Pavimentação Unidade V Dimensionamento 2

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6 - DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO 
 132 
Índice de Grupo 
IG 
Índice de Suporte 
ISIG 
0 20 
1 18 
2 15 
3 13 
4 12 
5 10 
6 9 
7 8 
8 7 
9 a 10 6 
11 a 12 5 
13 a 14 4 
15 a 17 3 
18 a 20 2 
 
 Tabela 1 - Valores de ISIG em função de IG 
 
DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES 
(DNIT) 
 
 MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO FLEXÍVEL 
 
Este método de dimensionamento foi proposto pelo Engenheiro Murillo Lopes 
de Souza, na década de 60, com base no ensaio C.B.R de O. J. Porter, no Índice de 
Grupo, de Steele e no que se refere ao tráfego, nos trabalhos do U.S. Corps of 
Engineers, apresentados por J. Turnbull, C. R. Foster e R. G. Alvhin. Os dados 
correspondentes aos coeficientes de equivalência estrutural são baseados nos 
resultados obtidos na pista experimental da AASHTO no final da década de 50. 
Na seqüência subleito, tráfego e materiais das camadas, o método pode 
assim ser apresentado. 
 
1 – Subleito 
 A idéia básica é adotar um Índice Suporte IS, calculado em função da média 
aritmética derivados de dois outros índices, o C.B.R e o IG. 
 
 IS = 
2
)( CBRIG ISIS
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Impõe-se a condição de que o 
Índice Suporte seja, no máximo, 
igual ao CBR: 
 
 IS CBR = ISCBR 
 
 Nos casos de anteprojetos, pode-se tomar IS = ISIG quando não se dispõe dos 
resultados de CBR dos materiais do subleito. 
 
1.1 - Materiais do Subleito 
- Os 20 cm superiores do subleito compactados com 100% AASHTO intermediário. 
- Expansão, medida no ensaio de C.B.R, menor ou igual a 2%. 
- C.B.R. 2% 
- No caso da ocorrência de materiais com CBR ou IS inferior a 2, é sempre 
preferível a fazer a substituição, na espessura de, pelo menos, 1 m, por material 
com CBR ou IS superior a 2. 
 
1.2 - Materiais para Reforço 
- C.B.R. maior do que o do subleito 
- Expansão 1% 
ISIG
 - Índice Suporte derivado do Indice 
de Grupo do solo 
ISCBR – Índice Suporte derivado do CBR 
 
 Numericamente: ISCBR = CBR 
6 - DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO 
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1.3 – Materiais para Sub-base 
- C.B.R. 20% 
- I.G = 0 
- Expansão 1% 
 
1.4 – Materiais para Base 
- C.B.R 80% 
- Expansão 0,5% 
- Limite de Liquidez 25% 
- Índice de Plasticidade 6% 
- Equivalente de Areia 20% 
- A granulometria deverá obedecer as faixas (Parte I) mostradas na tabela 2 
 
Caso o Limite de Liquidez seja superior a 25% e/ou o Índice de Plasticidade seja 
superior a 5, o material pode ser empregado em base, desde que o Equivalente de 
Areia seja superior a 30%. 
Pode ser tolerado o emprego, em base, de materiais com CBR 60% desde que 
haja carência de materiais e o período de projeto corresponda a um número de 
operações de eixo padrão igual ou inferior a 106 e atendam as faixas granulométricas 
especificadas E e F, da tabela 2. 
Os materiais para base granular devem se enquadrar numa das seguintes faixas 
granulométricas da parte I da tabela 2. 
A fração que passa na peneira no 200 deve ser inferior a 2/3 da fração que passa 
na peneira no 40. A fração graúda deve apresentar um desgaste Los Angeles igual ou 
inferior a 50. Pode ser aceito um valor de desgaste maior, desde que haja experiencia 
no uso do material. 
O CBR da camada superior terá sempre valor de CBR maior do que o da camada 
inferior. 
As misturas betuminosas devem ser dosadas, de preferencia, utilizando-se o 
ensaio Marshall. 
Tipos I II 
Peneiras A B C D E F 
2” 100 100 - - - - 
1” - 75-90 100 100 100 100 
3/8” 30-65 40-75 50-85 60-100 - 
NO 4 25-55 30-60 35-65 50-85 55-100 70-100 
NO 10 15-40 20-45 25-20 40-70 40-100 55-100 
NO 40 8-20 15-30 15-30 25-45 20-50 30-70 
NO 200 2-8 5-20 5-15 10-25 6-20 8-25 
Tabela 2 - Faixas de granulometria especificadas (DNER) 
 
A massa especifica exigida para a compactação do solo no campo definirá o 
CBR de projeto. Os c.p. que apresentarem inchamento superior a 4% indicam que os 
solos correspondentes devem ser rejeitados para emprego como subleito, mesmo que 
os valores de CBR sejam aceitáveis. 
Supõe-se sempre, que há uma drenagem superficial adequada e que o lençol 
d’água subterrâneo foi rebaixado a, pelo menos, 1,50 m em relação ao greide de 
regularização. 
 
