9 Dimensionamento Pvts Asfalticos

Mecânica dos Pavimentos

Jorge Soares

ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

Ensaios Mecânicos Ensaio Não-Destrutivo

  Módulo de Resiliência (MR)(DNER-ME 133/94)

  Módulo Dinâmico

Ensaios Complementares   Resistência à umidade

induzida (Lottman)   Cantabro

Ensaios de Ruptura   Resistência à tração (RT)

(DNER-ME 138/94)   Vida de fadiga

Ensaio de Deformação Permanente   CDI/TDI   Simulador   Creep Dinâmico

Objetiva definir as categorias de rodovias em função dos serviços prestados aos usuários, expressos pelos seguintes parâmetros:

- Segurança da rodovia – boas condições de regularidade, drenagem e aderência;

- Regularidade dos serviços – manutenção pode ocasionar interrupção do tráfego;

- Conforto do usuário – tratamento visual, ruído e condições da superfície de rolamento.

O DIMENSIONAMENTO tem como objetivo calcular e/ou verificar espessuras e compatibilizar os materiais de forma que a vida útil corresponda a um certo número projetado de repetições de carga.

A vida útil de um pavimento é o período após o qual este atinge um grau inaceitável de deterioração, quer sob o aspecto estrutural, quer sob o aspecto funcional.

DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS

Para prever o desempenho de pavimentos necessita-se de um grande número de simplificações. O dimensionamento dos pavimentos pode ser abordado fundamentalmente através de 2 métodos:

- MECANÍSTICOS: consideram a análise das tensões e deformações em meios não perfeitamente elásticos (solos e misturas asfálticas) e comparam estas respostas da estrutura com critérios pré-estabelecidos para determinar as espessuras das camadas. Na verdade, não existe um método puramente mecanístico.

- EMPÍRICOS: se baseiam em experiências repetidas no campo. Têm como melhor fundamento o método originado do trabalho de O. J. Porter, antigo engenheiro do Departamento de Estradas de Rodagem da Califórnia. Inicialmente conhecido como método Califórnia e posteriormente como do USACE (Corpo de Engenheiros do Exército dos Estados Unidos), se baseia no ensaio CBR que foi o ponto de partida para a evolução da engenharia rodoviária mundial.


Empírico Mecanístico-

Empírico Mecanístico

Estado da Arte Prática Atual

Estado da Prática

Dimensionamento

Método de Dimensionamento do DNER

O método do DNIT é uma adaptação efetuada pelo Engo. Murillo Lopes de Sousa em 1966 do método desenvolvido pelo USACE que utiliza algumas conclusões da pista experimental AASHO (1958 a 1960).

As seguintes 4 etapas de trabalho fazem parte do dimensionamento de pavimentos flexíveis de acordo com o referido método.

(1) DEFINIÇÃO DA CAPACIDADE DE SUPORTE DO SUBLEITO

Determinada através do CBR, relação entre a pressão necessária para produzir uma penetração de um pistão num corpo-de-prova de solo, e a pressão necessária para produzir a mesma penetração numa brita padronizada. O valor desta relação é dado em percentagem.

Ensaio introduzido por Porter em 1929 para o dimensionamento de pavimentos flexíveis, sendo mais tarde adaptado pelo USACE para o projeto de aeroportos, mantendo-se ainda hoje como um parâmetro de projeto bastante utilizado quando da adoção de procedimentos empíricos de projeto.


(2) DEFINIÇÃO DOS MATERIAIS

As exigências para materiais de reforço do subleito, subbase, e base estabilizada são:

- Reforço do subleito: características geotécnicas superiores a do subleito (CBR, LL, LP, granulometria);

- Subbase granulometricamente estabilizada: CBR ≥ 20; IG = 0 para qualquer tipo de tráfego;

- Base estabilizada granulometricamente: LL ≤ 25%; IP ≤ 6; Expansão ≤ 0,5%;

- Equivalente de areia ≥ 20%;

- CBR ≥ 40 (tráfego leve); ≥ 60 (médio); ≥ 80 (pesado).


