ArcHydro Carlos Ruberto Fragoso Júnior ctec.ufal.br/professor/crfj
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CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC HUGO RAFAEL DE CARVALHO BATISTA LUCAS NEVES MOTA ANÁLISE QUALITATIVA DO DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS PELO MÉTODO DO DNER E O MÉTODO MECANÍSTICO-EMPÍRICO MACEIÓ - AL 2019/1
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CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC
HUGO RAFAEL DE CARVALHO BATISTA LUCAS NEVES MOTA
ANÁLISE QUALITATIVA DO DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS PELO MÉTODO DO DNER
E O MÉTODO MECANÍSTICO-EMPÍRICO
MACEIÓ - AL 2019/1
HUGO RAFAEL DE CARVALHO BATISTA LUCAS NEVES MOTA
ANÁLISE QUALITATIVA DO DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS PELO MÉTODO DO DNER
E O MÉTODO MECANÍSTICO-EMPÍRICO
Trabalho de conclusão de curso apresentado como requisito final, para conclusão do curso de Engenharia Civil do Centro Universitário Cesmac, sob a orientação do professor mestre Zeferino José Alencar Bezerra.
MACEIÓ - AL 2019/1
REDE DE BIBLIOTECAS CESMAC
SETOR DE TRATAMENTO TÉCNICO
Bibliotecária: Ana Paula de Lima Fragoso Farias – CRB/4 - 2195
B333a Batista, Hugo Rafael de Carvalho
Análise qualitativa do dimensionamento de pavimentos asfálticos
pelo método do DNER e o método mecanístico-empírico / Hugo
Rafael de Carvalho Batista, Lucas Neves Mota – Maceió: 2019.
40 f.: il.
TCC (Graduação em Engenharia Civil) – Centro Universitário
CESMAC, Maceió – AL, 2019.
Orientador: Zeferino José Alencar Bezerra.
1. Pavimento. 2. Dimensionamento. 3. Resistência. 4. Métodos. I.
Mota, Lucas Neves. II. Bezerra, Zeferino José Alencar. III. Título.
CDU: 692.5
RESUMO
A consecução do presente trabalho demandará, inicialmente, a coleta de dados
através da pesquisa direta bibliográfica: busca minuciosa de periódicos acadêmicos,
revistas, jornais, legislação, artigos disponíveis na internet.
Visando analisar os pavimentos flexíveis e rígidos, visando uma comparação entre o
método da resistência e um método empírico-mecanicista.
Pois o dimensionamento dos pavimentos flexíveis e rígidos através da análise
mecanística-empírica é feito geralmente com a utilização de programas de
computação, no qual, faz uso como instrumento a mecânica dos pavimentos.
Já o dimensionamento ao ser analisado pelo método do DNER, ainda que haja a
perspectiva da consideração de diferentes cargas de eixo, considerando as suas
variações horárias, diária e sazonal, a deformabilidade elástica é considerada a partir
de resultados obtidos em ensaios laboratoriais e análises mecanísticas.
De um modo geral, o método mecanístico mostra ser mais confiável que o método
empírico do DNIT, apesar dos métodos mecanísticos encontrarem certa resistência
ao seu uso no meio profissional da engenharia.
Palavras chave: Pavimento. Dimensionamento. Resistência. Métodos. Empírico.
ABSTRACT
The accomplishment of this work will initially require the collection of data through
direct bibliographical research: a thorough search of academic journals, journals,
newspapers, legislation, articles available on the internet.
Aiming to analyze the flexible and rigid pavements, aiming a comparison between the
resistance method and an empirico-mecanicist method.
Because the sizing of flexible and rigid pavements through the mechanistic-empirical
analysis is usually done with the use of computer programs, in which it makes use as
an instrument the mechanics of pavements.
On the other hand, the sizing when analyzed by the DNER method, although the
perspective of the consideration of different axle loads, considering its daily and
seasonal hourly variations, elastic deformability is considered from results obtained in
laboratory tests and mechanistic analyzes .
In general, the mechanistic method shows to be more reliable than the empirical
method of the DNIT, although the mechanistic methods find some resistance to its use
in the professional environment of engineering.
.Keywords: Floor. Sizing. Resistance. Methods. Empirical.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Seção transversal típica de um pavimento flexível.................................... 20
Figura 2 - Seção transversal típica de uma pista de três faixas de tráfego - parte de uma autoestrada - pavimento rígido........................................................................... 21
Figura 3 - Esforços atuantes no pavimento e sua transferência de carga através da estrutura..................................................................................................................... 22
Figura 4 - Pavimento flexível (corte transversal) e pavimento rígido (corte longitudin al)................................................................................................................................26
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Tipos de veículos com descrição dos eixos.............................................. 24
Tabela 2 - Fator climático regional (FR)..................................................................... 25
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1................................................................................................................... 24
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO.........................................................................................................10
1.1 Comentários Iniciais........................................................................................... 10
2 OBJETIVOS............................................................................................................ 12
2.1 Objetivo geral...................................................................................................... 12
2.2 Objetivos específicos......................................................................................... 12
2.3 Justificativa......................................................................................................... 12
3 METODOLOGIA...................................................................................................... 14
3.1 Metodologia da pesquisa................................................................................... 14
3.2 Procedimentos Metodológicos..........................................................................14
3.2.1 Metodologia e Região........................................................................................ 14
4 REVISÃO DE LITERATURA................................................................................... 15
4.1 Método do DNER.................................................................................................15
4.1.2 Métodos Empíricos............................................................................................ 15
4.1.3 Métodos Mecanísticos....................................................................................... 15
4.2 Pavimentação...................................................................................................... 17
4.2.1 Definição de pavimento..................................................................................... 17
4.2.2 Classificação dos pavimentos............................................................................18
4.2.3 Distribuições das tensões.................................................................................. 20
4.2.4 Número equivalente de operações do eixo padrão (8,2Tf)............................... 23
4.3 Camadas dos pavimentos..................................................................................24
4.4 Subleito................................................................................................................ 25
4.5 Regularização do subleito................................................................................. 26
4.6 Reforço do subleito............................................................................................ 27
4.6.1 Base e sub-base................................................................................................ 27
4.6.2 Bases rígidas..................................................................................................... 28
4.6.3 Bases flexíveis................................................................................................... 28
4.6.4 Revestimento..................................................................................................... 30
4.6.5 Revestimentos flexíveis..................................................................................... 30
4.6.6 Revestimentos rígidos....................................................................................... 31
5 APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS.......................................................................... 34
6 CONCLUSÃO.......................................................................................................... 36
REFERÊNCIAS.......................................................................................................... 37
10
1. INTRODUÇÃO
1.1 Comentários Iniciais
Pavimento é uma estrutura de múltiplas camadas com espessuras finitas,
construída sobre a superfície final de terraplanagem, destinada, principalmente, para
resistir aos esforços oriundos do tráfego e propiciar aos usuários trafegar com mais
segurança e conforto (BERNUCCI et al., 2008).
