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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
PROJETO E CONSTRUÇÃO DE PAVIMENTO DE RODOVIAS
CADERNO DE PROJETO
Marcos Antonio Garcia Ferreira Prof. Associado DECiv - UFSCar
São Carlos, 2009
Projeto do Pavimento
Projeto de pavimentação – Pavimento Flexível 1 - Planta de localização
Universidade Federal de São Carlos – UFSCar
Departamento de Engenharia Civil – DECiv
12128-2 Projeto de Construção de Projeto de Rodovias
Nome: No:
1
Projeto do Pavimento
2 – Perfil longitudinal e sondagens
2
Projeto do Pavimento
(continuação)
3
Projeto do Pavimento
3 – Estudo do sub-leito
Localização Granulometria Índices Físicos Suporte Estaca Prof.
(m) No
Amostra 2,00 0,42 0.074 LL IP
Classif.
HRB CBR (%)
Exp. (%)
70 – e 0,2 - 1,0 1 100 97 80 45 11 21 0,8
75 0,6 - 1,4 2 100 97 79 50 17
80 0,6 -1,4 3 100 98 81 47 12
85 0,7 - 1,8 4 100 98 82 47 14
90 1,0 – 1,6 5 100 97 81 47 12
95 0,2 – 0,8 6 100 97 74 45 13
100 0,2 – 0,8 7 100 97 77 46 13 23 0,4
105 0,2 – 0,8 8 100 97 74 50 18
115 0,2 – 0,8 9 100 96 66 45 14
120 0,2 – 0,8 10 100 87 45 31 9 26 0,3
125 1,8 – 2,4 11 100 93 45 33 11
130 0,6 – 1,2 12 100 90 41 27 9
130 1,3 – 2,6 13 100 91 26 22 7 40 0,2
135 0,5 – 5,1 14 100 93 47 32 12
135 5,1 – 6,1 15 62 50 25 31 10
135 6,1 – 7,0 16 100 93 45 31 10
140 0,5 – 5,0 17 100 93 47 31 11
140 5,0 – 6,0 18 75 67 33 31 10 33 0,2
140 7,0 – 7,6 19 100 94 47 35 14
145 0,5 – 2,0 20 100 94 50 32 12
145 2,0 – 2,9 21 63 56 34 33 12
145 4,5 – 5,0 22 100 91 45 35 12
150 0,2 – 1,0 23 100 93 53 31 11
150 1,0 – 2,2 24 55 44 23 31 10 37 0,3
150 2,2 – 2,8 25 95 86 48 34 12
155 0,2 – 08 26 100 96 57 31 11
160 3,5 – 4,1 27 100 97 63 37 11
165 2,2 – 2,8 28 100 95 57 35 11
170 1,2 – 1,8 29 100 94 59 34 11
175 0,2 – 0,8 30 100 93 52 33 11 25 0,4
180 0,2 – 0,8 31 100 93 55 30 10
185 0,2 – 0,8 32 100 94 50 29 9
190 0,2 – 0,8 33 100 94 48 29 8
195 1,6 – 2,2 34 100 94 53 34 11
200 3,1 – 3,7 35 100 95 54 33 11
205 1,0 – 3,0 36 100 95 40 32 10
205 3,7 – 4,3 37 100 95 53 33 11
210 5,4 – 6,0 38 100 96 57 35 11 26 0,2
215 5,2 – 5,8 39 100 96 55 35 11
220 4,4 – 6,0 40 100 96 57 37 11
225 3,2 – 3,8 41 100 96 63 38 11
230 1,8 – 2,4 42 100 95 63 35 11
235 0,4 – 1,0 43 100 91 56 35 11
245 0,2 – 0,8 44 100 93 60 36 11
4
Projeto do Pavimento
5
(continuação)
Localização Granulometria Índices Físicos Suporte Estaca Prof.
(m) No
Amostra 2,00 0,42 0.074 LL LP
Classif.
HRB CBR (%)
Exp. (%)
260 0,2 – 0,8 45 100 99 89 48 14
275 0,2 – 0,8 46 100 99 92 48 16
280 0,5 – 1,2 47 100 99 90 49 13 17 0,2
285 2,8 – 3,4 48 100 100 92 47 11 18 0,3
Projeto do Pavimento
4 – Suporte do Sub-leito – Resumo geral Estrada: Trecho:
Localização Granulometria (% < ø mm.) Índices Físicos Classif. Compactação Índice de Suporte (CBR%)
Estaca Prof. (m)
No Amostra
2,00 0,42 0,074 LL IP H. R. B. Wot. γs max.