(3) DETERMINAÇÃO DO TRÁFEGO

É necessária a determinação do número equivalente de operações de eixo padrão, N, durante o período de projeto.

Npresente = 365 × VMDa × FE × FC (× FR)

A versão de 1979 do método do DNER (Murillo Lopes de Souza) recomenda não se considerar mais o fator climático regional (FR). Admiti-se que ao se adotar o CBR embebido por 4 dias já está se considerando a pior situação. Por outro lado, várias pesquisas já mostraram que a variação sazonal do suporte do subleito no Brasil é muito pequena e a própria embebição pode ser questionada.


(4) DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO DA PISTA DE ROLAMENTO E ACOSTAMENTOS

Aos materiais constitutivos do pavimento são designados coeficientes de equivalência estrutural, K, tendo como base o valor 1,0 para base granular.

- Materiais com maior rigidez (base ou revestimento de concreto betuminoso) são associados a maiores valores de K (2,0 para CBUQ).

- Materiais com menor rigidez como subbase e reforço do subleito são associados a valores menores do que 1,0 (neste caso 0,77 e 0,71, respectivamente).


Existem dimensões mínimas para o revestimento betuminoso R (considerando K = 2,00) em função do número N de operações:

- N ≤ 106 ⇒ tratamentos superficiais betuminosos e outros tipos de revestimentos intermediários;

- 106 < N ≤ 5 × 106 ⇒ R = 5 cm;

- 5 × 106 < N ≤ 107 ⇒ R = 7,5 cm;

- 107 < N ≤ 5 × 107 ⇒ R = 10,0 cm;

- N > 5 × 107 ⇒ R = 12,5 cm.



Espessura total de pavimento é dada em função do N e da capacidade de suporte (CBR ou IS = Índice de Suporte dado como a média do ISCBR = CBR e o ISIG que é tabelado de acordo com o IG, notando que IS ≤ ISCBR), em termos de base granular (K = 1,00).

Entra-se com o valor de N na abscissa e traçasse uma reta vertical até atingir o valor de suporte em causa.

Ordenada correspondente é a espessura do pavimento necessária para proteger um material com o CBR utilizado.

A hipótese é de drenagem adequada e lençol subterrâneo rebaixado em relação ao greide.

OBSERVAÇÕES:

- No caso de CBR inferior a 2 é recomendável fazer-se substituição do material;

- Espessura mínima para camada granular é de 10 cm;

- Hm designa espessura total de pavimento para proteger um material com CBR ou IS=m;

- hn designa a espessura da camada do pavimento com CBR ou IS = n;

- Mesmo que o CBR ou IS da subbase seja > 20, a espessura de pavimento necessária para protegê-la é determinada como se o valor fosse 20;

- B = espessura de base e R = espessura de revestimento;

A espessura do acostamento está de antemão condicionada a pista de rolamento, podendo ser feita uma redução na camada de revestimento (R).


Determina-se de acordo com a Figura 1 as espessuras Hm, Hn, e H20.

R é determinada de acordo com as especificações de espessura mínima para o revestimento. As espessuras B, hn, e h20 são obtidas pela resolução das seguintes inequações:

R KR + B KB ≥ H20

R KR + B KB + h20 KS ≥ Hn

R KR + B KB + h20 KS + hn KRef ≥ Hm

Exemplo

Dados: Tráfego: N = 106;

Subleito: CBR = 3%;

Reforço do subleito: CBR = 10%;

Subbase: CBR = 20%;

Base: CBR = 60%.

Dimensionar o pavimento considerando um revestimento betuminoso por penetração.


RESOLUÇÃO Dados: Tráfego: N = 106;

Subleito: CBR = 3%;

Reforço do subleito: CBR = 10%; Subbase: CBR = 20%;

Base: CBR = 60%.