A partir da década de 50, o Brasil elegeu a indústria automobilística como mola
propulsora do seu crescimento econômico. Desde então, a União tem editado,
periodicamente, medidas econômicas objetivando facilitar o acesso ao crédito para
aquisição de veículos, com vistas ao aquecimento da economia e a geração de
emprego e renda. Em decorrência, hoje, o modal rodoviário é responsável por mais
de 60% das cargas transportadas e 95% do transporte de passageiros no país. No
entanto, se tais medidas têm proporcionado momentâneo equilíbrio nas contas
públicas, elas também têm trazido, em seu bojo, um sério problema ao tecido urbano
das cidades, bem como para o sistema viário como um todo, devido ao grande do
número de veículos que são incorporados ao já caótico trânsito das vias e ao
descompasso nos investimentos em infraestrutura viária, que não acompanharam o
mesmo diapasão.
Com isto, na década de 60 começaram a surgir os problemas relativos à
conservação da malha viária pavimentada, bem como a pressão da sociedade para
implantação e pavimentação de novos segmentos rodoviários se tornou insustentável.
Neste contexto, no final de 1969, a União instituiu a Taxa Rodoviária Única – TRU,
incidente sobre o registro e licenciamento de veículos, visando o financiamento do
setor. Este tributo foi extinto em 1985 quando chegou a arrecadar, neste último ano
de sua vigência, um montante equivalente a 7% do PIB nacional. No entanto, essa
arrecadação que deveria estar vinculada à prestação de serviços ao setor de
transportes, foi aos poucos sendo desvinculada da área de transportes e indo parar
nos cofres do governo federal, sem que este as vinculasse aos fins destinados por lei.
Na sequência os Estados criaram o IPVA (Imposto sobre a Propriedade de
Veículos Automotores), que, por ser imposto, não tinha mais como ser vinculado, e a
11
União, por meio do Decreto n.º 10.336, de 19/12/2001, a CIDE (Contribuição de
Intervenção no Domínio Econômico) que incide sobre a importação e a
comercialização de gasolina, diesel e respectivas correntes, querosene de aviação e
derivativos, óleos combustíveis (fuel-oil), gás liquefeito de petróleo (GLP), inclusive o
derivado de gás natural e de nafta, e álcool etílico combustível, mantendo o fluxo de
arrecadação federal e satisfazendo os governos estaduais. A partir de então, a CIDE
vinha se constituindo na principal fonte de recursos para a manutenção da
infraestrutura viária nacional, até que em 22/06/2012, União editou o Decreto n.º 7.764
que reduziu a zero as alíquotas da CIDE, fato que se constituiu no mais recente golpe
à manutenção das malhas viárias estaduais e municipais brasileiras.
12
2. OBJETIVOS
2.1 Objetivo geral
Estudar os pavimentos flexíveis e rígidos, visando uma comparação entre o
método da resistência e um método empírico-mecanicista pelo atual estado da arte.
2.2 Objetivos específicos
● Abordar sobre a pavimentação e suas características;
● Explanar sobre as camadas dos pavimentos;
● Teorizar sobre os revestimentos flexíveis e rígidos.
● Tecer comparações entre os métodos empírico e mecanístico-empírico, por
meio dos resultados obtidos
2.3 Justificativa
O Brasil possui 1.720.607 km de rodovias estaduais e federais, das quais,
apenas 12,4% estão pavimentadas. Além disso, parte dessas rodovias pavimentadas
não é considerada adequada para o tráfego de pessoas e bens por não atenderem às
exigências técnicas, como, por exemplo, a capacidade de suporte das camadas do
pavimento (CNT, 2015).
O pavimento flexível representa grande parte dessas rodovias pavimentadas e
seu dimensionamento tem sido, quase que exclusivamente, calculado através do
método empírico do DNER (Departamento Nacional de Estradas e Rodagem). A
aplicação desse método resulta em uma camada de pavimento suficientemente
espessa para proteger o subleito quanto à ruptura por cisalhamento ou acúmulo de
deformações permanentes. Contudo, o método não abrange as características
resilientes das camadas de maior rigidez, as quais, podem sofrer ruptura por fadiga
(PINTO, 1991). Com a necessidade de se considerar essa característica dos
pavimentos, vem a importância dos métodos mecanísticos.
13
Daí a necessidade de se buscar um método de dimensionamento que
proporcione uma vida mais duradoura ao pavimento flexível com o menor investimento
possível. No entanto, essa análise não deve ser simplista ao ponto de se restringir ao
montante inicial empregado, pelo contrário, deve-se fazer um balanço do valor
presente e valor futuro do investimento.
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3. METODOLOGIA
3.1 Metodologia da pesquisa
A consecução do presente trabalho demandará, inicialmente, a coleta de dados
através da pesquisa direta bibliográfica: busca minuciosa de periódicos acadêmicos,
revistas, jornais, legislação, artigos disponíveis na internet.
3.2 Procedimentos Metodológicos
Este estudo teve como objetivo principal comparar estruturas de pavimentos
flexíveis projetadas através dos métodos empírico do DNER e Mecanístico. A partir
da análise comparativa bibliográfica dos métodos de dimensionamento.
3.2.1 Metodologia e Região
A metodologia consiste em estudar os pavimentos flexíveis e rígidos através
de uma revisão de literatura, de forma a permitir uma análise técnica e crítica dos
métodos de dimensionamentos, visando uma comparação entre o método da
resistência e um método empírico-mecanicista.
15
4. REVISÃO DE LITERATURA
4.1 Método do DNER
O método do DNER tem como base o trabalho “Design of Flexible Pavements
Considering Mixed Loads and Trafic Volume”, de autoria de TURNBULL, FOSTER E
AHLVIN do Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA, e algumas conclusões
obtidas na pista experimental da AASHO. Foi elaborado pelo Eng. Murilo Lopes de
Souza em 1966, e desde então têm sido utilizado em todo território nacional.
4.1.2 Métodos Empíricos
Os métodos empíricos são aqueles baseados na experiência acumulada e
correlacionam o desempenho do pavimento com algumas propriedades dos materiais
utilizados na construção.
Possuem a vantagem de serem facilmente empregados, pois os ensaios de
caracterização exigidos são simples e não requerem aparelhagem sofisticada.
Entretanto, são bastante limitados pelas condições de contorno (materiais de
construção, clima da região, condições de tráfego, etc.) não permitindo uma
generalização adequada para outras regiões, novos materiais e diferentes cargas de
tráfego.
4.1.3 Métodos Mecanísticos
Um método de dimensionamento é dito mecanístico (ou analítico) quando
utiliza uma teoria para prever as tensões e deformações provenientes do tráfego e do
clima na estrutura do pavimento, e procura compatibilizá-las com as tensões
resistentes dos materiais.
Por esse tipo de análise, tem-se um panorama de funcionamento da estrutura
quando solicitada, possibilitando modificações quanto à natureza dos materiais
constituintes, bem como quanto às espessuras das camadas. Ao analisar a estrutura
do ponto de vista mecanístico, pode-se alterá-la de modo a proporcionar um
16
desempenho adequado de cada um dos materiais do pavimento, para que o conjunto
seja solicitado de forma equilibrada, sem que a solicitação seja demasiada em uma
das camadas de modo a levá-la precocemente à ruptura.
O guia da AASHTO (1986) descreve as seguintes vantagens de se utilizar um
método mecanístico no dimensionamento de pavimentos flexíveis:
• melhor confiabilidade no projeto;
• possibilidade de prever defeitos específicos;
• possibilidade de extrapolação de resultados de laboratório e de campo;
• maior compatibilização entre custo e benefício das obras;
• possibilidade de prever as consequências de novas configurações de
carregamento;
• melhor utilização dos materiais disponíveis;
• possibilidade de se considerar explicitamente os efeitos sazonais.