(g/cm3
) Wot.
γs max.
(g/cm3
) CBR Exp.
70 – E 0,2 – 1,0 1 100 97 80 45 11 A 7-5 (10) 25,85 1,550 26,23 1,517 21 0,8
100 – E 0,2 – 0,8 7 100 97 77 46 13 A 7-5 (11) 26,72 1,570 26,40 1,535 23 0,4
120 – E 0,2 – 0,8 10 100 87 45 31 9 A 4 (0) 12,70 1,914 12,85 1,909 26 0,3
130 – E 1,3 – 2,6 13 100 91 26 22 7 A 2-4 (0) 11,68 1,975 12,00 1,956 40 0,2
140 – E 5,0 – 6,0 16 75 67 33 31 10 A 2-4 (0) 11,90 1,965 12,50 1,942 33 0,2
150 – E 1,0 – 2,2 24 55 44 23 31 10 A 2-4 (0) 11,55 1,972 11,79 1,945 37 0,3
175 – E 0,2 – 0,8 30 100 93 52 33 11 A 6 (3) 17,6 1,760 17,65 1,726 25 0,4
210 – E 5,4 – 6,0 38 100 96 57 35 11 A 6 (3) 17,1 1,774 17,54 1,735 26 0,2
280 – E 0,5 – 1,2 47 100 99 90 49 13 A 7-5 (11) 28,65 1,525 28,81 1,498 17 0,2
285 – E 2,8 – 3,4 48 100 100 92 47 11 A 7-5 (11) 25,83 1,580 26,00 1,570 18 0,3
6
Projeto do Pavimento
5. Calculo do CBR de projeto (CBRp) 5.1 – Modelo Estatístico 1 (média e desvio padrão)
SUPORTE Classificação HRB Exp (%) CBRi (%)
[CBRm – CBRi]% [CBRm – CBRi]2
S1 = S2 =
Onde: CRBm = S1 /n (CBR médio);
12
ns (Desvio padrão)
Critério para escolha do CBRp % %
CBRp = CBRm – 1,29 n
CBRp = CBRm – (1,29 n
+ 0,68 σ)
CBRp = CBR min. Adoto CBRp = 5.2. Modelo Estatístico 2 (Distribuição “t” de Student) Distribuição “t” de Student
Valores do Percentil t 0,90 em função dos valores de n-1
n-1 t 0,90 n-1 t 0,90 n-1 t 0,90
1 3,08 12 1,36 23 1,32 2 1,89 13 1,35 24 1,32 3 1,64 14 1,34 25 1,32 4 1,53 15 1,34 26 1,32 5 1,48 16 1,34 27 1,31 6 1,44 17 1,33 28 1,31 7 1,42 18 1,33 29 1,31 8 1,40 19 1,33 30 1,31 9 1,38 20 1,32 40 1,30
10 1,37 21 1,32 60 1,30 11 1,36 22 1,32 120 1,29
n = no de amostras ensaiadas; Para estarmos 95% confiantes de que não ocorrerão valores de CBR menores que CBRp, devemos ter:
1
. 90,0
n
tsCBRmCBRp
7
Projeto do Pavimento
6. Características das jazidas – material granular
Granulometria (% < ø mm.) Índices Físicos Compactação Índice de Suporte Valores
Obtidos 50,8 25,4 9,52 2,00 0,42 0,074 LL LP
Classif.
H. R. B. Wot. (%)
γs max.
(g/cm3
) Wot (%)
γs max.
(g/cm3
) C.B.R.
