Prof. MSc. Ruiter da Silva Souza

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Terraplanagem e Pavimentação

Prof. MSc. Ruiter da Silva Souza

DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS

Cálculo do Número N

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-Dois fatores são determinantes no dimensionamento de pavimentos flexíveis:

-O tráfego;-Os materiais constituintes das camadas.

� No que se refere às cargas que solicitam a estrutura do pavimento ao longo deum período “P” para o qual é projetado o pavimento são representadas pela açãodo ciclo de carregamento e descarregamento em um determinado ponto fixo dasuperfície de rolamento quando da passagem das rodas dos veículos.

� O dano causado pela passagem de cada veículo é, usualmente, de pequenamagnitude, mas o efeito acumulativo deste dano é que determina a resistência devida à fadiga dos pavimentos. No Brasil, o fator preponderante que leva ospavimentos ao final de sua vida útil é este efeito acumulado.

CÁLCULO DO NÚMERO N

- É o número de repetições (ou operações) dos eixos dos veículos, equivalentes àssolicitações do eixo padrão rodoviário de 8,2 tf durante o período considerado devida útil do pavimento.

- Observação: O eixo padrão rodoviário brasileiro é um eixo simples de rodas duplas e que transmite ao pavimento uma carga total de 8,2 toneladas (80 kN).

Fonte: http://www.pedreirao.com.br/geral/o-que-e-um-eixo-padrao-rodoviario-passo-a-passo/

CÁLCULO DO NÚMERO N - CONCEITO

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- Ni = 365 x VMDai x FV x FR x FP;

� Ni = Número equivalente de operações do eixo-padrão de 8,2t para o ano “i”;� VMDa = Volume de Tráfego Diário Médio Anual;� FV = Fator de veículos� VMDai = Somatório do volume de tráfego comercial (ônibus + veículos de carga)

ocorrente no trecho até o ano “i”;� FP = Fator de Pista;� FR = Fator Climático Regional.

-Na metodologia (DNIT), somente veículos pesados (caminhões e ônibus) sãoconsiderados.

CÁLCULO DO NÚMERO N

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- Os eixos dianteiros direcionais são sempre com rodagem singela.

- A legislação contempla a montagem de dois eixos dianteiros direcionais.

- eixos traseiros dos veículos comerciais normalmente são com rodagem dupla.

CÁLCULO DO NÚMERO N – CONFIGURAÇÕES DOS VEÍCULOS

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-Existem dois tipos de suspensão: Bogie, utilizada em veículos com tração 6X4. Balancim utilizada em veículos com tração 6X2.

-Nos dois modelos, os eixos trabalham em conjunto. Quando passam em algumadepressão, o primeiro eixo desce enquanto que o outro sobe (igual a uma balança) -vantagem de que sempre os pneus estão em contato com o solo.

CÁLCULO DO NÚMERO N – CONFIGURAÇÕES DOS VEÍCULOS

�ESRS - Eixo Simples Roda Simples - 6t

�ESRD - Eixo Simples Roda Dupla - 10t

�ETD - Eixo TANDEM Duplo - 17t

�ETT - Eixo TANDEM Triplo - 25,5t

CÁLCULO DO NÚMERO N – CARGAS POR TIPO DE EIXO

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-Os dados do tráfego são obtidos através de contagens volumétricas classificatórias.

-Conforme a IS nº 05 de 09/12/05, as contagens de tráfego devem ser feitas empostos de contagem em número suficiente, durante sete dias, de 24 horas, paracaracterização completa do tráfego.

-Além dos dados de contagem levantados devem ser usados dados do PlanoNacional de Contagem de Tráfego (PNCT), visando verificação e complementaçãodas contagens efetuadas, assim como embasamento quanto às taxas decrescimento de tráfego a ser (em) consideradas no projeto.

