Estradas 2 – Dimensionamento

Prof. Me. Arnaldo Taveira Chioveto

Universidade do Estado de Mato Grosso –UNEMAT

Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas – FACET

Curso: Bacharelado em Engenharia Civil

O dimensionamento de um pavimento flexível, diferentemente do pavimento rígido, dobra-se sobre

os materiais que irão compor as camadas sub-base e reforço do sub leito.

Métodos de dimensionamentos:

1. Empíricos;

Baseiam-se em fórmulas;

Baseiam-se em experiências;

Restritos a pavimentos submetidos à condições idênticas;

As aplicações limitam-se ao clima, materiais e condições de carga a que são submetidos.

2. Teóricos ou Mecanísticos.

Aplica-se a teoria da elasticidade, com base na tensão e deformação dos materiais utilizados.

a) Método do Índice de Grupo ( IG );

b) Método do HRB ( Highway Research Board )

Tipos de métodos de dimensionamento empíricos:

2) Empregam ensaios de resistência dos solos:

Em ambos os métodos não se recomenda sua aplicação em projetos rodoviários com grande intensidade

de tráfego. Sua utilização de se limitar a as fases de estudos iniciais ou de anteprojeto.

1) Não empregam ensaios de resistência dos solos:

a) Método do CBR – California Bearing Ratio ( Índice de Suporte California);

b) Método do Departamento Nacional de Estradas de Rodagem - DNER

Método do Índice de Grupo ( IG );

Método do HRB ( Highway Research Board )

Tem por base os resultados dos ensaios de caracterização ,ou seja, os ensaios do Limite de

Liquidez, Limite de Plasticidade e ensaios de Granulometria. Relaciona propostas de

espessuras de camadas com dois grupos de solos: solos granulares e solos finos.

MÉTODOS EMPÍRICOS QUE NÃO EMPREGAM ENSAIOS DE RESISTÊNCIA DOS SOLOS

MÉTODO EMPÍRICO QUE NÃO EMPREGAM ENSAIOS DE RESISTÊNCIA DOS SOLOS

Método do IG exige: drenagem eficiente e compactação do subleito de acordo com as especificações.

Sequencia de calculo:

1°) Determina-se o IG; e

2°) Determina-se o tráfego

Tráfego representa volume diário médio de tráfego (TDM) de veículos comerciais, divididos em:

• Tráfego leve (TL) de veículos comercias por dia TL < 50;

• Tráfego médio (TM) de veículos comercias por dia 50 <TM < 300;

• Tráfego pesado (TP) de veículos comercias por dia TP > 300.

MÉTODO EMPÍRICO QUE NÃO EMPREGAM ENSAIOS DE RESISTÊNCIA

A compactação do subleito não deve ser menos que 95% da massa específica aparente máxima do solo

seco determinada pelo ensaio AASHTO normal — standard —, e a compactação da sub-base e da base

não deve ser menor que 100%;

A superfície do subleito deve estar suficientemente acima do nível d’água, a fim de permitir perfeita

compactação do subleito, antes de ser assentada a base ou sub-base e, onde necessário, deve ser

executada a drenagem dos solos ou ser construído um aterro de altura suficiente para que o lençol

d’água fique no mínimo 1,50 metro abaixo da interface entre o pavimento e o subleito.

Condição:

Curvas de dimensionamento: IG x e

• Curva A - Espessura necessária de sub-base (e3).

• Curva B - Espessura total do revestimento, base e sub-base. Tráfego leve (e1 + e2+ e3).

• Curva C - Espessura total de revestimento, base e sub-base. Tráfego médio (e1 + e2+ e3).

• Curva D - Espessura total de revestimento, base e sub-base. Tráfego pesado (e, + e2 + e3).

• Curva E - Espessura adicional de base que pode substituir a sub-base dada pela curva A.

O material da sub-base deve ter IG = 0.

Para o cálculo das espessuras das

camadas do pavimento, entra-se com

o valor de IG, na curva A do ábaco e

obtém-se a espessura necessária de

sub-base (e3);

Entra-se com o valor de IG, numa das curvas B, C ou D, conforme o tráfego previsto seja leve, médio ou

pesado, respectivamente, e obtém-se: e = e1 + e2+ e3

Calcula-se: e1 + e2 = e - e3

Adota-se e1 e calcula-se : e2 = e - (e1 + e3)

Quando econômica e tecnicamente, se recomenda a eliminação da sub-base substituindo-a por uma base

complementar, obtém-se e’2’ na curva E e substitui-se e2 + e3 por e2 + e'2

Para um período de projeto de 10 anos com

taxa de crescimento linear de 5% a.a. e tráfego

inicial de 200 veículos, se calcula VDM do

quinto ano.

