PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAISINSTITUTO POLITÉCNICO - CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

SUPERESTRUTURAS VIÁRIAS

Roteiro do Projeto de Pavimentação

NOMES

Romero Augusto Moreira Santos

Wagner Nunes Linhares de Almeida

PROFESSOR

Dauro J. Buzzatti

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ........................................................................... 03

1 ESTUDO DO SUBLEITO ........................................................... 03

1.1 ESCOPO BÁSICO .................................................................... 03

1.2 COLETA DE AMOSTRAS ......................................................... 03

1.2.1 ESPAÇAMENTO ........................................................................ 03

1.3 CLASSIFICAÇÃO ....................................................................... 04

1.4 CÁLCULO DO CBR DE PROJETO ........................................... 05

2 ESTUDO DE JAZIDAS/PEDREIRAS ......................................... 06

2.1 ESCOPO BÁSICO .................................................................... 06

2.2 COLETAS DAS AMOSTRAS .................................................... 06

2.3 CÁLCULO DAS CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS .......... 08

3 ESTUDOS DO TRÁFEGO ......................................................... 08

3.1 AVALIAÇÃO DO TRÁFEGO ..................................................... 08

3.1.1 PROJEÇÃO EM PROGREÇÃO ARITMÉTICA ....................... 08

3.1.2 PROJEÇÃO EM PROGREÇÃO GEOMÉTRICA ...................... 08

3.2 FATOR VEÍCULO ....................................................................... 09

3.3 NÚMERO N ................................................................................. 09

FASE 2 DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO ...................... 10

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Projeto de Superestrutura Viária

INTRODUÇÃO

A construção de um pavimento não depende apenas do conhecimento dos materiais das camadas deste pavimento, mas depende também do solo que irá suportar a estrutura.

Isto mostra a importância de se estudar a localização das jazidas e pedreiras mais próximas a obra para uma compreensão melhor do subleito de uma pavimentação.

FASE 1 – ESTUDOS GEOTÉCNICOS

1 – ESTUDO DO SUBLEITO

1.1 – Escopo básico A principal finalidade de se estudar o subleito é definir qual será o seu CBR

de projeto. O CBR é uma medida de resistência do solo

1.2 – Coleta de AmostrasA coleta das amostras é feita através do tubulão a céu aberto. A cada

horizonte encontrado no terreno deve ser retirado aproximadamente 50kg de solo para facilitar o transporte do material recolhido..

Os ensaios feitos no laboratório são: Granulometria (NBR-7181/ABNT - Análise Granulométrica de Solos); Teor de umidade dos solos (DNER-ME 213/94) Limite de plasticidade (NBR-7180 - Solo - Determinação do Limite de

Plasticidade) Limite de Liquidez (NBR-6459 - Solo - Determinação do Limite de Liquidez) Ensaio de Compactação (NBR-7182 - Solo - Ensaio de Compactação) ISC ou CBR (NBR-9895 - Solo - Índice de Suporte Califórnia) Massa especifica real (NBR-6508 - Determinação da Massa Específica de

Grãos de Solos) Ensaios de Amostras (NBR-6457 - Solo - Preparação de Amostras)

1.2.1 EspaçamentoPara a identificação das diversas camadas de solo, pela inspeção expedita no

campo, são feitas sondagens no eixo e nos bordos da estrada, devendo estas, de preferência, serem executadas a 3,50 m do eixo. Os furos de sondagem são realizados com trado ou pá e picareta.

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O espaçamento máximo, entre dois furos de sondagem no sentido longitudinal, é de 100 m a 200 m, tanto em corte como em aterro, devendo reduzir-se, no caso de grande variação de tipos de solos. Nos pontos de passagem de corte para aterro devem ser realizados também furos de sondagem.

A profundidade dos furos de sondagem será, de modo geral, de 0,60 m a 1,00 m abaixo do greide projetado para a regularização do subleito. Furos adicionais desondagem com profundidade de até 1,50 m abaixo do greide projetado para regularização poderão ser realizados próximos ao pé de talude de cortes, para verificação do nível do lençol de água (ver Projeto de Drenagem) e da profundidade de camadas rochosas

Critério recomendado pelo DNIT:

Para a coleta de material para ensaios de caracterização, no mínimo um furo de sondagem a cada 100m;

Para a coleta de material para ensaios de compactação e índice de suporte Califórnia (CBR), no mínimo um furo a cada 200m.