25

Subbase (CBR = 20)

H20 = 25 cm


Subleito: CBR = 3%;


Base: CBR = 60%. 41

25

Subbase (CBR = 20)

H20 = B + R = 25 cm

Reforço (CBR = 10)

H9 = 41 cm


Subleito: CBR = 3%;


Base: CBR = 60%.

Subbase (CBR = 20)

41

H20 = 25 cm

Reforço (CBR = 9)

H9 = 41 cm

Subleito (CBR = 3)

H3 = 75 cm

25

75


Subleito: CBR = 3%;


Base: CBR = 60%.

Para proteger subbase (CBR = 20) precisa-se de: H20 = 25 cm (direto do gráfico)

Para proteger reforço (CBR = 10) precisa-se de: H9 = 41 cm (direto do gráfico)

Para proteger subleito (CBR = 3) precisa-se de: H3 = 75 cm (direto do gráfico)

Base:

Revestimento betuminoso por penetração (K = 1,2); camadas granulares (K = 1,0).

R × KR + B × KB ≥ H20

2,5 × 1,2 + B × 1,0 ≥ 25 cm ∴ B ≥ 25 - 3 = 22 cm

Sub-base:

R × KR + B × KB + h20 × KS ≥ Hn

2,5 × 1,2 + 22 × 1,0 + h20 × 1,0 ≥ 41 cm ∴ h20 ≥ 41 - 25 = 16 cm

Reforço do Subleito:

R × KR + B × KB + h20 × KS + hn × KRef ≥ Hm

2,5 × 1,2 + 22 × 1,0 + 16 × 1,0 + h10 × 1,0 ≥ 75 cm ∴ h10 ≥ 75 - 41 = 34 cm

Mecânica dos Pavimentos

Até a década de 70, os métodos de dimensionamento empregados no Brasil enfocavam, sobretudo, a capacidade de suporte dos pavimentos retratada através do CBR das subcamadas.

MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO MECANÍSTICO

Em virtude da apresentação de uma prematura deterioração da malha rodoviária, foi introduzido no país o estudo da resiliência dos materiais de pavimentação, permitindo analisar o comportamento estrutural até então não explicável pelos métodos empíricos clássicos de dimensionamento.

Os métodos mecanísticos englobam além dos ensaios dos materiais, os métodos de cálculo de tensões e deformações nas diversas camadas, fatores ambientais, tráfego e desempenho.

Módulo de Resiliência ?

Câmara triaxial corpo de prova 10x20

σ1=σ3+σd

σ3

σ3

€

MR =σ d

εr

O método da resiliência objetiva proporcionar melhores parâmetros de projeto e uma consideração mais racional do dimensionamento de pavimentos, através da utilização de ensaios dinâmicos de caracterização de materiais de pavimentos e da análise não-linear de sistemas em camadas.

O dimensionamento dos sistemas em camadas usando teorias elásticas possibilita a compatibilização das espessuras com as características dos materiais, podendo-se obter nos materiais disponíveis, e para as condições climáticas locais, a melhor distribuição de tensões.

Os fatores envolvidos nos métodos de dimensionamento são tratados de formas diferenciadas: nos mecanísticos, eles são probabilísticos, enquanto que

nos empíricos são determinísticos.


Nos revestimentos, utiliza-se o módulo de resiliência ao invés da estabilidade Marshall usado no empírico do DNER.

Os ensaios de compressão diametral determinam MR e a RT, enquanto o número N admissível para o dimensionamento é obtido no ensaio de fadiga, fator determinante no fissuramento dos pavimentos brasileiros

- Deflexão (D);

- Deformação específica de tração (ε);

- Tensão vertical no subleito (σv)

- Tensão de tração no revestimento (σt), e

- Diferença de tensões no revestimento (Δσ, diferença entre a tensão radial de tração e a tensão vertical de compressão, no primeiro elemento sob a carga, na linha inferior do revestimento).


