas
e mercadorias de forma eficiente, econômica e segura.
Através desses estudos, conhece-se várias informações a respeito do tráfego,
como o número de veículos que circula em uma via num determinado período, as
velocidades, locais onde ocorre mais acidentes de trânsito, dentre outros. Pode-se
determinar a capacidade das vias quanto à quantidade, e estabelecer meios
construtivos necessários à melhoria da circulação ou das características de seu
projeto.
Pelas pesquisas é possível conhecer as zonas de onde se originam os
veículos e para onde se destinam, sendo possível assim a fixação das linhas de
desejo de passageiros e de mercadorias. Juntamente com essas pesquisas e
através do conhecimento da forma de geração e distribuição do tráfego atual, obtém-
se o prognóstico das necessidades de circulação no futuro, dado fundamental para o
planejamento da rede.
Os dados de tráfego são obtidos nos Planos Diretores e nos Estudos de
Viabilidade, em vista da necessidade de sua utilização nas análises econômicas ai
desenvolvidas. Caos o Projeto Final de Engenharia não tiver sido precedido do
Estudo de Viabilidade e o prazo para sua elaboração for curto, a obtenção e
aplicação dos dados de tráfego poderá restringir a: elaboração de fluxogramas das
interseções para seu dimensionamento; determinação do número equivalente “N”
e/ou outros elementos necessários para fins de dimensionamento do pavimento;
verificação da suficiência e compatibilidade das características projetadas com o
nível de serviço estabelecido, através de Estudos de Capacidade.
Caso exista o Estudo de Viabilidade, sua aplicação na fase de projeto poderá
ser necessária apenas para fins de atualização ou confirmação dos dados levanta os
na fase anterior. Nos projetos de melhoramentos de rodovias existentes que visem o
aumento de sua capacidade, os estudos deverão ser semelhantes àqueles feitos
nos Estudos de Viabilidade.
Definição da área de estudo
A área de estudo é o espaço geográfico ocupado pelas vias do projeto e as
áreas que direta ou indiretamente o afetam. Não existe uma regra para definição da
área, mas observa-se três pontos: origem e destino dos veículos; opções de rotas na
rede existente; interferência dos fluxos de longa distância.
A origem e o destino implicam numa referência para uma delimitação
territorial preliminar, que pode ser ampliada ou reduzida quando forem considerados
os outros pontos mencionados anteriormente.
A área, num primeiro momento, deve ser delimitada baseada no
conhecimento dos indicadores econômicos disponíveis, no comportamento do
tráfego e nos objetivos da análise a ser procedida. Pode ser tratada a dois níveis
diferentes: a área de influência direta e a área de influência indireta.
A área de influência direta é a área servida pelos trechos viários objeto de
estudo e por trechos das vias de acesso de maior influência. São realizadas
pesquisas de tráfego necessárias nessa área, envolvendo contagens volumétricas,
pesquisas de origem e destino, medições de velocidade, entre outros. Sua
delimitação é feita por um cordão externo, que passará por pontos que se preste à
coleta de informações do padrão de viagens entre a área de influência direta e a
área exterior ao cordão.
A área de influência indireta é a área fora do cordão externo com influência
sensível na geração de viagens que utilizem trechos viários objeto do estudo.
Estabelecimentos das zonas de tráfego
A área de estudo é dividida em zonas para facilitar a obtenção de informações
sobre o tráfego e a posterior análise sobre o mesmo. Cada zona deve ser definida
de modo que qualquer viagem com origem ou destino nessa zona possa ser
considerada como partindo ou chegando a um ponto determinado da mesma
(centroide, que é a representação pontual da zona). A delimitação das zonas de
tráfego é feita por aproximações sucessivas, e quanto menor a área maior a
precisão nos estudos.