MOTTA (1991) apresentou em sua tese de doutorado um método mecanístico
de dimensionamento de pavimentos flexíveis, consolidando os estudos sobre a
Mecânica dos Pavimentos desenvolvidos na COPPE/UFRJ desde os anos 70.
O método incorpora as novas técnicas de ensaio de materiais de pavimentação,
métodos racionais de cálculo de tensão-deformação nas diversas camadas,
influências climatológicas, conceitos de desempenho e parâmetros de tráfego.
Permite ainda a consideração da incerteza e variabilidade dos dados de projeto,
resultando num tratamento probabilístico.
No método apresentado por MOTTA (1991) para dimensionamento de
pavimentos flexíveis, adota-se uma estrutura inicial, define-se a variabilidade dos
dados e o nível de confiabilidade a ser utilizado no projeto. A análise mecanística é
efetuada utilizando-se um programa computacional, usando um modelo elástico linear
para o revestimento asfáltico e elástico não-linear para as camadas subjacentes,
verificando-se as tensões e deformações e comparando-as com critérios de aceitação
pré-estabelecidos. Caso algum critério não seja satisfeito, as espessuras e/ou
camadas são alteradas e os cálculos refeitos. Os critérios que podem ser adotados
são os seguintes: deflexão máxima admissível na superfície; diferença de tensões no
17
revestimento; tensão vertical admissível no topo do subleito; tensão e deformação de
tração na fibra inferior do revestimento. Note-se que alguns destes critérios se
superpõem quanto à finalidade. Na prática alguns poderiam ser dispensados,
escolhendo-se um para evitar trincamento por fadiga e outro para prevenir
deformações permanentes excessivas.
4.2 Pavimentação
A pavimentação é de grande importância para a malha urbana e rodoviária,
uma vez que representa um dos modais de transporte mais importantes do Brasil, tem
a função de transportar passageiros e mercadorias. A pavimentação é uma das
infraestruturas, a mais utilizada para o escoamento de produção agrícola e
manufaturada e para o transporte final dos produtos de importação e exportação do
país.
4.2.1 Definição de pavimento
Os pavimentos são estruturas de múltiplas camadas sobrepostas, constituídas
de diversos materiais compactados a partir do subleito do corpo estradal, sendo o
revestimento a camada que se destina a receber a carga dos veículos, através do
contato pneu-pavimento, e mais expostas as ações climáticas. A pista de rolagem, ou
pista de tráfego, é uma via de circulação de veículos que enseja, a melhoria
operacional para o tráfego de veículos. O revestimento tem com função conceber uma
superfície mais regular e homogênea, garantia de melhor conforto no deslocamento
do veículo, bem como uma superfície mais aderente, garantia de mais segurança em
condições adversas de pista molhada e úmida para a frenagem do veículo.
Conforme, Balbo (2009), a pavimentação tem como meta propiciar um tráfego
confortável e seguro, com estruturas e materiais capazes de suportar os esforços
decorrentes da ação do tráfego combinados com as condições climáticas, a um
mínimo custo, ou seja, buscando, sempre que possível, o aproveitamento de materiais
locais para as obras, garantindo um bom desempenho em termos de custos
operacionais e de manutenção ao longo dos anos de serviços desta infra-estrutura
social.
18
Segundo Senço (2007), pavimento é a estrutura constituída sobre a
terraplenagem e destinada, técnica e economicamente, a: a- resistir aos esforços
verticais oriundos do tráfego e distribuí-los; b- melhorar as condições de rolamento
quanto ao conforto e segurança; c- resistir aos esforços horizontais (desgaste),
tornando mais durável a superfície de rolamento.
4.2.2 Classificação dos pavimentos
A pavimentação requer um estudo específico de cada obra. O projeto deve
considerar a intensidade do tráfego de veículos, as características do solo da região,
com análise de suas propriedades geotécnicas e a interface com o sistema adequado
de drenagem.
Do ponto de vista de Senço (2007), sendo o pavimento uma estrutura
constituída de diversas camadas, encontra-se uma dificuldade para determinar a
nomenclatura em um único termo que possa definir toda a estrutura. De forma geral,
os pavimentos são classificados em dois tipos, pavimentos flexíveis, no qual é
constituído com bases granulares e revestimento asfálticos; e pavimentos rígidos que
é composto por placas de concreto.
Conforme Bernucci (2008), os revestimentos flexíveis são os pavimentos
constituídos por agregado aglutinado por materiais asfálticos. O asfalto serve como
aglomerante e para impermeabilizar; sendo que o agregado dá a resistência
mecânica. O revestimento asfáltico pode ser executado de duas maneiras, de forma
por penetração ou por mistura.
Segundo Balbo (2009) os pavimentos de concreto são aqueles cuja camada de
rolamento (ou revestimento) é elaborada com concreto de cimento Portland
(produzido com agregados e ligantes hidráulicos), o que pode ser feito com diversas
técnicas de manipulação e elaboração de concreto – como pré-moldagem ou
produção in loco -, que apresentam suas particularidades de projeto, execução e
operação e manutenção.
Já para Senço (2007), pavimentos rígidos são aqueles pouco deformáveis,
constituídos principalmente de concreto de cimento Portland. Rompem por tração na
flexão, quando sujeitos a deformações e são considerados materiais com ruptura
frágil.
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Pavimentos flexíveis são aqueles em que as deformações excessivas, não
levam ao rompimento, ou seja, o colapso global do pavimento. São dimensionadas,
normalmente a compressão e a tração na flexão, provocada pelo aparecimento das
bacias de deformação sob as rodas dos veículos que levam a estrutura a deformações
permanentes, e o rompimento por fadiga.
De acordo com Medina (1997) Pavimento flexível é aquele constituído por um
revestimento betuminoso sobre uma base granular ou de solo estabilizado
granulometricamente, e pavimento rígido é constituído por placas de concreto
(raramente é armado) assentadas sobre o solo de fundação ou sub-base
intermediária.
Conforme Godim (2008), para pavimentos rígidos, as cargas do tráfego de
veículos tem influências diferentes conforme a posição relativa a geometria da placa
(centro ou bordas longitudinais e transversais) e também geradas pelas variações
climáticas, principalmente pela diferença de temperaturas que geram a contração e
expansão da placa de concreto.
O pavimento rígido e flexível, além do revestimento, é composto também pelas
camadas de base, sub-base, reforço do subleito, regularização de subleito e subleito,
sendo o reforço do subleito, facultativo, dependendo da resistência do subleito, que é
a fundação do pavimento. Demonstrado nas ilustrações da figura 1 a seção
transversal típica do pavimento flexível e na figura 2 a seção transversal típica do
pavimento rígido.
20
Figura 1 - Seção transversal típica de um pavimento flexível
Fonte: SENÇO, 2007, P.16.
Figura 2 - Seção transversal típica de uma pista de três faixas de tráfego - parte de uma autoestrada - pavimento rígido.
Fonte: SENÇO, 2007, P.17.
