PDF - Número N

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método admite ainda que, nos casos de anteprojetos, pode-se to- Os materiais de base devem, ainda, apresentar uma das seguintes mar IS = quando não se dispõe dos resultados de C.B.R. dos ma- granulometrias: (Tabela 3.13). teriais do subleito. Assim, são alternativas para se chegar ao valor da capacidade de Tabela 3.13 suporte do subleito: Granulometrias especificadas a) em função do C.B.R. ou Tipos b) em função do IS; e Peneiras # A B C D E F c) em função do 2" 100 100 A compactação do subleito e outras camadas deve obedecer: 1" 75-90 100 100 100 100 3/8" 30-65 40-75 50-85 60-100 20 cm superiores do subleito, 0 reforço do subleito e a sub-base: no mínimo, da compactação obtida no ensaio A.A.S.H.T.O. 25-55 30-60 35-65 50-85 55-100 70-100 normal; 10 15-40 20-45 25-50 40-70 40-100 55-100 40 compactação da base: no mínimo, 100% do ensaio A.A.S.H.T.O. 8-20 15-30 15-30 25-45 20-50 30-70 № 200 2-8 5-20 5-15 10-25 6-20 8-25 As misturas betuminosas devem ser dosadas utilizando-se, de prefe- rência, ensaio de Bruce Marshall. Os materiais granulares a serem empregados no pavimento deverão obedecer: 2. Tráfego Materiais para reforço do subleito que apresentam um IS ou Quanto ao tráfego previsto, pavimento é dimensionado em função do C.B.R. inferior a 20 e superior ao do subleito; número equivalente de operações de eixo padrão durante período de projeto escolhido. Materiais para sub-base os que apresentam um IS ou C.B.R. igual ou superior a 20; N 365 (FC) (FE) (FR). Sendo: Materiais de base que apresentam: Vₘ = volume diário médio de tráfego no sentido mais solicitado, no C.B.R. > 60% ano médio do de projeto: Expansão ≤ 0,5% P = período de projeto ou vida útil, em anos; MANUAL DE TÉCNICAS DE PAVIMENTAÇÃO Limite de Liquidez ≤ 25% FC = fator de carga; de Plasticidade ≤ 6 FE = fator de eixo; Equivalente areia 20% FV = FC FE = fator de veículo; Caso Limite de Liquidez seja superior a 25% e/ou Índice de FR = fator climático regional. Plasticidade seja superior a 5, material pode ser empregado em base, desde que Equivalente areia seja superior a 30%. E. Para cálculo de é necessário adotar uma de crescimento de Pode ser tolerado emprego, em base, de materiais com C.B.R. = tráfego para período de projeto. Essa taxa de mento deve levar Dimensionamento 40% desde que haja carência de materiais e período de projeto em conta 0 crescimento histórico do tráfego da ser pavimentada corresponda a um número de operações de eixo padrão igual ou infe- ou, no caso de uma via nova, da contribuição das vias existentes que rior a 1.000.000 atendem à mesma ligação. A esse tráfego atraído ou desviado, deve-se somar tráfego gerado, ou seja, o tráfego que passa a existir devido Exemplo: às melhores condições oferecidas pela pavimentação. tratamento mais completo dessas previsões de crescimento de tráfego encontra- Seja um TDM 800 veíc./dia, com 60% dos veículos no sentido mais se no livro Estradas de Rodagem: Projeto. solicitado, numa via de duas faixas e duas mãos 2 fsm De uma forma simplificada, podem-se admitir dois tipos de crescimento Taxa de crescimento linear do tráfego ao ano de tráfego: crescimento linear e crescimento geométrico ou exponencial. Período de projeto P 10 anos CRESCIMENTO LINEAR Tempo de execução das obras: Chamando de V, tráfego no sentido mais solicitado, no primeiro ano do período de projeto primeiro ano de operação do pavimento - e Então: (800 60)/100 480 veíc./dia tráfego no mesmo sentido, no último ano desse período, tem-se: 480 [1 504 veíc./dia 504 (5x10)/100) 756 veíc./dia Chamando de TDM 0 tráfego diário médio de tráfego atual período dos Vₘ 756)/2 630 veíc./dia no sentido mais solicitado estudos e da construção -, tráfego no sentido mais solicitado será: V, 365 630 10 2.299.500 veículos TDM D/100 Em que D é a porcentagem do tráfego no sentido dominante, ou seja, CRESCIMENTO GEOMÉTRICO no sentido mais solicitado. Neste caso, a curva representativa de crescimento do tráfego