A divisão da área de estudo em zonas visa atender às seguintes finalidades:
• Agrupar os dados de viagens com origem (destino) próximos, de modo a
reduzir os números de origens e destinos a serem considerados, simplificando desta
forma a distribuição do tráfego e a sua alocação nos trechos viários do sistema;
• Fornecer a base para a determinação das viagens atuais e futuras,
necessária à estimativa dos fluxos de tráfego e ao cálculo de suas taxas de
crescimento;
• Permitir o tratamento estatístico dos fatores de geração de tráfego em
termos de regiões homogêneas.
Os estudos econômicos e de tráfego que servirão para alimentar os modelos
de projeção da demanda de transportes serão realizados com base nessas zonas.
Informações básicas
É importante coletar dados a respeito das características e padrão de viagens
atuais na área de estudo, com intuito de conhecer os desejos de deslocamento.
Padrão de viagens
As pesquisas de origem e destino associadas a Contagens de Volume
permitem chegar a uma compreensão geral da atual estrutura. As informações
coletadas são sobre o número e o tipo de deslocamento, como: movimentos de
veículos de passageiros ou carga, tipo de carga transportada, tempo e distância
percorridas, entre outros. É necessário que as pesquisas sejam realizadas em
diferentes épocas do ano, para identificação de variações sazonais.
Sistemas de transportes
Item de fundamental importância para as fases de distribuição e alocação de
tráfego. Deve-se incluir dados tão completos quanto necessário relativos à
localização e características físicas das vias, transportes públicos existentes,
volumes de tráfego, etc.
Dados socioeconômicos
Coleta dados sobre aspectos socioeconômicos, como: população rural e
urbana, densidade demográfica, distribuição etária, renda per capita, população
economicamente ativa, entre outros.
Os dados podem ser obtidos no IBGE, FGV e Planos Diretores Rodoviários.
Podem acontecer de não ser encontrado as variáveis mencionadas em nível do
zoneamento de tráfegos adotados, tendo a necessidade de fazer pesquisas
complementares.
Pesquisa de tráfego
As pesquisas são procedimentos normalmente utilizados na engenharia de
tráfego para levantamento de dados. Podem ser realizadas por entrevistas ou por
observação direta.
As entrevistas visam obter a informação formulando pergunta orais ou
escritas ao usuário, classificando as respostas de acordo com certos padrões
estabelecidos. Já na observação direta, registra-se os fenômenos de trânsito como
são, sem perturbá-los.
As pesquisas de levantamento mais empregadas são:
Contagens Volumétricas;
Pesquisas de Origem e Destino;
Pesquisa de Velocidade Pontual;
Pesquisa de Velocidade e Retardamento;
Pesquisa de Ocupação de Veículos;
Pesagens de Veículos;
Verificação da Obediência às Leis de Trânsito.
Contagens volumétricas
Determinam a quantidade, o sentido e a composição do fluxo de veículos que
passam por um ou vários pontos selecionados do sistema viário, numa determinada
unidade de tempo.
Essas informações são utilizadas na análise de capacidade, na avaliação das
causas de congestionamento e de elevados índices de acidentes, no
dimensionamento do pavimento, nos projetos de canalização do tráfego e outras
melhorias.
Pesquisas de origem e destino
Têm como objetivo básico identificar as origens e destinos das viagens
realizadas pelos diferentes tipos de veículos em um determinado sistema de vias.
Possibilitam, ainda, conforme a amplitude do estudo que se tem em vista, a
obtenção de informações de diversas outras características dessas viagens, tais
como: tipo, valor e peso da carga transportada, números de passageiros, motivos
das viagens, horários, frequência, quilometragens percorridas por ano, etc.
Pesquisa de velocidade pontual
O objetivo da Pesquisa de Velocidade Pontual é o de determinar a velocidade
do veículo no instante que ele passa por um determinado ponto ou seção da via.
Este tipo de velocidade é fundamental na engenharia de tráfego para a análise das
condições de segurança na circulação, pois reflete o desejo dos motoristas, no
sentido de imprimirem ao veículo as velocidades que julgam adequadas para as
condições geométricas, ambientais e de tráfego existentes no local.
Pesquisa de velocidade e retardamento.