Programas computacionais são utilizados para determinar a resposta da estrutura.

Nos resultados de saída estão os valores de interesse imediato no dimensionamento:

Critério de confiabilidade: estima-se a média e o desvio padrão da variável dependente em função das variáveis aleatórias independentes sem que seja preciso conhecer as distribuições de probabilidade destas variáveis.

log Dadm = 3,01 - 0,176 log N

σvadm = 0,006 Mr / (1 + 0,7 log N)

Nadm = ensaio de fadiga

- Ensaiar os materiais disponíveis na região, e o subleito, para se obter os modelos de comportamento tensão-deformação;

- Definir valor de MR para a mistura betuminosa (Tmédia do revestimento?), e subcamadas (umidade?);

- Adotar estrutura inicial, definindo a variabilidade admitida das espessuras;

- Calcular o estado de σ-ε na estrutura com cada material disponível;

- Comparar σ-ε calculadas com critérios de rupturas pré-estabelecidos;

- Definir grau de confiabilidade a adotar em função da importância da obra;

- Se as espessuras adotadas conduzirem a valores admissíveis segundo os critérios de fadiga e deformação permanente, concluído o dimensionamento. Caso algum dos critérios não seja satisfeito, alterar as espessuras e refazer os cálculos;

ROTEIRO DE DIMENSIONAMENTO MECANÍSTICO

Δσ solicitante

N adm.

N adm. - CAMPO

FLC

N

Δσ %

EXEMPLO – COMPARAÇÃO ENTRE MÉTODOS – CE

Características Geométricas

Características dos Materiais


Critérios de Dimensionamento

Uso de probabilidade

MR = K1 σ3K2

log Dadm = 3,01 - 0,176 log N

σvadm = 0,006 Mr / (1 + 0,7 log N)

Nadm = ensaio de fadiga


Resultados • Alternativa 1 – adotando as espessuras iniciais projetadas no método empírico;

• Alternativa 2 – retirando a camada de binder e mantendo as espessuras das demais;

• Alternativa 3 – modificando as espessuras das camadas de binder e da capa de 5,0 cm para 4,5 cm e mantendo as espessuras das demais; • Alternativa 4 – modificando as espessuras das camada de binder de 5,0 cm para 4,0 cm e da subbase de 20,0 cm para 18,0 cm e mantendo as espessuras da capa e da base.

OK (99,9%)

Não (50%): D,Δσ

OK (85%) Não (95%): Δσ

OK (95%) Não (99,9%): Δσ


Resultados • Alternativa 5 – capa e binder com 5,0 cm e subbase com 28,0 cm;

• Alternativa 6 – capa com 5,0 cm, binder com 4,0 cm e subbase com 30,0 cm;

• Alternativa 7 – capa com 5,0 cm, binder com 4,0 cm e subbase com 28,0 cm.

OK (99,9%)

OK (99,9%)

OK (95%)

20° Encontro de Asfalto, IBP 18 a 20 de maio de 2010

DIMENSIONAMENTO EM DIFERENTES PAÍSES da

EUROPA

(i)  data / versão anterior (ii)  agência responsável (iii)  formato para uso prático (iv)  análise estrutural (v)   métodos alternativos (vi)  tráfego e subleito (vii) caracterização de materiais

Alemanha, Áustria, Bélgica, Espanha, França, Itália, Portugal, Reino Unido, Suíça

INFORMAÇÕES


INFORMAÇÕES GERAIS

-  Brasil: 1966 (pequena revisão 1981), portanto, + 40 anos

-  Documentos mais recentes: EUA 2004 (2008), Espanha (2003), Alemanha e Reino Unido (2001)

-  Documentos mais antigos: 14 anos (Portugal e Itália)