4.2.3 Distribuições das tensões
As cargas que são transmitidas para o pavimento são fornecidas através das
rodas pneumáticas dos veículos e a, área de contato entre os pneus e o pavimento
constitui-se de uma forma elíptica, sendo que a pressão exercida, dada a relativa
rigidez dos pneus, tem uma distribuição parabólica com concentração da pressão
máxima no eixo da área carregada. A pressão de contato é aproximadamente igual à
pressão dos pneus, sendo a diferença desprezível para efeito do dimensionamento,
mesmo que geralmente a referência de carga é dada pela pressão exercida no eixo
do pneu com o pavimento, as pressões a serem calculadas ou admitidas são referidas
às cargas das rodas. Abaixo, a figura 3 demonstra os esforços atuantes no pavimento.
21
Figura 3 - Esforços atuantes no pavimento e sua transferência de carga através da estrutura.
Fonte: WIRTGEN, 2008.
O tráfego dos diferentes tipos de veículos pode ser expresso em termos do
número equivalente de solicitações do eixo padrão de 8,2 Tf, ou seja, a carga sobre
uma roda simples, com a mesma área de contato que uma das rodas de um conjunto,
que produz o efeito equivalente desse conjunto a uma determinada profundidade,
denominado de carga de roda equivalente ou eixo padrão rodoviário.
Eixo padrão rodoviário = eixo simples com rodas duplas de 8,2 tf.
· carga por eixo: 8,2tf = 80kN;
· carga por roda: 2,04tf = 20kN;
· pressão de enchimento dos pneus: 5,6 kgf/cm²;
· pressão de contato pneu/pavimento: 5,6 kgf/cm²;
· afastamento entre pneus, por roda: 32,4cm;
· raio da área de contato pneu/pavimento: 10,80cm.
À vista disso, no estudo das cargas das rodas é essencial o estabelecimento
da equivalência, quer entre modelos de contatos diferentes (eixo simples de rodas
simples com eixo simples de roda dupla), determinando a equivalência entre cargas
de rodas diferentes transmitidas com sistemas semelhantes.
De acordo com Balbo (2009), as cargas são transmitidas à fundação de forma
atenuada, sendo que cada camada do revestimento possui uma ou mais funções
específicas. O revestimento deve proporcionar aos veículos condições de resistência
estrutural para o suporte das cargas verticais fornecidas pelos pneumáticos, e
rolamento em qualquer condição climática.
22
A conversão do tráfego misto em um equivalente de operações de um eixo
considerado padrão é efetuada aplicando-se os chamados fatores de equivalência de
cargas utilizados pelo método DNER, nas quais permitem a conversão de aplicações
de diferentes solicitações. Para cada configuração de eixo real há uma conversão para
o eixo padrão de 8,2tf.
Para Fonseca (2013), na aplicação atual de mecânica dos pavimentos a
consideração do efeito individual de todos os eixos que vão solicitar o pavimento para
melhor dimensionar como uma estrutura relacionando simultaneamente os diversos
tipos de ruptura. Esta prática já é feita no Brasil no dimensionamento de pavimento
rígido.
Para o DNIT (2005), as cargas das rodas transmitidas para o pavimento são
amortecidas pelas camadas estruturais, na qual, é composta de diversos materiais,
com diferentes resistências e deformações. De acordo com sua própria constituição,
as camadas são justapostas de forma estratificada resultando daí um elevado grau de
complexidade no que respeita ao cálculo de tensões e deformações e atuantes nas
mesmas resultantes das cargas impostas pelo tráfego.
Conforme a legislação brasileira – Portaria n° 60, de 2 de julho de 2008, que
regulamenta o 1º do artigo do 6º da Resolução nº 210/2006 do CONTRAN, é
estabelecido os seguintes tipos e limites de cargas por eixo dos veículos que transitam
por vias terrestres. A tabela 1, destaca os tipos de veículos com descrição dos eixos.
23
Tabela 1 - Tipos de veículos com descrição dos eixos.
Fonte: WIRTGEN, 2008.
4.2.4 Número equivalente de operações do eixo padrão (8,2Tf)
O número equivalente de operações do eixo padrão de 8,2 toneladas-força é o
número de ciclos ou números de vezes que o eixo padrão passa pela rodovia durante
o período considerado de vida útil do pavimento. Expressa pela fórmula, abaixo:
Equação 1
Onde: N = 365 . Vm . P . FV . FR
Vm= volume médio diário de tráfego, no ano médio do período de projeto P,
em veículos/ dia, considerando-se uma taxa de crescimento.
Vt= volume total de tráfego para o período P de projeto, expressa pela fórmula:
P = período de projeto ou vida útil.
FV = fator de veículos (número que converte todos os tipos de veículos em eixo
padrão).
24
FR = fator climático (quando não fornecido utiliza-se 1).
ÍNDICE PLUVIOMÉTRICO ANUAL
(mm)
FATOR CLIMÁTICO REGIONAL
(FR)
Até 800 0.7
De 800 a 1.500 1.4
Mais que 1.500 1.8
Tabela 2 - Fator climático regional (FR).
Fonte: WIRTGEN, 2008.
4.3 Camadas dos pavimentos
O pavimento é uma estrutura que não é considerável perene, exigindo
manutenção ao longo da sua vida útil, composta por camadas sobrepostas de
diferentes materiais compactados a partir do subleito. A estrutura tem como objetivo
receber e transmitir esforços de maneira a aliviar o bulbo de pressões sobre as
camadas inferiores, nas quais geralmente são constituídas de materiais menos
resistentes. O corpo estratificado da pavimentação para que funcione de forma mais
adequada, necessita que todas as peças que a componha, trabalhem com as
deformações compatíveis com a sua natureza e capacidade portante, ou seja, de
modo que não ocorram processos de ruptura ou danificação de forma precoce e
precipitada nos materiais que consiste nas camadas dos pavimentos (FONSECA
2013).
O pavimento é constituído das seguintes camadas: revestimento, base, sub-
base, reforço do subleito e subleito, sendo este último a fundação e parte da estrutura
do corpo estradal. O pavimento, dependendo do caso, poderá não possuir camada de
sub-base ou de reforço do subleito, porém a existência de revestimento, nem que seja
primário na forma de cascalhamento ou agulhamento, e de fundação denominada
subleito é essencial para que a estrutura seja classificada como pavimento. Como são
demonstrados na figura 4, as camadas do pavimento flexível e pavimento rígido.
25
De acordo com Godim (2008), no dimensionamento de pavimentos como um
sistema de camadas, é fundamental o estabelecimento de modelos estruturais de
comportamento tensão-deformação dos materiais e do conjunto estrutural formado
entre o pavimento (revestimento) e o subleito (fundação).
De acordo com Senço (2007), a camada é construída para resistir e distribuir
os esforços resultantes das cargas do tráfego de veículos, que são
predominantemente na direção vertical, é denominado de base do pavimento. A
camada superficial e que tem contato direto com os pneumáticos, construída para
resistir aos esforços horizontais, recebe o nome de revestimento ou capa de
rolamento, ou simplesmente capa. Esses esforços horizontais acabam gerando
abrasão da superfície por fadiga, devido ao tráfego durante a vida útil da
pavimentação, logo, que periodicamente deve ser superposto por nova camada,
recapeamento, reforçado ou até mesmo substituído.
Figura 4 - Pavimento flexível (corte transversal) e pavimento rígido (corte longitudinal).
Fonte: BERNUCCI, 2008, p.10.