Tem o objetivo de medir a velocidade e os retardamentos de uma corrente de
tráfego ao longo de uma via, a fim de conhecer a facilidade/dificuldade da mesma
para percorrê-la.
Pesquisa de ocupação de veículos
O objetivo da Pesquisa de Ocupação de Veículos é o de conhecer o número
de pessoa que são transportadas em média (condutor mais passageiros) pelos
veículos analisados, que normalmente são automóveis, táxis ou ônibus (coletivos em
geral). Os dados sobre ocupação são de grande importância para analisar possíveis
reduções de grau de congestionamento, determinar custos de tempo de viagem para
avaliações econômicas, avaliar a eficiência do transporte particular e coletivo, e
outras situações.
Pesagem de veículos
Têm por objetivo conhecer as cargas por eixo com as quais os veículos de
carga solicitam a estrutura, para efeito de estatística, fiscalização, controle,
avaliação e dimensionamento do pavimento.
Verificação da obediência às leis de trânsito
Todo o trabalho de sinalização de uma rodovia está comprometido se os
motoristas não a obedecem. É importante que se possa determinar de forma
adequada e confiável o nível de obediência, para que não se fique apenas com
opiniões ou palpites sem base adequada. Além disso, a identificação de locais
específicos onde ela não é respeitada pode revelar a necessidade de correções e/ou
complementações a serem feitas.
Conceituação do Tráfego
Há variados tipos de eixos que equipam os diversos veículos brasileiros e que
são diferenciados nos seguintes tipos:
• Eixos simples: - roda simples
- rodas duplas
• Eixos duplos: - em tandem1
- não em tandem
- afastado
- especial
• Eixos triplos: - tandem
1 Tandem: É o conjunto de eixos que buscam compensar as irregularidades do terreno, distribuindo a
carga de forma homogênea para proteger os rodados e pneus de uma avaria.
Classificação de veículos
Classificação de veículos por categorias
Passeio:
Automóveis, caminhonete e furgão (2 eixos);
Automóveis, caminhonete e furgão com semi-reboque (3 eixos);
Automóveis, caminhonete e furgão com semi-reboque (4 eixos).
Coletivo:
Ônibus e micro-ônibus (2 eixos);
Ônibus (3 eixos).
Carga Leve:
Caminhão (2 eixos e capacidade de carga inferior a aproximadamente 5t.).
Carga Média:
Caminhão (2 a 3 eixos e capacidade de carga igual ou superior a
aproximadamente 5t.).
Carga Pesada:
Caminhão, caminhão trator e caminhão trator com semi-reboque (3 eixos).
Carga Ultrapesado:
Caminhão com reboque e caminhão–trator com semi-reboque (4 ou mais
eixos).
Outros:
Motocicletas, tração mecânica, tração animal e bicicleta.
Conclusão
As estradas e rodovias deixaram de ser entendidas apenas com o intuito de
ligar localidades entre si e permitir o fluxo de tráfego entre as mesmas.
A importância decorrente dos projetos de pavimentação é de fácil
entendimento. O asfalto gera a integração física com as demais cidades, barateia os
custos de escoamento da produção dos produtores, torna as pessoas mais
acessíveis aos serviços de saúde, bens e serviços, agiliza o tráfego, enfim, leva
inúmeras possibilidades de melhoria na qualidade de vida da população em geral.
Referências Bibliográficas
Publicação IPR 719, Manual de Pavimentação. Ministério dos Transportes.
Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. 2006.
http://etg.ufmg.br/~jisela/pagina/notas%20aula%20introdutoria%20%20sem%20texto
%20polimero.doc
http://www.ufjf.br/pavimentacao/files/2012/03/Notas-de-Aula-Prof.-Geraldo.pdf
Publicação IPR 719, Manual de Estudos de Tráfego. Ministério dos Transportes.
Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. 2006.
http://www.etg.ufmg.br/ensino/transportes/disciplinas/etg033/turmaa/tb09.pdf
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAflMYAD/marinaldo-20dos-20anjos-
20pereira?part=5