-  Tipicamente revisados a cada 10 anos


MATERIAIS NA EUROPA

-  Camadas granulares: mínimo de 200mm, materiais britados em camada de base

-  Uso comum de materiais estabilizados c/ cimento (min 3%; até 6%)

-  Misturas asfálticas: min esp. tráfego médio a pesado 100mm ensaio de pista de laboratório (EN 12697-22) sensibilidade a água – Marshall (EN 12697-12) MME (alto módulo), min 11,000MPa @ 20ºC IDT (EN 12697-26) fadiga, 4 pontos (EN 12697-24)

-  Controle de qualidade com base na densidade


TRÁFEGO

-  Eixo Padrão: 8t (Reino Unido e Suíça), 10t (Alemanha e Áustria), 13t (Espanha and França)

-  Máx carga (eixo simples): 11,5t -  Lei da 4a potência para fatores de carga

SUBLEITO

-  Módulo de compressibilidade (ou deformabilidade), ensaio de placa; CBR, e mais frequentemente módulo de resiliência

-  Valores mínimos: 30MPa (Itália, Suíça e Portugal), 35MPa (Áustria), 45MPa (Alemanha), 50MPa (França), 60MPa (Espanha) e 150MPa (Reino Unido). Para tráfego pesado: 80MPa (Portugal), 90MPa (Itália), 120MPa (França) e 300MPa (Espanha)


FORMA DE APRESENTAÇÃO DO MÉTODO

-  Maioria considera a resposta estrutural; calibração com resultados de laboratório e dados de campo (seções experimentais)

-  Europa em geral usa catálogos com seções pré-definidas

BRASIL

-  Em princípio, a simplificação na forma de catálogos não é a ideia a ser seguida no Novo Método Brasileiro

-  O plano é desenvolver um sistema: •  modelo estrutural (MEF) •  modelo de materiais (performance tests) •  critérios de dimensionamento

ME-PDG calibrado com dados brasileiros?


REDETEMÁTICADEASFALTO

DESENVOLVIMENTODEUMNOVOMÉTODODEDIMENSIONAMENTO

DEPAVIMETOSASFÁLTICOS

Restauração de Pavimentos

MÉTODOS USUAIS

Representação do Desempenho

Valor aceitável de um padrão intervenção Vida útil

N1 N2 Tempo (tráfego) 0

Abertura ao tráfego

Valor aceitável

intervenção 1

intervenção 2

Ser

vent

ia

NOVAS TÉCNICAS Contexto: surgimento de muitas tecnologias nos últimos anos que ampliaram o leque de alternativas para a restauração de pavimentos.

Demandam reformulação das diretrizes de projeto hoje vigentes.

Técnicas que vieram para ficar: •  a fresagem e a reciclagem (frio, quente, espuma); •  os geossintéticos e as geogrelhas, •  as misturas asfálticas especiais (microrevestimento,

camada porosa de atrito, SMA, mistura módulo elevado)

•  ressurgimento do pavimento de concreto com suas novas apresentações (vibroacabadora, whitetopping, CAD, fast track).

CRITÉRIOS E DIRETRIZES

Devem levar em conta tanto a condição estrutural quanto a funcional. Exemplos:

–  A não conformidade do atual pavimento é devida à falta de capacidade estrutural, a deficiências funcionais ou a ambos?

–  Um determinado trecho foi escolhido para ser restaurado porque:

•  a deflexão é alta? •  o tráfego cresceu? •  o IRI está elevado? •  o coeficiente de atrito é baixo? •  etc... (outras combinações possíveis...) •  ou é o somatório de todos estes problemas?

•  O que fazer em cada caso?

Sugestões de correção Nível Rede

•  DNIT PRO 008-2003 – LVC – Levantamento Visual Contínuo

•  Realizado por técnicos que percorrem a via dentro de um veículo a velocidade média de 40 km/h registrando as ocorrências dos defeitos

LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO

Avaliação da condição da superfície do pavimento, por um engenheiro treinado, a bordo de um veículo equipado com instrumentos adequados.