4.4 Subleito
A camada de subleito é o terreno de fundação do corpo do pavimento que tem
as características geométricas que serão utilizadas na pista de rolagem, através da
terraplenagem. Os esforços aplicados sobre a superfície serão aliviados em sua
26
profundidade, tendo que ter mais rigores no dimensionamento estratos superiores,
onde a concentração dos esforços será de maior magnitude.
O subleito será constituído de material natural consolidado. No método de
dimensionamento de pavimentos, a resistência é tomada de modo variável de método
para método. Assim, por exemplo, no método CBR, a resistência do subleito é dada
em porcentagem e é obtida num ensaio de laboratório. O CBR é o ensaio concebido
para avaliar o potencial de ruptura do subleito, a medida de suporte do material
compactado e a medida da expansibilidade do material imerso em água. O método de
CBR consiste basicamente na relação entre resistência a penetração de um pistão
numa amostra de solo do subleito e a resistência oferecida por um material
considerado padrão, a qual se atribui um CBR=100%.
Para Medina e Motta (2015), no dimensionamento de pavimento sobre o
método mecanístico-empírico, o módulo de resiliência dos solos e materiais de base
e sub-base para pavimentos flexíveis na caracterização dos solos é estipulado pela
AASHTO, desde 1986, indicado para avaliação estrutural das camadas e do subleito
da estrutura de corpo estradal. No dimensionamento de pavimentos rígidos obtém-se
o módulo de reação, caracterizados o subleito e a sub-base pelos seus respectivos
módulos de resiliência das camadas de apoio da placa. Considerando as variações
sazonais, ou mensais, do módulo de reação e ainda, a drenagem e a erodibilidade da
sub-base.
Conforme Senço (2007), o subleito é a camada próxima da superfície, fundação
do corpo da pavimentação, pois, à medida que se aprofunda no maciço, as pressões
exercidas pelo tráfego de veículos, são reduzidas a ponto de serem consideradas
desprezíveis. Os bulbos de pressão são construídos com curvas que representam
percentuais da pressão de contato e decrescentes com o aumento da profundidade.
4.5 Regularização do subleito
A regularização do subleito é a camada de espessura irregular, construída
sobre o subleito e destinada a conformá-lo, transversal e longitudinalmente, com o
projeto, deve ser executada, sempre que possível, em aterro. A operação de
regularização é também chamada de preparo do subleito, e tem a finalidade de
conceder à superfície as características geométricas, inclinação vertical, do pavimento
27
acabado. Nos trechos em tangente, duas rampas opostas de 2% de inclinação, 3 a
4%, em regiões de alta precipitação pluviométrica, e nas curvas, uma rampa com
inclinação da superelevação.
4.6 Reforço do subleito
É uma camada de espessura constante, construída, se necessário, acima da
regularização, com características tecnológicas superiores às da regularização e
inferiores às da camada imediatamente superior, ou seja, a sub-base. O reforço do
subleito é parte constituinte especialmente do pavimento e tem funções de
complemento da sub-base que, por sua vez, tem funções de complemento da base.
A camada de reforço do subleito, também resiste e distribui esforços verticais,
não tendo a características de absorver definitivamente esses esforços, no qual, é
característica específica do subleito. Logo, o reforço do subleito poderia ser
considerado indistintamente camada suplementar do subleito ou camada
complementar da sub-base.
De acordo com Senço (2007), A utilização da camada de reforço de subleito é
considerada facultativa, ou seja, não é obrigatória, pois as espessuras maiores de
camadas superiores poderiam, teoricamente, aliviar as pressões sobre o subleito
medíocre. Todavia, é utilizado por circunstâncias econômicas, pois subleitos de
resistência baixa exigiriam, para alguns tipos de pavimentos, especialmente flexível,
do ponto de vista do projeto, camadas mais espessas de base e sub-base. Portanto,
o reforço de subleito resistirá a solicitações de maior ordem de grandeza, reagindo
parcialmente pelas funções do subleito e exigindo menores espessuras de camadas
de base e sub-base sobre si, sendo mais vantajoso de forma econômica a utilização
de solos de reforços.
4.6.1 Base e sub-base
As bases podem ser constituídas por solo estabilizado naturalmente, misturas
de solos, material natural, e agregados (solo-brita), brita graduada, brita graduada
tratada com cimento, solo estabilizado quimicamente com ligante hidráulico ou
asfáltico, concreto etc. Para as sub-bases, podem ser utilizados os mesmos materiais
citado para o caso de bases. Quando a camada de base exigida para desempenhar a
28
distribuição de esforços, ou seja, aliviar as pressões sobre as camadas de solos
inferiores, para camadas inferiores é muito espessa, procura-se, por razões de
natureza construtivas e econômicas, dividi - lá em duas camadas, criando-se, assim,
uma sub-base, geralmente de menor custo financeiro.
4.6.2 Bases rígidas
As bases rígidas são camadas de concreto de que tem acentuada resistência
a tração, fator determinante no seu dimensionamento. Podem ser classificadas em
três tipos: concreto de cimento, macadame de cimento e solo cimento.
· Concreto de cimento: É uma mistura convenientemente dosada e
uniformizada de agregados, areia, cimento e água nas dimensões previstas em
projeto. É a base que mais se caracteriza como rígida, podendo ou não ser armada
com barras metálicas. A placa de concreto de cimento exerce conjuntamente as
funções de base e revestimento.
· Macadame de cimento: É uma base construída com agregado graúdo,
diâmetro máximo entre 50 mm e 90 mm, cujos vazios são preenchidos por um material
de granulometria mais fina, o material de enchimento, misturado com cimento, para
garantir, além do travamento das pedras, uma razoável ligação entre elas.
· Solo cimento: É uma mistura de solo escolhido, cimento e água, em
proporções convenientes e previamente determinada, que ao ser uniformizada e
compactada, satisfaz as condições exigidas para funcionar como base do pavimento.
4.6.3 Bases flexíveis
As bases flexíveis são classificadas em cinco tipos: base de solo estabilizado,
base de macadame hidráulico, base de brita graduada e base de macadame
betuminoso.
· Base de solo estabilizado: É uma camada construída com o solo
satisfazendo determinadas especificações, granulometria, limite de liquidez e índice
de plasticidade. A estabilização pode decorrer da própria distribuição granulométrica
dos grãos, permitindo a obtenção de uma base densa e relativamente impermeável,
quando a estabilização ocorre por esse processo, recebe o nome de base estabilizada
granulometricamente. Quando a granulometria ideal é conseguida por meio de adição
29
de pedra britada para suprir a ausência de material graúdo, a camada recebe o nome
de solo brita. A estabilização final é obtida pela adição de aglutinante, como asfalto,
por exemplo, sendo a base denominada de solo asfalto ou solo betume.
· Base de macadame hidráulico: Consiste de uma camada de brita de
graduação aberta de tipo especial (ou brita tipo macadame), que, após compressão,
tem os vazios preenchidos pelo material de enchimento, constituído por finos de
britagem (pó de pedra) ou mesmo por solos de granulometria e plasticidades
apropriadas; a penetração do material de enchimento é promovida pelo espalhamento
na superfície, seguido de varredura, compressão (sem ou com vibração) e irrigação,
no caso de macadame hidráulico. A introdução do material de enchimento nos vazios
do agregado graúdo é feita com auxílio de água, justificando o nome de macadame
hidráulico. O macadame seco ou macadame a seco, ao dispensar a irrigação, além
de simplificar o processo de construção evita o encharcamento, sempre indesejável,
do subleito.