1.3 – Classificação

onde:

a = % do material que passa na peneira de no 200, menos 35; caso esta % for >75, adota-se a = 40; caso esta % seja < 35, adota-se a = 0; b = % do material que passa na peneira de no 200, menos 15; caso esta % for >55, adota-se b = 40; caso esta % seja < 15, adota-se b = 0; c = valor de limite de liquidez (LL) menos 40;

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caso o LL > 60%, adota-se c = 20; se o LL < 40%, adota-se c = 0; d = valor de índice de plasticidade (IP) menos 10; caso o IP > 30%, adota-se d = 20; se o IP< 10%, adota-se d = 0;

1.4 – Cálculo do CBR de Projeto Após realizado o ensaio de CBR (NBR-9895 - Solo - Índice de Suporte Califórnia) nas amostras coletadas:

Se (n≤30):

Calcular o CBR Médio das amostras. CBRmédio =

Calcular o Desvio Padrão(S). S =

Localizar na Tabela de Distribuição Student o valor de t, utilizando o valor de

(∂segurança ) desejável. t (1-∂/2)

Calcular o CBR de Projeto. CBRprojeto = CBRmédio - t (1-∂/2) * S

Se (n>30):

Calcular o CBR Médio das amostras. CBRmédio =

Calcular o Desvio Padrão(S). ∂ =

Localizar na Tabela de Distribuição Normal o valor de Z, utilizando o valor de (segurança / 2 ).

Calcular o CBR de Projeto. CBRprojeto = CBRmédio - Z * ∂

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2 – ESTUDO DE JAZIDAS/PEDREIRAS

2.1 – Escopo básicoO material utilizado na obra é retirado nas jazidas ou pedreiras. A finalidade

do estudo é de descobrir a jazida ou pedreira mais próximo possível da obra, que possua uma boa facilidade de acesso e boas condições de exploração para a execução da obra.

2.2 – Coleta de Amostras

Os materiais para efeito de sua inspeção expedita no campo serão classificados de acordo com a textura, nos seguintes grupos:

Bloco de rocha: pedaço isolado de rocha que tenha diâmetro superior a 1 m; Matacão: pedaço de rocha que tenha diâmetro médio entre 25cm e 1m; Pedra de mão: pedaço de rocha que tenha diâmetro médio entre 76 mm e 25

cm; Pedregulho: fração de solo entre as peneiras de 76 mm (3") e de 2,0 mm

(nº 10); Silte e Argila: fração de solo constituída por grãos de diâmetro abaixo de

0,075mm. Areia:

Grossa: fração de solo entre as peneiras de 2,0 mm (nº 10) e 0,42 mm (nº 40);

Fina: fração de solo entre as peneiras de 0,42 mm (nº40) e 0,075 mm (nº 200);

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São usadas, na descrição das camadas de solos, combinações dos termos citados como, por exemplo, pedregulho areno-siltoso, areia fina-argilosa, etc.

Deverão também ser anotadas as presenças de mica e matéria orgânica.Ocorrências no solo:

Delimita-se, aproximadamente, a área onde existe a ocorrência do material; Faz-se furos de sondagem na periferia e no interior da área delimitada,

convenientemente localizados até à profundidade necessária, ou compatível com os métodos de extração a serem adotados. Os furos de sondagem possuem profundidade de 0,60 a 1,00 m com espaçamento de 100 a 200m entre cada furo;

Coleta-se em cada furo e para cada camada, uma amostra suficiente para oatendimento dos ensaios desejados (normalmente 50 kg). As amostras são coletadas e acondicionadas em sacos de lona ou plásticos até a chegada ao laboratório. Anota-se as cotas de mudança de camadas;

Faz-se a amarração dos furos de sondagem, anotando-se as distânciasaproximadas entre os mesmos e a posição da ocorrência em relação à rodovia em estudo;

Os seguinte ensaios são realizados em cada amostra:

Granulometria (NBR-7181/ABNT - Análise Granulométrica de Solos); Teor de umidade dos solos (DNER-ME 213/94) Limite de plasticidade (NBR-7180 - Solo - Determinação do Limite de

Plasticidade) Limite de Liquidez (NBR-6459 - Solo - Determinação do Limite de

Liquidez) Ensaio de Compactação (NBR-7182 - Solo - Ensaio de Compactação) ISC ou CBR (NBR-9895 - Solo - Índice de Suporte Califórnia) Massa especifica real (NBR-6508 - Determinação da Massa Específica

de Grãos de Solos) Ensaios de Amostras (NBR-6457 - Solo - Preparação de Amostras)