(%) Exp. (%)
Máx. 100 100 74 50 18 5 28 7 A 2-4 (0) 6,00 2,302 6,28 2,293 160 0,0
Min. 100 97 51 34 12 2 25 6 A 1-a 5,00 2,270 5,06 2,243 104 0,0
Méd. 100 99 59 40 15 3 27 65 A 2-4 (0) 5,00 2,287 5,61 2,267 133 0,0
Desvio - 1,2 10,0 7,0 2,5 3,4 1,4 1,0 - 1,0 0,010 0,51 0,021 22 -
Jazida: P – 005
Localização: Fazenda José Nigro distante 23,7 Km do início da obra (estaca 70)
Área: 11.700 m2
Volume: 15.912 m3
8
Projeto do Pavimento
7. Ensaio de Caracterização: 7.1 – Granulometria (peneiramento)
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Projeto do Pavimento
7.2 – Índices Físicos
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Projeto do Pavimento
8 – Ensaio de Compactação
11
Projeto do Pavimento
9. Índice de Suporte (CBR)
12
Projeto do Pavimento
10. Estabilização Granulométrica
I. Distribuição Granulométrica (Especificações: DER – SP):
Graduações Peneiras
A B C D E F 50,8 100 - - - - - 25,4 - - 100 100 100 100 9,52 30 – 65 40 – 75 50 – 85 60 – 100 - - 2,00 15 – 40 20 – 45 25 – 50 30 – 65 40 – 100 55 – 100 0,42 8 – 20 10 – 25 12 – 30 15 – 40 20 – 50 30 – 70
0,074 2 – 8 3 – 10 4 – 12 5 – 15 6 - 20 8 - 25
II. Verificação: A porcentagem da mistura que passa na ≠ 0,074mm deve ser inferior a 2/3 da porcentagem da mistura que passa na ≠ 0,42;
III. Índices Físicos da mistura: LL ≤ 25% IP ≤ 6% Formulas para calculo dos índices físicos da mistura:
% A . IPA . % # 0,42 A + % B . IPB . % # 0,42 B
IP = % A . % # 0,42 A + % B . % # 0,42 B
% A . LLA . % # 0,42 A + % B . LLB . % # 0,42 B LL =
% A . % # ),42 A + % B . % # 0,42 B
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Projeto do Pavimento
IV. Método Gráfico de Rothfuchs de dosagem de misturas estabilizadas granulometricamente
Granulometria dos componentes V E R I F I C A Ç Â O Pen (mm)
Ag 1 Ag 2 Ag3 Ag 1 Ag 2 Ag 3 Mistura
FAIXA ESPECIF.
50,8 25,4 9,52 2,00 0,42 0,074
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Por
cent
agem
que
pas
sa
ø diâmetro dos grãos
14
Projeto do Pavimento
11. Estabilização Química Dosagem de mistura solo – cimento Método de dosagem através da norma simplificada Aplica-se a norma simplificada quando:
% de silte + argila ≤ 50% (passa na # 0,050mm); % de argila ≤ 20% ( passa na # 0,005mm); 100% passa na peneira 4,8mm
Classificação Granulométrica da ABCP
Material Diâmetro – ø (mm) Pedregulho grosso 4,8 mm ≤ ø ≤ 7,6 mm Pedregulho fino 2,00 mm ≤ ø ≤ 4,8 mm Areia grossa 0,42 mm ≤ ø ≤ 2,00 mm Areia fina 0,05 mm ≤ ø ≤ 0,42 mm Silte 0,005mm ≤ ø ≤ 0,05 mm Argila ø ≤ 0,005mm
15
Projeto do Pavimento
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Projeto do Pavimento
17
12 – Projeto Marshall 12.1 – Método do Instituto do asfalto Empregado para determinar as proporções de agregados de granulometrias distintas utilizados em uma mistura, que devem satisfazer uma graduação total, que se aproxime da média dos limites da especificação.
O estabelecimento da composição granulométrica do agregado mineral consiste praticamente na primeira etapa do projeto de uma mistura.