O OBJETIVO é a coleta de informações para:

- Verificar o grau de deterioração do pavimento

- Servir de base para indicar a intervenção apropriada

- Ser um dos fatores para análise da priorização para investimentos

-  Fornecer subsídio para elaboração de equações de comportamento dos defeitos

SGP: Coletar informações (km a km) necessárias para dividir os trechos unitários do PNV em subtrechos homogêneos (espessura e idade dos pvts, tráfego).

Interior de um veículo equipado com instrumentos adequados para o LVC

LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO

LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO TELA DE INÍCIO

DIRETRIZES DE PROJETO

•  Que medidas servem para corrigir trincamento? •  Até que grau de trincamento é recomendável colocar

um reforço sem se preocupar com reflexão de trincas? •  Que técnicas se aplicam para corrigir irregularidade? •  Que técnicas são mais apropriadas para corrigir baixo

coeficiente de atrito? •  Quando propor

–  fresagem? Quanto fresar? –  reciclagem (a quente, a frio, com espuma)? –  reconstrução? –  reciclagem de base? –  usar geotêxtil, geogrelha, geomalha, malha metálica?

•  Quando propor whitetopping?

Primeiras Avaliações Estruturais

Critério básico de decisão dos métodos de projeto de reforço (a partir de 1960): Viga Benkelman

A ponta de prova é colocada entre as rodas do eixo traseiro de um caminhão padrão (eixo simples de roda dupla de 8,2tf). O caminhão é posicionado no local e a viga ajustada, então faz-se a leitura inicial no extensômetro. A seguir, o caminhão desloca-se até que seu peso não exerça mais influência na viga e então é feita a leitura final.

Fases de execução VB 1- posiciona caminhão 2- posiciona VB

3- caminhão se afasta 4- leitura final

A partir das deflexões medidas com a viga Benkelman, mais precisamente da deflexão máxima (D0) e da deflexão com a carga aplicada a 25 cm da ponta de prova (D25), pode-se determinar um outro parâmetro indicativo da capacidade de suporte do pavimento.

É o chamado raio de curvatura (Rc), dado em metros por:

PROJETO DE REFORÇO

R R R

Quanto maior Rc, menos acentuada a deformada, menos problemas estruturais têm o pavimento

MEDIDAS DEFLECTOMÉTRICAS têm sido utilizadas há anos para avaliação da condição estrutural de pavimentos.

Na medição das bacias deflectométricas pode-se usar para o carregamento do pavimento:

•  ensaios de placa (carregamento estático);

•  viga Benkelman convencional ou com leitura contínua e automatizada – deflectógrafo Lacroix (carregamento quase-estático);

•  Dynaflect ou Road Rate (carregamento vibratório); e

•  FWD (carregamento pela queda livre de um peso).

Não existe uma correlação única entre as deflexões medidas por estes diferentes equipamentos.

PROJETO DE REFORÇO

FWD

Foto: Márcia Aps Foto: Vale & Negrão

Placa e geofones

Existe correlação FWD x VB?

•  Ambos visam medir deflexão, ou seja, a parcela elástica do deslocamento total sob carga

•  Porém: formas de aplicação de carga distintas, velocidade do carregamento, pontos de medida distintos, etc

HÁ CORRELAÇÃO PARA CADA ESTRUTURA E SITUAÇÃO PARTICULAR (nível de deflexão, etc)!

BR-101/BA – Itabepi - Eunápolis Equação Genérica

CONCLUSÃO Correlação Viga Belkelman x FWD

•  A correlação varia de acordo com o tipo de estrutura do pavimento.