é uma parábola com a fórmula geral: Quando tráfego se distribui de maneira uniforme em vias de duas faixas de tráfego e duas mão de direção em ambas as direções, ou seja, D 50%, tem-se: Partindo de um tráfego no sentido dominante, como visto no caso anterior, tráfego no ano inicial do período de projeto será: Chamando de número de anos necessários para a execução das sendo p número de anos de execução do pavi- obras de pavimentação e assim, para se atingir primeiro ano de opera- mento. ção, que é primeiro ano do período de projeto, tráfego nesse ano será: O tráfego total, no sentido dominante, no período de projeto P, será: Em que é a taxa de crescimento linear do tráfego, em porcentagem 365 MANUAL DE TÉCNICAS DE PAVIMENTAÇÃO ao ano. Exemplo: Para a 1 ano: (t/100)] Os mesmos dados do exemplo anterior levariam a: tráfego no ano P último ano do período de projeto será: 480 504 veíc./dia V, 1]/0,05 2.313.812 veículos E tráfego, no período projeto P, no sentido mais solicitado, que é o volume total de tráfego nesse período e nessa direção, será: 2,4 veículos no sentido dominante. A obtenção da taxa histórica de crescimento do tráfego, t, deve ser Dimensionamento feita consultando boletins de estatística de tráfego da região. Para V, representa, assim, tráfego que realmente deve solicitar o pavimento, 470 caso de não se conter com uma fonte confiável, é sugerida a adoção no período de projeto, no sentido mais solicitado, segundo as previsões. da taxa de 5% ao ano.CÁLCULO DO FATOR DE CARGA FC 30 O cálculo do fator de carga baseia-se no conceito de equivalência de 28 operações, mais especificamente no fator de equivalência de opera- 26 Eixos em Tandem (Duplos) ções (f). 24 O fator de equivalência de operações é um número que relaciona efeito 22 de uma passagem de qualquer tipo de veículo sobre o pavimento com 20 efeito provocado pela passagem de um veículo considerado padrão. As- 18 sim, por exemplo, quando fator de equivalência de operações é igual a 16 9, deve-se interpretar como um veículo cuja passagem representa 0 mes- 14 mo efeito que nove passagens do veículo padrão; um veículo com um 12 fator de equivalência de operações igual a 0,2 deve ser interpretado como 10 a necessidade de cinco passagens desse veículo para equivaler a uma 8 passagem do veículo padrão. 6 No método, o veículo padrão adotado é veículo americano de 18.000 4 libras por eixo simples de roda dupia ESRD ou seja, 9.000 libras 2 como carga de roda. Todos veículos previstos em projeto para circu- 0 lar pela via serão relacionados com o veículo padrão, para se obter 0,0001 0,001 0,01 Carga poir eixo em tonelada-força (tf) 0,1 1,0 10 100 1.000 um tráfego representado por um número de passagens desse veículo Fator de equivalência de operações padrão, passando tantas vezes quanto necessário para reproduzir 20 efeito do tráfego diversificado que realmente vai passar pela via no período de projeto. 18 Eixos Simples 16 Sendo veículo padrão de 18.000 libras por eixo simples, ou seja 8,172 14 8,2 tf por eixo simples, veículos com carga por eixo simples superior 12 a 8,2 tf terão fator de equivalência de operações maior que a unidade; 10 inversamente, veículos com carga por eixo simples inferior a 8,2 8 terão fator de equivalência menor que a unidade. 6 Os valores do fator de equivalência de operações são apresentados 4 nos ábacos da Fig. 3.29, na escala ábaco da parte 2 inferior destina-se a fornecer as equivalências para eixos simples, en- 0 MANUAL DE TÉCNICAS DE PAVIMENTAÇÃO quanto o ábaco da parte superior destina-se a fornecer as equivalênci- 0,0001 0,001 0,01 0,1 1,0 10 100 1.000 as para eixos em tandem. Fatores de equivalências de operações (f) Multiplicando-se valores do fator de equivalência pelo número de Fig. 3.29 veículos por dia, com uma determinada carga por eixo, obtém-se a Fatores de equivalência de operações (f) equivalência, para esse tipo de veículo, no período considerado, geral- mente em veículos por dia. A soma desses produtos referentes a to- dos veículos