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