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Pavimentação – Dimensionamento de Reforços

Universidade Federal do ParanáDepartamento de Transportes

Pavimentação

Dimensionamento de Reforços

Prof. Djalma R. Martins Pereira

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Escopo

Deformabilidade dos Pavimentos


Aplicações práticas (arquivo anexo)


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DEFORMABILIDADE DOS PAVIMENTOS

� AVALIAÇÃO ESTRUTURAL:– Comportamento da estrutura x tráfego

� DEFORMAÇÕES PERMANENTES:– Caráter residual– Flechas nas trilhas, rupturas plásticas

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� DEFORMAÇÕES RECUPERÁVEIS:

– Comportamento elástico da estrutura• Cessam após passagem da carga• Esforços de tração �� Levam à fadiga• Refletem bem o comportamento da estrutura

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� Deformações elásticas :– Pequena magnitude– Esforços repetidos de tração (fibra inferior camadas coesivas)

– Grande número de repetições � fadiga

DEFORMAÇÕES RECUPERÁVEIS (elásticas)

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� AVALIAÇÃO ESTRUTURAL:

– PROCESSO DESTRUTIVO:

• Sondagens e ensaios

– PROCESSO NÃO-DESTRUTIVO:

• Deflectometria

� DEFORMABILIDADE:

– Análise da deformação elástica do pavimento sob a ação de uma carga ou esforço

– Vinculação com o desempenho em serviço

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DEFORMADAS E SEUS PARÂMETROS

� Comportamento da estrutura x tráfego

� Na prática: medida segundo a longitudinal

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ÁREAS DE CONTATO DOS PNEUMÁTICOS

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MEDIDA DE DEFLEXÕES

� Viga Benkelman:

– Carga de eixo de 8,2 tf– Cálculo de d 0: d0 = (L0 – Lf ) x F– F = constante (relação entre braços)– Cálculo de uma deformada completa (exemplo)

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� Operação da Viga Benkelman:

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� Falling Weigth Deflectometer (FWD):– Simula melhor a ação dinâmica da carga– Impacto de peso sobre placa circular– Deflexão em 7 sensores– Pulso de carga– Carga de pico: 4,1 tf

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� Falling Weigth Deflectometer (FWD):

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PARÂMETROS DAS DEFORMADAS

a- DEFLEXÃO MÁXIMA (d0)

- Reflete deformabilidade (resiliência) global da estrutura- Maior d0 , mais elástica (resiliente) a estrutura

0

20

40

60

80

100

120

0 30 60 90 120 150

d

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b. RAIO DE CURVATURA

0

20

40

60

80

100

120

0 30 60 90 120 150

d

x

do

dx

5 . X2

Rx =

do - dX

- No Brasil, em geral adota-se X=25cm

-Raio é muito influenciado pela porção superior da estrutura

- R < 100 m: mau comportamento?

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AVALIAÇÃO E DIAGNÓSTICO

� Avaliação do pavimento:– Condições de superfície (defeitos) e conforto ao rolame nto:

cálculo do IGG

� Separação em segmentos homogêneos

– Extensão mínima do SH: 200 m

– Extensão máxima do SH: 2000 m

� Cálculo de valores característicos

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CONDIÇÕES DE SUPERFÍCIE

� DNER PRO-08/78 �� DNIT 006/2003-PRO

– Avaliação objetiva: a pé

– Amostragem de 15% da área

– Estações de ensaio: 6 m x 3,5 m

– Uma estação a cada 20 m

•3,5m

•6m

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� DNER PRO-08/78 �� DNIT 006/2003-PRO– Cálculo do IGG (para cada trecho homogêneo)

– Anotar presença de defeitos

– Medir as flechas nas trilhas de roda

– Calcular Índice de Gravidade Global (IGG)

• Freqüência de ocorrência de defeitos (IG i)• Estatística das flechas (IG i)

– Média = F

– variância = σ2

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� DNER PRO-08/78 �� DNIT 006/2003-PRO• Fatores de ponderação (Fp i)

FC-1……………. 0,2FC-2……………. 0,5FC-3……………. 0,8ALP/ATP……….. 0,9O e P……….….. 1,0EX ………….….. 0,5D …………….…. 0,3R …………….…. 0,6F ……………….. 4/3

σ2 …………….…. 1,0

•IGG = ∑∑∑∑(IGi x Fp i)

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CONDIÇÕES DE SUPERFÍCIE� Qualificação a partir do IGG:

� DNER PRO-08/78– 0 a 20 � Bom– 20 a 80 � Regular– 80 a 150 � Mau– 150 a 500 � Péssimo

� DNIT 006/2003-PRO- 0 a 20 � Ótimo- 20 a 40 � Bom- 40 a 80 � Regular- 80 a 160 � Ruim- > 160 � Péssimo

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DIMENSIONAMENTO DE REFORÇOS

VALORES CARACTERÍSTICOS

� Cálculo de valores característicos:– deflexão: dp = dmédia + σ– falhas: IGG– tráfego:

• tráfego de projeto: Np– Corresponde à solicitação futura que o reforço irá receber

• tráfego total: Nt = Na + Np– Corresponde à solicitação que o antigo pavimento irá receber,

desde a sua abertura ao tráfego até o final de uma nova vida de projeto, se não for restaurado.

Nt

Np

20041994 2014

Naexistente reforço

existente

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MÉTODO DNER-PRO 11/79

� Definição da deflexão admissível: log d adm = 3,01 - 0,176 log N

Para avaliação estrutural: N = Nt

Para dimensionamento do reforço: N = Np

� Cálculo da espessura de reforço em CBUQ:hCB = 40 log (dp / dadm)

� Coeficientes estruturais: DNER �� tabela

� Parâmetro de tráfego: DNER / USACE

� Critérios p/ avaliação estrutural �� tabela

� Exercícios: 1 e 2

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� Coeficientes de equivalência estrutural:

Material KSolo-cimento (RCS7dias<28kgf/cm2) 1,00

Solo-cimento (28<RCS7dias<45kgf/cm2) 1,40

Solo-cimento (RCS7dias>45kgf/cm2) 1,70Material granular (ISC>60) 1,00Brita graduada (ISC>80) 1,10Macadame betuminoso 1,20PMF denso (%Vv<6%) 1,40PMQ denso (%Vv<6%) 1,70CBUQ (%Vv < 5%) 2,00

K = H / h

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� Critérios para avaliação estrutural

Hipó-tese

Dados Deflecto-métricos

Qualidade Estrutural

Necessidade de estudos

complemen-tares

Critério para cálculo de

reforço

Medidas Corretivas

IDp<Dadm

R>100Boa Não -

Apenas correção de superfície

IIDp>Dadm

R>100

Se Dp<3.DadmRegular

Se Dp>3.DadmMá

Não

Sim

Deflectométrico

Deflectométrico e Resistência

Reforço

Reforço ou reconstrução

IIIDp<Dadm

R<100Regular para má Sim

Deflectométrico e Resistência


IVDp>Dadm

R<100Má Sim Resistência


V -

MáO pavimento apresenta deformações

permanentes e rupturas plásticas generalizadas (IGG>180)

Sim Resistência Reconstrução

= f(NT)

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