que trafegarão pela via dá a equivalência de opera- ções entre esses dois tráfegos: 0 tráfego em termos de veículo padrão Dimensionamento e tráfego real. Os valores dados pelos ábacos estão reproduzidos na Tabela 3.14.Tabela 3.14 Consultando os ábacos ou a tabela mencionada, verifica-se que car- Fatores de equivalência de operações gas por eixo inferior a 4 toneladas praticamente não influem no resul- tado final, que pode ser interpretado como considerar-se apenas veículos comerciais para cálculo do fator de carga, desprezando-se, Eixo simples Fator de Eixo em tandem Fator de entre outros, todos os veículos de passageiros, duas cargas por eixo, carga por eixo equivalência carga por equivalência como é sabido, são bastante inferiores àquele valor. estrutural estrutural (tf) (f) (tf) (f) Quando houver deficiências ou falta de dados, é proposto adotar 1 0,0004 1 0,001 valor FC = 1,700. 2 0,004 2 0,002 Dentro da linha de comparar tráfego total do período de projeto com 3 0,020 3 0,005 o estoque de um supermercado, ter-se-ia com a aplicação dos fatores 4 0,050 4 0,010 de carga um estoque representado por embalagens iguais, cada uma 5 0,100 5 0,020 correspondendo à passagem do veículo padrão. Assim, para um 6 0,200 6 0,060 culo real pesado seriam retiradas tantas embalagens quanto a equiva- 7 0,500 7 0,100 lência desse veículo com veículo padrão. Com estoque esgotado, estaria esgotada a vida útil do pavimento, representada, no projeto, 8 1,000 8 0,200 pelo período de projeto. 9 2,000 9 0,400 10 3,000 10 0,600 CÁLCULO DO FATOR DE EIXO FE 11 6,000 11 0,700 É um fator que transforma o tráfego em número de veículos padrão 12 9,000 12 1,300 no sentido dominante 365 P. (FC), em número de passagens de 13 15,000 13 2,000 eixos equivalentes. Para tanto, calcula-se o número de eixos dos ti- 14 25,000 14 3,100 pos de veículos que passarão pela via. A expressão correspondente seria: 15 40,000 15 4,000 16 50,000 16 6,000 FE 2 3 + + n 17 80,000 17 7,000 Sendo: 18 110,000 18 10,000 = porcentagem de veículos de 2 eixos; 19 200,000 19 15,000 = porcentagem de veículos de 3 eixos; e 20 260,000 20 20,000 21 30,000 = porcentagem de veículos de n eixos. MANUAL DE TÉCNICAS DE PAVIMENTAÇÃO 22 35,000 + + 100% 23 45,000 Por exemplo, para um em que se prevêm 60% dos veículos 24 55,000 com dois eixos e os outros 40% com três eixos, fator de eixo será: 25 70.000 FE = (60/100) 2 + (40/100) 3 = 1,2 + 1,2 2,4 26 FE 2,4 27 100,000 28 130,000 Quando houver deficiência ou falta de dados, é proposto adotar o valor Dimensionamento FE 2,07. 29 160,000 30 190,000 Exemplo de cálculo de FC e FE. Dados do tráfego.Tabela 3.15 No exemplo resolvido, tráfego foi dado em porcentagem para cada Dados de tráfego tipo de veículo. A utilização dos dados de tráfego em veículos por dia não implica nenhuma dificuldade. Eixos simples (ton) de eixos % número N pode ser também associado ao estoque de um supermer-Cálculo do fator de carga: Para uma avaliação das possibilidades em termos de capacidade prá- FC = 1.334/1.041 = 1,282. tica de uma rodovia, pode-se lançar mão dos dados fornecidos pelo Bureau of Public Roads, mostrados na Tabela 3.20. Porcentagem dos veículos de dois eixos: [(540 + 280 + 98)/1.041] 100% 88,2% Tabela 3.20 Porcentagem dos veículos de três eixos: Capacidade de rodovias n3 34)/1.041] 100% 9,7% Capacidade VDM de automóveis e Porcentagem dos veículos de quatro eixos: caminhões (duas direções) Porcentagem de Rodovia rural Rodovia rural Rodovia urbana (22/1.041) 100% 2,1% veículos com 2 faixas de com 4 faixas de com 4 faixas de Verificação: 88,2 + 9,7 2,1 100% tráfego tráfego tráfego 0 5.750 19.250 37.500 FE = (88,2/100) 2 + (9,7/100) (2,1/100) 10 5.200 17.500 34.000 1,764 0,873 + 0,084 2,721 20 4.800 16.050 31.000 Cálculo do fator de veículo: FV = 1,282 2,721 3,488. Verifica-se, nessa tabela, que as porcentagens de veículos comerci- Sendo fator de veículo FV - produto FC FE, ou seja, um fator ais estão bastante abaixo das porcentagens verificadas no Brasil. Nos que transforma