O DNIT apresenta uma classificação para os veículos, de acordo com o número deeixos:

CÁLCULO DO NÚMERO N – CONTAGENS

� C = veículo simples (caminhão ou ônibus) ou veículo trator + reboque;� S = veículo trator (cavalo mecânico) + semi-reboque;� I = veículo trator + semi-reboque com distância entre-eixos > 2,40 m (eixos

isolados);� J = veículo trator + semi reboque com um eixo isolado e um eixo em tandem;� D = combinação dotada de 2 (duas) articulações;� T = combinação dotada de 3 (três) articulações;� Q = combinação dotada de 4 (quatro) articulações;� X = veículos especiais;� B = ônibus.

-Exemplo:2S3= caminhão trator (cavalo mecânico) com 2 eixos + semi-reboque com 3 eixos;3C = caminhão simples com 3 eixos;2I2 = caminhão trator com 2 eixos + semi-reboque com 2 eixos isolados;


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CÁLCULO DO NÚMERO N – FORMULÁRIO

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- Ni = 365 x VMDai x FV x FR x FP

FV = FE.FC

- O fator de Veículos é determinado em função da composição e da configuraçãode eixos da frota de veículos comerciais que demandam o trecho considerados.

- Os dois métodos usuais de dimensionamento de pavimentos recomendados peloDNIT, "pavimentos novos - Método do Corpo de Engenheiros do ExércitoAmericano (USACE)" e "restauração - Método da American Association ofHighway and Transportation Officials (AASHTO)", sendo:

� FC = Fator de carga;� FE = Fator de Eixos.

CÁLCULO DO NÚMERO N – FATOR DE VEÍCULO

-A conversão do tráfego misto em um número equivalente de operações de um eixoconsiderado padrão é efetuada aplicando-se os chamados Fatores de Equivalência

de Cargas (FC).

-Estes fatores permitem converter uma aplicação de um eixo solicitado por umadeterminada carga em um número de aplicações do eixo-padrão que deverá produzirum efeito equivalente.

Por exemplo:se o fator de equivalência de operações = 7, entende-se que se trata de um veículocuja passagem representa o mesmo efeito que 7 passagens do veículo padrão.

-As cargas dos veículos causam deflexões nas camadas do pavimento e alteram oestado de tensões e deformações. Cada carga provoca um efeito destrutivo e reduza vida remanescente do pavimento.

-Os fatores de equivalência da AASHTO baseiam-se na perda de serventia (PSI) evariam com o tipo do pavimento (flexível e rígido), índice de serventia terminal eresistência do pavimento (número estrutural – SN).

CÁLCULO DO NÚMERO N – FATOR DE CARGA - FC

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-Eles são diferentes dos obtidos pelo USACE, que avaliaram os efeitos docarregamento na deformação permanente (afundamento nas trilhas de roda).

-Os trechos experimentais da AASHTO e do USACE (Corpo de Engenheiros doExército Norte-americano), forneceram subsídios para o desenvolvimento de fatoresde equivalência de carga por eixo. As várias seções de pavimento foram submetidasao carregamento de veículos com diferentes tipos de eixos e cargas. Foramavaliados os efeitos do carregamento na perda de serventia para diversasconcepções de pavimento.

-Deve ser considerado os limites legais para Peso excedente dos veículos:� 7,5% por eixo;� 5% PBT.Obs: Deverá ser feita pesquisa de ocupação de carga para definir o percentual deveículos que trafegam no limite da lei e os que trafegam vazios.



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-Fator de Eixos é definido com sendo o número que multiplicado pelo número deveículos, dá o número de eixos correspondentes, que nada mais é a médiaponderada das quantidades percentuais dos diversos tipos de eixos que atuam nopavimento.

