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).