o tráfego real, no sentido dominante, no período de anos 60, essa porcentagem oscilava entre 60% e 70%; nos anos 70, projeto, em um tráfego equivalente de eixos padrão, pode-se conside- caíram para 50% a 60% e, daí, declinaram nos anos 80 e continuam rar que, para um fator de veículo FV, relativo ao e sendo pi a declinando nos anos 90. A porcentagem crescente de veículos de porcentagem com que esse veículo contribui para tráfego total passageiros eleva sua participação, hoje, a valores acima de 70% do fator de veículo total será: tráfego das rodovias. Os dados da Tabela 3.21 devem ser adaptados na medida em que Para anteprojetos de pavimento, podem-se utilizar os valores constan- a indústria automobilística fabrica mais veículos de passageiros tes da Tabela 3.19. do que veículos comerciais, acrescido do fato de que as importa- ções têm por objetivo maior os veículos de passageiros. Além dis- so, a porcentagem deve ser condicionada às condições locais de Tabela 3.19 tráfego. Valores de FV para anteprojetos Tabela 3.21 Caminhões Caminhões pesados médios reboques e semi-reboques Valores admitidos (FV) (%) (%) 50 Número de faixas de 50 6,8 Porcentagem de veículos comerciais tráfego (2 sentidos) na faixa de projeto 60 40 5,8 Dimensionamento 2 50 70 30 4,7 4 35 a 48 80 20 3,7 6 ou mais 25 a 48CÁLCULO DO FATOR CLIMÁTICO REGIONAL Tabela 3.23 Para levar em conta as variações de umidade dos materiais do pavi- Fator climático mento durante as diversas estações do ano que se traduz em vari- ações de capacidade de suporte desses materiais -, número equiva- Altura média anual de chuva Fator climático regional lente de operações do eixo tomado como referência ou padrão, que é (mm) (FR) um parâmetro de tráfego deve ser multiplicado por um coeficiente Até 800 0,7 (FR) que varia de 0,2 ocasiões em que prevalecem baixos teores de De 800 a 1.500 1,4 umidade a 5,0 ocasiões em que materiais estão praticamente Mais de 1.500 1,8 saturados. coeficiente final a adotar é uma média ponderada dos diferentes coe- ficientes, levando-se em conta espaço de tempo em que ocorrem. Havendo falta de dados, podem-se adotar valores médios a serem estabe- lecidos por região. Para Estado de São Paulo, por exemplo, pode-se ado- FR + (m/12) FR, tar FR 1,4, com majorações nas regiões de Ubatuba e Vale do Ribeira. Calculados FC, FE e FR, calcula-se a equivalência de operações, Sendo: número N, pela expressão já vista: número de meses de seca, no ano; N 365 (FC) (FE) (FR). mc número de meses de chuvas, no ano; e ÁBACO DE DIMENSIONAMENTO m, = número de meses de clima temperado, no ano. Dispondo dos Índices Suporte, do subleito, do reforço do subleito e da sub-base, pode-se obter, no ábaco da Fig. 3.30, em primeira aproxima- = fator climático para os meses de seca; ção, as espessuras necessárias, respectivamente, acima dessas ca- = fator climático para meses de chuva; e madas. A simbologia a ser adotada é: fator climático para meses de clima temperado. Subleito: IS m; Exemplo: Reforço do subleito: IS n; e Seja uma estrada em que prevalecem as seguintes condições duran- Sub-base: IS 20. te ano: ábaco dará as espessuras necessárias acima dessas camadas, sem levar em conta a qualidade dos materiais que irão compor pavimen- Tabela 3.22 to. Admite-se que todos os materiais das camadas são iguais quanto MANUAL DE TÉCNICAS DE PAVIMENTAÇÃO Coeficiente climático ao comportamento estrutural, correspondente a um coeficiente de equi- Duração Coeficiente climático valência estrutural K = 1, a ser definido a seguir. 3 meses 2,0 Então, tem-se (Figs. 3.30 e 3.31). 2 meses 1,5 Subleito: IS m 7 meses ábaco 0,7 Tráfego: N Então: é a espessura total necessária do pavimento para materiais de K = 1. Reforço do subleito: IS n FR } ábaco Tráfego: N Dimensionamento 480 São sugeridos para Brasil seguintes fatores climáticos regionais, a espessura necessária de pavimento acima do reforço, ou seja, em função da altura média anual de chuva em mm: sub-base mais base mais revestimento, para materiais de K 1. 481