· Base de brita graduada: Trata-se de um tipo de base que é resultante da
mistura, feita em usinas de agregados previamente dosado, contendo inclusive
material de enchimento, água e eventualmente, cimento. Guardadas as proporções,
principalmente à granulometria dos materiais, é uma base que substitui o macadame
hidráulico, com grandes vantagens no que se refere ao processo de construção.
· Base de macadame betuminoso: É a base que utiliza agregados com
granulometria que corresponde a relação de diâmetro de baixo para cima, e utilizando
o betume como elemento aglutinante. Consiste na superposição de camadas de
agregados interligadas por pinturas de material betuminoso. É chamada também de
base negra, sendo que o número de camadas depende da espessura estabelecida
em projeto.
· Base de paralelepípedo e de alvenaria poliédrica (por aproveitamento):
É a base que corresponde ao leito das antigas estradas que, com a maior velocidade
atingida pelos veículos deixaram de apresentar interesse, dada principalmente a
trepidação e a alta sonoridade que provocam. Esses antigos revestimentos passaram
a ser recapeados com misturas betuminosas, o que justifica a inclusão dessas
camadas entre as bases flexíveis, por aproveitamento.
30
4.6.4 Revestimento
O revestimento é a camada estrutural da pavimentação destinada a resistir
diretamente a ação do tráfego e ações climáticas. Tem como finalidade receber as
cargas, estáticas ou dinâmicas, sem sofrer grandes deformações elásticas ou
plásticas, desagregação de componentes ou, ainda, perda de compactação;
necessita, portanto, ser composto de materiais bem aglutinados ou dispostos de
maneira a evitar sua movimentação horizontal.
4.6.5 Revestimentos flexíveis
Os revestimentos flexíveis são compostos por misturas constituídas
basicamente de agregados e ligantes asfálticos, o aglutinante utilizado é o betume,
seja asfalto, seja alcatrão. Podendo ser de duas maneiras principais, por penetração
ou por mistura.
De acordo com Bauer (2011) pavimentos asfálticos são aqueles feitos com
materiais betuminosos puros ou mistura com agregados pétreos. Nestes tipos de
pavimentos, o asfalto é o aglomerante, que serve para aglutinar areia e brita, nos
quais, são determinados como agregados, e tem a função de proporcionar a
resistência mecânica do corpo estradal.
· Revestimentos por penetração: Esta modalidade envolve dois tipos
distintos: por penetração invertida e por penetração direta.
· Revestimentos betuminosos por penetração invertida: São os
revestimentos executados através de uma ou mais aplicações de material
betuminoso, seguida (s) de idêntico número de operações de espalhamento e
compressão de camadas de agregados com granulometrias apropriadas. Conforme o
número de camadas tem-se os intitulados, tratamento superficial simples, duplo ou
triplo. O tratamento simples, executado com o objetivo primordial de
impermeabilização ou para modificar a textura de um pavimento existente, é
denominado capa selante.
· Revestimentos betuminosos por penetração direta: São os revestimentos
executados através do espalhamento e compactação de camadas de agregados com
granulometria apropriada, sendo cada camada, após compressão, submetida a uma
31
aplicação de material betuminoso e recebendo, ainda, a última camada, uma
aplicação final de agregado miúdo. Revestimento típico, por "penetração direta", é o
Macadame Betuminoso. O Macadame Betuminoso tem processo construtivo similar
ao Tratamento Duplo e comporta espessuras variadas e bem maiores, em função do
número de camadas e das faixas granulométricas correspondentes. Com freqüência,
ele é usado como camada de base.
· revestimentos por mistura: Nos revestimentos betuminosos por mistura, o
agregado é pré-envolvido com o material betuminoso, antes da compressão. Quando
o pré-envolvimento é feito em usinas fixas, resultam os "Pré-misturados Propriamente
Ditos" e, quando feito na própria pista, têm-se os "Pré-misturados na Pista" (road
mixes). Conforme os seus respectivos processos construtivos, são adotadas ainda as
seguintes designações:
· pré-misturado a frio - Quando os tipos de agregados e de ligantes utilizados
permitem que o espalhamento seja feito à temperatura ambiente;
· pré-misturado a quente - Quando o ligante e o agregado são misturados e
espalhados na pista ainda quentes.
4.6.6 Revestimentos rígidos
Os revestimentos rígidos são elaborados com concretos de cimento, ou
simplesmente "concretos" são constituídos por uma mistura relativamente rica de
cimento Portland, areia, agregado graúdo e água, distribuído numa camada
devidamente adensado. Essa camada funciona ao mesmo tempo como revestimento
e base do pavimento, com condições de resistir aos esforços horizontais e distribuir
os esforços verticais as camadas inferiores.
De acordo com Balbo (2009), os pavimentos rígidos são aqueles cuja camada
de rolamento, ou revestimento, é elaborada com concreto convencional, constituído
de
cimento Portland como aglomerantes, de areias e pedras britadas como
agregados e água. Pode ser executado de diversas técnicas de manipulação e
elaboração do concreto, como pré-moldagem ou produção in loco, que apresentam
suas singularidades de projeto, execução, operação e manutenção.
32
· Pavimento de concreto simples (PCS): São pavimentos constituídos de
concreto simples, ou seja, sem armaduras. É constituído de placas de concreto de
alta resistência, moldada in loco, na qual combate os esforços de tração na flexão
gerados na estrutura, devido à ausência da armadura. Outra característica desse tipo
de pavimento é a presença de serragem das juntas transversais de contração,
igualmente espaçadas para controlar a retração hidráulica na massa de concreto
fresca e de grande volume que no momento da concretagem fica exposta a
intempéries na pista de rolamento. Nas juntas transversais são colocadas as barras
de transferência de carga (BT) que tem como objetivo aliviar as tensões das cargas
aplicadas nas placas de concreto simples. Nas juntas longitudinais do PCS são
dispostas as barras de ligação (BL), que tem como objetivo evitar o deslocamento
horizontal relativo entre placas lateralmente dispostas, na qual fazem o engastamento
da armadura em ambas as placas de concreto.
· Pavimento de concreto armado (PCA): São pavimentos constituídos de
concreto com conjuntos de placas armadas que é diferenciado da PCS. Apresentam
dimensões planas maiores em torno de duas a três vezes superiores a uma placa de
PCS, exigem menor quantidade de BT e de BL em sua construção e a espessura do
concreto é reduzida. O PCA tem os mesmos mecanismos de suporte de tensões de
um concreto armado convencional, ou seja, o banzo superior da placa de concreto
sofre o esforço de compressão, porém sem sofrer esmagamento, e o banzo inferior
sofre o esforço de tração, e é o local nas quais estão posicionadas as armaduras de
aço, cujos esforços de tração críticos são absorvidos pela área de aço que são
dimensionadas para tal função. A placa de concreto por ser mais espessa que no PS,
faz com que aumente os momentos fletores, e os esforços serem absorvidos pelas
armaduras longitudinais e transversais. A armadura passa a controlar a ocorrência de
fissuras de retração, especialmente de natureza hidráulica, decorrentes a fase inicial
de cura do concreto. Por isso, as juntas transversais e longitudinais de um PCA podem
ser mais espaçadas.