Em caso de pedreiras:

Levantamento planialtimétrico da área compreendendo a totalidade da ocorrência;

Caso seja viável o aproveitamento da capa do solo, ser dado a esta tratamento semelhante ao prescrito para ocorrências no solo

Coleta de amostras representativas de rocha sã sejam elas blocos soltos encontrados na área, fragmentos resultados de desmontes ou testemunhos de sondagem rotativa

Amarração do furo de soldagem (caso tenha sido executado) e distância da jazida a ferrovia, a fim de se ter idéia das distâncias de transporte envolvidas;

São feitos os seguintes ensaios: Abrasão Los Angeles (ABNT 6465/84 – Determinação da abrasão “Los

Angeles”; Descrição petrográfica (identificação exata dos minerais constituintes e

classificação quantitativa de rochas). Massa específica aparente Ensaio de forma

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Ensaio de durabilidade Ensaio de resistência ao choque

2.3 – Cálculo das características geotécnicas das jazidas. Depois de realizado o ensaio de CBR (NBR-9895 - Solo - Índice de Suporte Califórnia) nas amostras coletadas da jazida:

Fórmula do DNIT

∂ =

µmin = CBRmin – 0,68 * ∂ CBRmin = CBRmédio – 1,29 * ∂

√n

µmáx = CBRmáx + 0,68 * ∂ CBRmáx = CBRmédio + 1,29 * ∂

√n

3 – ESTUDOS DE TRÁFEGO:O estudo do trafego é feito para se definir os cálculos de um pavimento de

acordo com o tempo de vida útil do projeto e com o numero de veículos que transitarão no local.

3.1 – Avaliação do tráfegoO pavimento é dimensionado em função do número “N”, número de

repetições de um eixo-padrão de 8,2 t, durante o período de vida útil do projeto.É bastante comum o uso de calculo do crescimento do trafego em progressão

aritmética.

3.1.1 Projeções em Progressão AritméticaSendo Vo o volume médio diário inicial de trafego num sentido e admitindo-se

uma taxa t% de crescimento anual, em progressão aritmética, o volume médio diário no fim do período de projeto será dado por:

Vp= Vo (1 + PT)Então o volume médio de trafego durante P anos será:

Então o volume total de trafego durante o período de projeto, Vt, será:VT= 365 x P x Vm

3.1.2 Projeções em Progressão Geométrica

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Sendo uma taxa t% de crescimento anual em progressão geométrica, teremos no fim do projeto

O volume total do trafego, VT, neste caso será então:

No caso do crescimento em progressão geométrica pode-se calcular, também, um volume médio diário de trafego, durante o período de projeto, Vm, straves de um fator de projeção f, dado por:

Desta maneira podemos dizer que:

e

3.2 – Fator de VeículoO Fator de Veículo (FV) é definido como “um número que multiplicado pelo

número de veículos que operam, dá, diretamente, o número de eixos equivalentes ao eixo padrão.

O Fator veículo pode ser calculado pela expressão:FV = FE × FC, ondeFE= Fator de eixosFC= Fator de carga, que pode ser calculado pela expressão:

, onde,

PJ= % de veículos com carga determinadaFEq=Fator de equivalência de operação

O fator de carga (FC) é o coeficiente que, multiplicado pelo número de eixos que solicitam o pavimento durante o período de projeto, fornece o número equivalente de operações do eixo simples padrão.

O fator de eixos (FE) é um número que multiplicado pelo numero de veículos, dá o número de eixos equivalentes ao eixo padrão.

3.3 – Número NO pavimento é dimensionado em função do número equivalente de operações

do eixo padrão durante o período de projeto. É o que se chama número N, calculado pela expressão:

N = 365 x x P x FR x FV, onde N = número equivalente de operações de eixo padrão durante o período de

projeto. = volume médio diário de tráfego no sentido mais solicitado, no ano médio

do período de projeto. P = período de projeto ou vida útil em anos ( normalmente 20 anos) FV = fator de veículo (FV= FE x FC) FR = fator climático regional

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VT = Volume total = 365 x P x Com isto N também pode ser definido como: N = VT x FV x FRFASE 2 – DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO

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