Ano% Cresc.Linear

VDM

1 10,00 210,00

2 20,00 220,00

3 30,00 230,00

4 40,00 240,00

5 50,00 250,00

6 60,00 260,00

7 70,00 270,00

8 80,00 280,00

9 90,00 290,00

10 100,00 300,00

CALCULO DE TRÁFEGO

𝐴𝑛𝑜1 = 1 ∗ 200 ∗5%

100%+ 200 = 210,00

.

.

.

𝐴𝑛𝑜10 = 10 ∗ 200 ∗5%

100%+ 200 = 300,00

Dimensionar o pavimento flexível para uma estrada cujo subleito é formado por solo argiloso apresentando:

a) porcentagem que passa na peneira n° 200 - 65% = p

b) LL = 58%; LP = 49% ; IP = 9.

É previsto um tráfego de 350 veículos/dia (caminhões e ônibus), dos quais aproximadamente 10% apresentam

carga por roda de 9.000 libras 4.100 kgf). Tráfego pesado.

IG = 0,2 x 30 + 0,005 x 30 x18 + 0,01 x 40 x 0 = 6 + 2,7 + 0

IG = 8,7 IG = 9.

Então:

a = 65 - 35 = 30

b = 55- 15 = 40

c = 58 -40= 18

d = 10- 10 = 0

Exemplo 1

No ábaco:

Curva A : IG = 9 20 cm

Curva D (Tráfego pesado): IG = 9 50 cm.

Adotando 5 cm para o revestimento:

e = espessura total = 50 cm

e3 = sub-base = 20 cm

e2 = base = 25 cm

e1 = revestimento = 5 cm.

O uso da curva E pode ser generalizado para subleitos de boa qualidade (IG baixo), em que a sub-base resulta

em espessuras inferiores a 10 cm.

Exemplo 2

Dimensionar um pavimento sobre um subleito de IG = 1 e tráfego pesado (curva D).

4 37

Para: IG = 1 curva D e = 37 cm

IG = 1 : curva A e3 = 4 cm (sub-base).

Adotando revestimentoe1 = 4 cm

Calculando, e2 = e - (e1 + e3)

e2 = 37- (4 + 4) e2 = 29cm

Lembrando: Quando econômica e tecnicamente se recomenda a

eliminação da sub-base substituindo-a por uma base complementar,

obtém-se e’2’, na curva E e substitui-se e2 + e3 por e2 + e'2’.

Portanto para a Base = e2 + e’2’, temos:

Base = 29 + 4 Base = 31cm.

Exemplo 3

Dimensionar um pavimento sobre um subleito de IG = 16 e tráfego pesado (curva D), impondo espessura e2 = 15cm

para base.

28 58

Para: IG = 16 curva D e =

Adotando revestimentoe1 = 4 cm

Calculando, e2 = e - (e1 + e3)

e2 = 58 - (4 + 28) e2 = 26 cm

IG = 16 : curva A e3 =

58 cm

28 cm.

Todavia, a imposição da obra determina que e2 = 15 cm.

Assim, 26 – 15 = 11 cm de excesso.

E agora ????

Solucionando o excesso

2814

Para a espessura final da sub-base, temos:

e3 + e3’= 28 + 22 = 50 cm

Para IG=16, na curva A = 28 cm,

𝑒′3 =28

14∗ 11 = 22 𝑐𝑚

Assim, na relação linear temos:

Ou seja, 22 cm de sub-base equivalem ao excesso de 11 cm de base.

substituindo na curva E, temos E=14 cm.

REFERENCIAS

DNIT–DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. Manual de

pavimentação. 3ª ed. Rio de Janeiro: Instituto de Pesquisas Rodoviárias, 2006. 274p. (Publicação

IPR-719).

DNIT–DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. Método de

projeto de pavimentos flexíveis. 3ª ed. Rio de Janeiro: Instituto de Pesquisas Rodoviárias, 1981.

(Publicação IPR-667).

DNIT–DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. Manual de

Reabilitação de Pavimentos Asfálticos. 3ª ed. Rio de Janeiro: Instituto de Pesquisas

Rodoviárias, 1998. 243p. (Publicação IPR-704).