· Pavimento de concreto protendido (PCPRO): São pavimentos de concreto
que são constituídos simultaneamente de armaduras convencionais e de cordoalhas
protendidas, ou apenas estas últimas. A execução é feita com a protensão prévia ou
posterior nas barras de aço, que tem como objetivo criar um esforço de compressão
na estrutura antes mesmo de sua solicitação por cargas externas.
33
Com a atuação funcional do pavimento, os carregamentos exteriores, dados
por veículos ou por efeitos ambientais, apenas ocorrem tração do concreto protendido
quando o esforço prévio de compressão é superado, o que permite uma redução
apreciável na espessura da placa pela tolerância de maiores momentos fletores, ou
seja, tem uma elevada resistência à compressão do concreto, pela necessidade de
esforços primários de protensão em compressão. O PCPRO permite a execução de
grandes placas de concreto sem juntas de contração e com espessuras bem menores
que à dos PCS.
· Placas de concreto pré-moldadas (PCPM): As placas pré-moldadas
surgiram como solução para o problema antigo de conflito com o tráfego de veículos
gerado pela paralisação para serem feitas a manutenção ou execução de placas de
concreto in loco na pista de rolamento. Economicamente as placas de concreto pré-
moldadas são mais onerosas financeiramente do que a moldagem convencional em
pista, porém possuem inúmeras vantagens. Uma delas é a perfeita elaboração, por
ser um processo industrial é dimensionado com grande controle e precisão, as
medidas requeridas permitem a economia no dimensionamento das espessuras nas
placas, e as mais perfeitas soluções de curas, o que garante uma elevada resistência
e concreto mais homogêneos, a custos financeiros mais baixos.
Alguns aspectos são importantes no método construtivo das PCPM. Um dos
tópicos, é que para as placas pré-moldadas após serem posicionadas na pista de
rolamento, deve estar plenamente apoiado sobre a base, evitando-se vazios ou falta
de contato entre ambas, pois isso gera estados críticos sob a ação da temperatura e
de cargas entre veículos. Os concretos asfálticos são os materiais que melhor
garantem a planicidade para o assentamento das placas de concreto pré-moldadas.
Outra característica, é que para as placas pré-moldadas são necessários a
presença de armadura. Elas são alçadas, estocadas, transportadas, etc., exigindo
uma grande resistência em relação ao seu peso próprio, isto é, são normalmente
armadas para suportar seu próprio peso durante as movimentações necessárias. Um
ponto importante também é a presença de barras de transferência de carga e barra
de ligação nas juntas construtivas com outras placas.
34
5. APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS
O dimensionamento da pavimentação, seja ela rígida ou flexível, é a parte de
grande importância para a determinação das camadas estruturais que compõe o
corpo do revestimento, de forma que essas camadas sejam suficientes para resistir,
transmitir e distribuir as tensões resultantes da passagem dos veículos ao subleito,
sem que o conjunto sofra ruptura, deformações apreciáveis ou desgaste superficial
excessivo.
O tráfego ao ser analisado pelo método do DNER, ainda que haja a perspectiva
da consideração de diferentes cargas de eixo, considerando as suas variações
horárias, diária e sazonal, a deformabilidade elástica é considerada a partir de
resultados obtidos em ensaios laboratoriais e análises mecanísticas utilizando
programas específicos (Medina). São propostos como os principais parâmetros de
projetos: a deflexão, a tensão de tração na face inferior do revestimento e a tensão
vertical no subleito. No final, é proposto um critério de confiabilidade a partir das
médias e desvio padrão de “N”, parâmetros de resiliência e parâmetros de deformação
permanente.
Já no dimensionamento mecanístico parte-se de espessuras admitidas e
calcula-se o estado de tensões e deformações, que se comparam à valores limites
estabelecidos. A modelagem de uma estrutura de pavimento é complexa devido à
grande variação das características físicas dos materiais envolvidos, à difícil previsão
do carregamento a que a estrutura estará de fato submetida ao longo de sua vida útil
e ainda a ação dos fatores climáticos no comportamento e nas características dos
materiais componentes da estrutura, o que reforça o conhecimento da mecânica dos
pavimentos para análise mais profunda dos materiais utilizados nas camadas do corpo
estradal e suas respectivas deformações com a utilização dos pavimentos.
Não obstante, o presente pergaminho de conhecimento intrínseco ao correlato
estudo, se perfaz, no seu ponto nirvana de inflexão, tendo em vista, que os resultados
são provas irrefutáveis, ademais, por intermédio destas análises, podemos adentrar
de forma cristalina e até mesmo microscópica; no que tange os preceitos
fundamentais da pesquisa, mesmo, embora, dela ter sido feita através de artifícios de
analises experimentais. Sendo assim, ao passo do termino da iminência, obtivemos
os seguintes resultados, infra citados:
35
Dados para o Método do CBR:
• Características do Subleito
• LL = 36,4 %;
• LP = 20,6 %;
• TRB A-6 (IG7);
• CBR = 12,1 %;
• Características do Tráfego
• Baixo volume de tráfego;
• N Projeto 10^6;
• Parâmetros de Projeto
• CBR Base = 60 %;
• CBR Sub Base = 20 %;
• Revestimento TSD 2,5 cm.
Estrutura Dimensionada:
• Revestimento
• TSD 2,5 cm;
• Base
• Laterita de 15 cm;
• Sub Base
• Granular de Laterita de 15 cm;
• Subleito
• CBR 12,1 %, aplicada energia normal.
Resultados obtidos pelos dados anteriores, todavia, para o Método Mecanístico
Empírico (Medina):
• Resultado Ensaios Método Mecanístico-Empírico
• MR = 310,71𝜎30,30𝜎𝑑−0,46;
• DP = 310,71𝜎3−0,22𝜎𝑑1,90𝑁0,04;
• MCT LG’ (Classificação própria para solos
tropicais).
Estrutura Dimensionada:
• Revestimento
• TSD 2,5 cm;
36
• Base
• Com próprio solo fino local de 15 cm;
• Subleito
• Tratado na energia intermediária.
Fonte: ROZA, 2019.
Ao término das análises individuais, verifica-se uma inversão de
proporcionalidade onde a espessura da camada de revestimento vai ficando mais
delgada, à medida que o módulo de resiliência dos materiais vai aumentando.
A análise dos dimensionamentos feitos pelo método do DNIT traz certa
desconfiança ao se verificar que todas as rodovias apresentam estruturas muito
semelhantes, apesar da diferença notável do número “N”. Questiona-se então, se há
um superdimensionamento nas rodovias de carga leve, levando a gastos
desnecessários, ou se as rodovias mais carregadas oferecem a segurança esperada.
Verifica-se então, que no método do DNIT o fator de maior relevância no
dimensionamento é o CBR do subleito e, que os demais fatores têm atuações
coadjuvantes, porque se acredita que as estruturas obtiveram resultados parecidos
pelo fato de serem todas dimensionadas com CBR do subleito igual a 5%, podendo
ser alterado, já que os valores dos CBR’s da sub-base e base são fixados por normas
para todos os dimensionamentos.