A AASTHO / DENIT, recomendam as seguintes faixas granulométricas para misturas granulométricas usinadas à quente:
Faixas Granulométricas (% que passa)
Peneira A B C D
2” 100 - - - 1 ½” 95 – 100 100 - -
1” 75 -100 95 – 100 - - ¾” 60 – 90 80 – 100 100 - ½” - - 85 – 100 100
3/8” 35 – 65 45 – 80 75 100 90 – 100 No 4 25 – 50 28 – 60 50 - 85 70 – 100
No 10 20 – 40 20 – 45 30 – 75 60 – 90 No 40 10 – 3- 10 – 32 15 – 40 30 - 70 No 80 5 – 20 8 – 20 8 – 30 10 - 40
No 200 1 – 8 3 – 8 5 – 10 5 - 12 CAPs empregados: CAP – 20 e CAP - 7
Granulometria dos componentes (% passa) Peneira
# Ag graudo Ag. Inter. Ag. Fino Enchim. Especificação
3/4” 1/2” 3/8” No 4 No 10 No 40 No 80 N0 200
Verificação (% passa) Peneira
# Ag graudo Ag. Inter. Ag. Fino Enchim. Mistura Especificação
3/4” 1/2” 3/8” No 4 No 10 No 40 No 80 N0 200
Projeto do Pavimento
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Projeto do Pavimento
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Projeto do Pavimento
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Projeto do Pavimento
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Projeto do Pavimento
12.2 - Cálculo da Densidade Máxima Teórica
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Projeto do Pavimento
12.3 - Planilha de cálculo do ensaio Marshall
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Projeto do Pavimento
12.4 - Curvas de variação dos valores das variáveis para determinação do teor ótimo de
asfalto.
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Projeto do Pavimento
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Projeto do Pavimento 13. - Dimensionamento do Pavimento
DADOS DE TRÁFEGO a) VDM = 2500 veículos, sendo 1500 veículos comerciais, onde caminhões
pesado (CP = 400), caminhões leves (CL = 1100) e veículos leves (VL = 1000);
b) Pesagem de 500 eixos de veículos comerciais indicados no quadro abaixo; c) Na pesagem teremos 65% de veículos de eixos simples, 20% de veículos de
eixos (tanden duplo) e 15% de veículo de eixos (tandem triplo); d) Período de projeto P = 20 anos e crescimento da região linear à taxa de 5% ao
ano. Tab 1 – Cálculo do número de solicitação pelo Método do DNER (DNIT)
Eixos (1)
Toneladas (2)
Fator Equivalente a 8,2 ton. (3)
Fator de Operação (1 x 3)
180 6 50 7 40 8 40 10 S
impl
es
15 12 30 15 30 17 20 19
T. d
uplo
35 20 25 22 25 23 4 24
T. t
ripl
o
6 25
I. eixosdeno
operaçãodeFatorFC
..
.. = ;
II. FE = Ponderação dos eixos =;
III. ;2
VDMc
Vo
IV. Vp= Vo (1 + Pt) =
V. Vm = 2
VpVo
VI. N = 365 x P x Vm x FC x FE = (solic. do eixo de 8,2 ton.)
26
Projeto do Pavimento
27
Cálculo do Número de solicitações pelo Método do DER – SP
Cálculo do Número de solicitações do ano base de...........
No = 186 (5 CM + 10 CP) =
10022
PtPNo
Nt =
Adotaremos Nt = sol. do eixo de 8,2 ton
Critérios para adoção do Nt (DNER) Nt = (DER – SP) Nt =
Dimensionamento do Pavimento:
R KR = R
Ha KB = B
Hb KS= CBR = ha
Hc Kref = CBR = hb
CBRc =
Através do Ábaco (Nt x CBR):
CBRc → Hc =
CBRb → Hb =
CBRa → Ha =
INEQUAÇÕES:
KR.R + KB.B ≥ Ha
KR.R + KB.B + KS.ha ≥ Hb
KR.R + KB.B + KS.ha + KRef.hb ≥ Hc
Curvas de Dimensionamento de Pavimentos Flexíveis – Método DNER
Projeto do Pavimento
Índice de grupo x Índice de Suporte
Índice de Grupo (IG) Índice de Suporte IS IG Índice de Grupo (IG) Índice de Suporte IS IG
0 20 6 9 1 18 7 8 2 15 8 7 3 13 9 a 10 6 4 12 11 a 12 5 5 10 13 a 14 4 6 15 a 17 3 18 a 20 2
Coeficiente estrutural
Componente do Pavimento Coeficiente Estrutural - KR
Concreto Betuminoso 2,0 Pré-misturado a quente , denso 1,7 Pré-misturado a frio, denso 1,4 Base ou capa de penetração 1,2 Base Granular 1,0 Sub-base granular 0,77 Reforço do sub-leito 0,7 Solo – cimento (< 38 kg/cm2) 1,0 Solo – cimento (35 a 45 kg/cm2) 1,4 Solo – cimento (> 45 kg/cm2) 1,7
28
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