•  De acordo com os estudos deste lote, variaram de: VB = 1,09 FWD até VB = 1,52 FWD

a grande maioria de média deformabilidade se situou:

VB = 1,32 FWD

Métodos atuais de Projeto de Reforço

DNER PRO 10 /94 ⇐ 1978 DNER PRO 11/94 ⇐ 1964 DNER PRO 269/94 ⇐ 1983 DNER PRO 159/94 ⇐ 1985

PRO 10

•  A utilização da norma PRO 10/79 é bastante trabalhosa, envolvendo o uso de ábacos e diversas etapas de cálculo

•  Vários trabalhos tem proposto fórmulas para substituir os ábacos do PRO 10, porém ainda não foram incorporadas oficialmente

•  Programas de cálculo automático com planilha Excel, etc

PRO 11

•  Origem: Celestino Ruiz, Argentina – ABPv (1964) •  Baseado em experimentos de medida

de deflexão antes e após a construção de revestimento e recapeamentos

•  A diminuição da deflexão é proporcional a própria deflexão:

quanto maior a deflexão maior a facilidade para diminuí-la

Procedimento de Reforço – DNER-PRO 11/79 – Método B

O PRO 11-79 é um procedimento de avaliação estrutural dos pavimentos flexíveis, capaz de identificar as deficiências do pavimento, suas causas, estimar a vida de serviço restante deste pavimento e propor um reforço quando necessário ou conveniente para uma nova vida de serviço (N – novo número de solicitações de eixos equivalentes ao eixo padrão).

Procedimento baseado no critério de deformabilidade (viga Benkelman).

Inicialmente recomenda-se que se divida o trecho em segmentos homogêneos de acordo com os seguintes critérios:

1) Configuração das poligonais representativas da variação das deflexões recuperáveis;

2) Valores do raio de curvatura;

3) Constituição do pavimento existente;

4) Contatos entre as litologias que constituem o subleito;

5) Natureza e freqüência dos defeitos verificados na superfície do revestimento da pista de rolamento.

PROJETO DE REFORÇO

Em seguida é necessário que se determine a deflexão característica (Dc) do pavimento através de uma análise estatística das deflexões recuperáveis medidas pela viga Benkelman.

Estas deflexões recuperáveis são determinadas nas trilhas de roda externa de ambas as faixas de tráfego em cada segmento homogêneo.

A equação para cálculo da deflexão característica é a seguinte:

Dc = D + σ

Onde:

D = deflexão recuperável medida em campo;

σ = desvio padrão da amostra.

PROJETO DE REFORÇO

PROJETO DE REFORÇO

O passo seguinte é calcular a deflexão de projeto (Dp) multiplicando-se a deflexão característica do pavimento por um fator de correção sazonal (Fs).

Este fator tem a função de corrigir a deflexão de acordo com a estação do ano durante o qual foram feitas as medidas da viga Benkelman.

A equação para cálculo da deflexão de projeto é:

Dp = Dc × Fs Onde:

Dp = deflexão característica corrigida ou deflexão de projeto [0,01mm] Dc = deflexão característica obtida para a época do levantamento deflectométrico [0,01mm]

A deflexão admissível do pavimento (deflexão máxima para se evitar o trincamento do revestimento betuminoso) é dada pela equação:

log Dadm = 3,01 - 0,176 log N

em que: Dadm = deflexão admissível no pavimento [0,01mm]; N = número de solicitações equivalentes ao eixo padrão de 8,2t.

A espessura do reforço (h, em cm) do pavimento pelo critério deflectométrico ou de deformabilidade é dada por:

h = K × log (Dp/Dadm) em que

Dp: deflexão de projeto determinada para o subtrecho homogêneo, objeto do dimensionamento, em centésimos de milímetro;

Dadm: deflexão admissível após a execução do reforço do pavimento, em centésimos de milímetro;

K: fator de redução de deflexão, próprio do material usado no reforço, para concreto betuminoso K = 40.