37
6. CONCLUSÃO
De um modo geral, o método mecanístico mostra ser mais confiável que o
método empírico do DNIT, apesar dos métodos mecanísticos encontrarem certa
resistência ao seu uso no meio profissional da engenharia, ao se observar que o
ensaio de módulo de resiliência dos materiais realmente é mais complexo e depende
de um equipamento mais moderno, sugere-se que esta ferramenta possa ser
implantada como suporte técnico durante o desenvolvimento de um projeto, admitindo
o uso concomitante de outro método como agente principal de dimensionamento. Tal
afirmação justifica-se perante a existência de uma relação matemática entre o módulo
de resiliência e o CBR. Como últimas considerações em relação ao método empírico
do DNIT, pode-se dizer que o mesmo é classificado como operacionalmente fácil e de
baixo custo, por isso é tão difundido no Brasil.
38
REFERÊNCIAS
BALBO, T. José. Pavimentação Asfáltica: materiais, projetos e restauração. São
Paulo: Oficina de Textos, 2007.
BALBO, T. José. Pavimentos de Concreto. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2009.
BAUER, L. A. Falcão. Materiais de construção. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011.
v.2.
BENEVIDES, Sérgio A. de Sá; MOTTA, Laura M. Goretti; SOARES, Jorge B.
Dimensionamento de pavimentos asfálticos pelos métodos empírico do DNER e da
resiliência da COPPE/UFRJ em rodovias do Ceará. Artigo apresentado na XIV
ANPET. Gramado/RS. 1991.
BERNUCCI, Liedi Bariani. Pavimentação asfáltica: formação básica para
engenheiros. Rio de Janeiro: PETROBRAS: Abeda, 2006.
BERNUCCI, Liedi Bariani; MOTTA, Laura M. Goretti; CERATTI, Jorge A. Pereira;
SOARES, Jorge B. Pavimentação asfáltica – Formação básica para engenheiros. Rio
de Janeiro. PETROBRAS. ABEDA. 2008.
BRASIL. Ministério dos Transportes. Departamento Nacional de Infra-estrutura de
Transportes. Manual de pavimentação. 3. ed. Rio de Janeiro: DNIT, 2011.
BRITO, L.A.T. Avaliação e análise paramétrica do ensaio de compressão
diametral sob cargas repetidas em misturas asfálticas.180f. Dissertação
(mestrado) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Programa de
pós.graduação em engenharia, Porto Alegre, 2006.
CALLISTER JUNIOR, William D. Ciência e engenharia de materiais: uma
introdução. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008.
cargas dinâmicas harmônicas. 112f. Dissertação (mestrado) – Instituto Militar de
Engenharia, Rio de Janeiro, 2010.
COUTINHO, João Camilo Penna. Dimensionamento de pavimento asfáltico:
comparação do método DNER com um método mecanístico-empírico aplicada a um
trecho (Dissertação de mestrado Profissional em Engenharia Geotécnica do Núcleo
de Geotecnia da Escola de Engenharia da Universidade Federal de Ouro Preto,
setembro de 2011). Dissertação (mestrado) - UFRJ/ COPPE/ Programa de
Engenharia Civil.
39
DNER. Manual de reabilitação de pavimentos asfálticos. Ministério dos Transportes.
Departamento Nacional de Estradas de Rodagem. Diretoria de Desenvolvimento
Tecnológico. 1998.
DNER. Método de projeto de pavimentos flexíveis. Ministério dos Transportes.
Departamento Nacional de Estradas de Rodagem. Instituto de Pesquisas Rodoviárias.
1981.
DNIT. Manual de estudos de tráfego. Publicação IPR-723. Ministério dos Transportes.
Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. 2006.
DNIT. Manual de pavimentação. Publicação IPR-719. Ministério dos Transportes.
Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. 2006.
DNIT. Manual de restauração de pavimentos asfálticos. Publicação IPR-720.
Ministério dos Transportes. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes.
2006.
FONSECA, L.F.S. 2013. Análise das Soluções de Pavimentação do Programa
CREMA 2ª ETAPA do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes.
FRANCO, F.A.C.P. Método de Dimensionamento Mecanístico-Empírico de
Pavimentos Asfálticos: SisPav. 294 f. Tese (Doutorado) – Universidade Federal do
GARCIA, Amauri. Ensaio de materiais. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2015.
GONDIM, Y.C. Dimensionamento de Pavimentos de Concreto: Utilizando o
Programa Computacional Kenslab 2004 e Comparação com o Método da PCA
1984.282f. Dissertação (mestrado) – Centro de Ciências e Tecnologia da
Universidade Federal de Campina Grande. Paraíba. 2008.
HVEEM, F.N. Pavement deflections and fatigue failures. Washington, DC: Highway
Research Board Bulletin, 1955. v114.
MALYSZ, R. Desenvolvimento de um equipamento triaxial de grande porte para
avaliação de agregado utilizados como camada de pavimentos. 350 f. Tese
(Doutorado) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Programa de
pós.graduação em engenharia, Porto Alegre, 2009.
MEDINA, Jacques de. Mecânica dos pavimentos. Rio de Janeiro: UFRJ, 1997.
MEDINA, Jacques de; MOTTA, Laura M.G. Mecânica dos pavimentos. 3. ed. Rio de
Janeiro: Interciência, 2015.
MEDINA, Jacques; MOTTA, Laura M. Goretti. Mecânica dos Pavimentos. Rio de
Janeiro/RJ; COPPE/UFRJ, 1977.
40
MEHTA, P. Kumar; MONTEIRO, Paulo J.M.; HASPARYK, N. P. CONCRETO.
Microestrutura, Propriedades & Materiais. 2. ed. São Paulo: Ibracon, 2014.
MOTTA, L.M.G. Noções de Mecânica dos Pavimentos. Laboratório de Geotecnia -
PINTO, S., MOTTA, L. M. G. (1995). Catálogo de Curva de Fadiga. In: boletim
técnico nº16. Associação Brasileira de Pavimentação – ABPv.
PINTO, Salomão. Estudo do comportamento à fadiga de misturas betuminosas e
aplicação na avaliação estrutural de pavimentos. 1991. 478p. 1991. Tese de
Doutorado. Tese (Doutorado em Ciências em Engenharia Civil)–Coordenação dos
Programas de Pós-Graduação de Engenharia, Universidade Federal do Rio de
Janeiro, Rio de Janeiro.
PORTELA, E.L. Análise viscoelástica de materiais asfálticos considerando os
efeitos da temperatua e do dano.100f. Dissertação (mestrado) – Universidade
Federal do Ceará, Programa de pós.graduação em engenharia de transportes,
Fortaleza, 2011.
Programa de Engenharia Civil, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil. 2003
Rio de Janeiro, Programa de pós.graduação de engenharia, Rio de Janeiro, 2007.
ROZA, Dalla. MeDiNa - Método de Dimensionamento Nacional. Disponível em: <
encurtador.com.br/jqR49>. Acesso em: abr. 2019.
SENÇO, Wlastermiler. Manual de técnicas de pavimentação. São Paulo: Pini, 2007.
v. 2.
SHOOK, J.F.; FINN, F.N.; WITCZAK, M.W.; MONISMITH, C.L. Thickness design of
asphalt pavements: The asphalt institute Method: Proceedings, 5th International
Conference on the Structural,Design of Asphalt Pavements. Vol. 1,1982.
SILVA, J.E.M. Comportamento de concretos com fibras para pavimentação sob
SIMM JÚNIOR, G.P. Estudo do comportamento de estruturas de pavimentos com
materiais alternativos visando a redução de custos de pavimentação no estado
de Santa Catarina. 333f. Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Santa
Catarina, Programa de pós.graduação em engenharia civil, Florianópolis, 2007.