O fator de eixo transforma o tráfego de veículos em número de passagens de eixos equivalentes

FE = fator de eixop2 = porcentagem de veículos de dois eixosp3 = porcentagem de veículos de três eixos e pn = porcentagem de veículos de n eixos

-Chama-se atenção para o fato de não ficar claro nas recomendações do DNER se otermo "eixos" na definição de FE, refere-se a "conjuntos de eixo" (simples, duplo outriplo) ou a "eixos individuais". Trata-se de uma diferença sutil com granderepercussão no cálculo do FV.

CÁLCULO DO NÚMERO N – FATOR DE EIXO - FE

npppFEn

×++×+×= K3232

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-FE deve ser determinado considerando o "conjunto de eixos" e não "eixosindividuais“, conforme Soares e Motta (2001).

CÁLCULO DO NÚMERO N – FATOR DE EIXO - FE

-O tráfego considerado para efeito de projeto é o da faixa mais solicitada da rodovia.Na falta de dados mais precisos, na Tabela 43 são fornecidas indicações quanto àspercentagens “c” de veículos comerciais (em relação ao tráfego comercial nos doissentidos) na faixa de trânsito selecionada para o projeto. Desprezam-se os carros depasseio e os utilitários, por terem fatores de veículo muito baixos.

Geralmente são adotados:FP=0,50 (pista simples);FP=0,40 (pista dupla).

CÁLCULO DO NÚMERO N – FATOR PISTA - FP

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- Outros Autores (Prof. Marcia Pereira, UFPR):

CÁLCULO DO NÚMERO N – FATOR PISTA - FP

-Fator climático Regional - Para levar em conta as variações de umidade dosmateriais do pavimento durante as diversas estações do ano (o que se traduz emvariações de capacidade de suporte dos materiais) o número equivalente deoperações do eixo-padrão ou parâmetro de tráfego, N, deve ser multiplicado por umcoeficiente (F.R.) que, na pista experimental da AASHTO, variou de 0,2 (ocasião emque prevalecem baixos teores de umidade) a 5,0 (ocasiões em que os materiaisestão praticamente saturados).

-É possível que, estes coeficientes sejam diferentes, em função da diferença desensibilidade à variação do número N; é possível, ainda, pensar-se num fatorclimático que afetaria a espessura do pavimento (em vez do número N), e que seria,ao mesmo tempo, função desta espessura.

-O coeficiente final a adotar é uma média ponderada dos diferentes coeficientessazonais, levando-se em conta o espaço de tempo em que ocorrem.

CÁLCULO DO NÚMERO N – FATOR CLIMÁTICO - FR

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-Parece mais apropriado a adoção de um coeficiente, quando se toma, para projeto,um valor C.B.R compreendido entre o que se obtém antes e o que se obtém depoisda embebição, isto é, um valor correspondente à umidade de equilíbrio. Tem-seadotado um FR = 1,0 face aos resultados de pesquisas desenvolvidas no IPR/DNER.

CÁLCULO DO NÚMERO N – FATOR CLIMÁTICO - FR

-Soares, J.B.; Motta, L.M.G; Panorama Nacional da Pesquisa em Transportes 2001;Volume:1; P381-389; XV ANPET; Campinas-SP.

-VICENTINE, D., 2013, Notas de Aula da Disciplina Pavimentação. UniversidadeFederal do Paraná, 12 p.

-BETTEGA, W.P., 2013, Notas de Aula da Disciplina Pavimentação. UniversidadeFederal do Paraná, 11 p.

-Manual de estudos de tráfego. - Rio de Janeiro, 2006. 384 p. (IPR. Publ., 723).

-Manual de pavimentação. 3.ed. – Rio de Janeiro, 2006. 274p. (IPR. Publ., 719).

-GRECO, J.A.S., Notas de Aula da Disciplina Engenharia de Tráfego. UniversidadeFederal do Paraná, 15 p.

-Diretrizes básicas para elaboração de estudos e projetos rodoviários: instruçõespara acompanhamento e análise. - Rio de Janeiro, 2010. 564p. (IPR. Publ. 739).

BIBLIOGRAFIA

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