PROJETO DE REFORÇO

N Dadm (10-2mm)

105 135

106 90

107 60

108 40

EXEMPLO DE APLICAÇÃO

(i) Calcular a deflexão admissível (Dadm) de um pavimento flexível que foi projetado para um N igual a 7,2 × 107.

log Dadm = 3,01 - 0,176 log N = 3,01 - 0,176 log (7,2 × 107)

Dadm = 42,4 × 10-2 mm

(ii) Esta estrutura é composta de um subleito arenoso, duas camadas intermediárias granulares e um revestimento de CBUQ de 5 cm, tendo uma deflexão característica (Dc) na estação seca igual à 100 × 10-2 mm.

Portanto, Dc > Dadm. Dimensionar o reforço de CBUQ necessário para que esta estrutura suporte um novo número N igual à 5 × 106.

Cálculo da máxima Dadm para que o pavimento suporte ainda um N = 5 × 106

log Dadm = 3,01 - 0,176 log N = 3,01 - 0,176 log (5 × 106)

Dadm = 67,8 × 10-2 mm

PROJETO DE REFORÇO

Cálculo da deflexão característica corrigida de acordo com o fator sazonal

Dp: deflexão característica corrigida ou deflexão de projeto [0,01mm];

Dc: deflexão característica obtida p/ época do levantamento deflectométrico [0,01mm];

Fs: fator de correção sazonal.

Dp = Dc × Fs Dc = 100 × 10-2 mm

Fs = 1,2 (subleito arenoso – estação seca)

Dp = 100 × 10-2 × 1,2 = 120 × 10-2 mm

PROJETO DE REFORÇO

Cálculo da espessura de reforço em CBUQ

h: espessura do reforço do pavimento em centímetros;

Dp: deflexão de projeto determinada para o subtrecho homogêneo, objeto do dimensionamento [0,01mm];

K: fator de redução de deflexão, próprio do material usado no reforço, para concreto betuminoso K = 40.

Dp = 120 × 10-2 mm

Dadm = 67,8 × 10-2 mm

h = K × log (Dp/Dadm)

h = 40 × log (Dp/Dadm)

h = 9,91 cm ≅ 10 cm

PROJETO DE REFORÇO

PRO 159/94

•  Método empírico, baseado em modelos de desempenho e menor custo total de transporte, com vantagem de ser observação de trechos experimentais brasileiros

•  A evolução dos defeitos fornece uma estratégia de manutenção que atinja ao final do período de projeto um grau de deterioração tolerável ao usuário

•  Correções não só com CBUQ; também TSD e Lama Asfáltica (LA)

PRO 269/ 94

•  Origem: Tese de doutorado de Ernesto Preussler (COPPE, 1983)

•  Método “mecanístico” simplificado •  Justificativas: dificuldades da época

(equipamentos de ensaio e computação)

•  O fato de ter sido normalizado 10 anos depois permitiu equações e reciclagem

Etapas de projeto - método da resiliência do DNER

1) Estabelecer Número N

2) Determinar CBR do subleito

3) Classificar o solo do subleito quanto a resiliência (peneira No. 200 e CBR): Tipo I, Tipo II, e Tipo III

4) Determinar espessura equivalente (total) do pavimento Ht a partir de N e CBR do subleito: Ht = 77,67 N0,0482 CBR-0,598

5) Calcular a deflexão (D) prevista na superfície do revestimento a partir do número N: log D = 3,148 - 0,188 log N

6) Determinar a espessura mínima do revestimento betuminoso HCB a partir da deflexão D e das características resilientes do subleito HCB = -5,737 + 807,961 / DP + 0,972 I1 + 4,101 I2

Espessura de Reforço Obtidas Segundo as Metodologias (Monteiro, 1996)

Metodologia Esp. CBUQ (cm) Esp. Binder (cm) DNER PRO 10/79 5,5 4,0 DNER PRO 11/79 4,5 - DNER PRO 159/85 5,5 - Método Mecanístico 5,5 3,0

9 Dimensionamento Pvts Asfalticos

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