 
 
 
6 - DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO 
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 Valores de CBR para alguns materiais 
 
Material CBR (%) 
Brita compactada 80 – 120 
Macadame hidráulico 80 – 120 
Solo cimento 40 – 60 
Solo estabilizado 20 – 40 
Areia (sem argila) 15 – 40 
Argila arenosa 6 – 10 
Silte argiloso plástico 3 - 5 
 
As argilas de alta plasticidade (IP muito elevado) e que tem CBR < 3% não 
devem ser usadas como material de subleito porque conduzem a espessuras grandes 
do pavimento, além de serem expansivas, incham com o aumento da umidade, sendo 
muito elásticas. 
Os solos com altos teores de matéria orgânica (solos turfosos e brejosos) tem 
baixíssima capacidade de suporte com CBR = 0% e jamais devem ser usados como 
material de subleito. Nesses casos indica-se sua remoção e substituição por solos de 
melhor qualidade de suporte. 
A espessura mínima a adotar para compactação de camadas granulares é de 
10 cm, a espessura total mínima para estas camadas, quando utilizadas, é de 15 cm e 
a espessura máxima para compactação é de 20 cm. 
 
2. Tráfego - As Cargas Rodoviárias 
 
 As rodovias são trafegadas por eixos de diversas configurações com cargas 
diversas. Convencionou-se internacionalmente um eixo de referência que pudesse 
traduzir a influencia deletéria dos eixos diversos sobre o pavimento. Foi escolhido o 
eixo simples padrão – ESP com roda dupla, com carga total de 8,2 tf (18.000 lb) e 
pressão de pneu de 5,6 kgf/cm2 (80 psi). 
 
2.1 – Veículos 
 
 Nas rodovias circulam veículos de passageiros (carros de passeio) e veículos 
comerciais (caminhões e ônibus). Do ponto de vista do projeto geométrico, leva-se em 
conta o tráfego total, mas do ponto de vista do dimensionamento do pavimento, o 
tráfego de veículos comerciais tem efeito preponderante no que diz respeito ao seu 
desgaste. 
 As cargas dos veículos comerciais são transmitidas ao pavimento através de 
rodas pneumáticas simples ou duplas, integrantes de eixos equipados em geral com 
duas rodas, e que são classificadas em eixos simples e eixos tandem. 
 A AASHTO, adota as seguintes definições: 
Eixos Simples ( roda simples ou roda dupla )- Um conjunto de duas ou mais 
rodas, cujos centros estão em um plano transversal vertical ou podem ser incluídos 
entre dois planos transversais verticais distantes de 1 m que se estendem por toda a 
largura do veículo. 
Eixo Tandem – Dois ou mais eixos consecutivos, cujos centros estão distantes 
de mais de 1 m e menos de 2,4 m e ligados a um dispositivo de suspensão que 
distribui a carga igualmente entre eixos. O conjunto de eixos constitui um eixo tandem. 
Carga por eixo simples - É a carga total transmitida ao pavimento por um 
eixo simples. 
Carga por eixo Tandem - É a carga total transmitida ao pavimento por um 
eixo Tandem. 
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 135 
Segundo o DNIT os veículos são classificados nas seguintes categorias: 
 
a) Automóveis; 
b) Ônibus; 
c) Caminhões leves, com dois eixos simples, de rodas simples; 
d) Caminhões médios, com dois eixos, sendo o traseiro de rodas duplas; 
e) Caminhões pesados, com dois eixos, sendo o traseiro “tandem”; 
f) Reboques e semi-reboques: as diferentes condições de veículos, em unidades 
multiplas. 
 
Como exemplo temos: 
 
1) Caminhão e ônibus com dois eixos simples 
 
 
 
 
 
 
2) Caminhão com dois eixos: 
 Um eixo simples e um eixo tandem 
 
 
 
3) Caminhão com 4 eixos: 
 dois eixos simples e dois eixos tandem 
 
 
 
2.2 – Legislação Atual sobre pesose dimensões 
 
A legislação atualmente em vigor sobre pesos e dimensões de caminhões e 
ônibus estabelece o seguinte: 
 
Peso bruto total (PBT) ou peso bruto total combinado (PBTC) 
 
 O PBT ou PBTC máximo não pode ultrapassar a capacidade máxima de 
tração (CMT) estabelecida pelo fabricante ou 45 toneladas (considera-se o menor dos 
dois). 
Um critério usual utilizado pelos fabricantes para estabelecer a CMT é adotar a 
relação de 6 t/hp. Assim, um cavalo mecânico exige, no mínimo, 270 hp para tracionar 
45 t. 
Dependendo do número e da configuração dos eixos o PBTC pode ser inferior 
a 45 t. Os veículos com PBTC superior a 45 t (treminhões e rodotrens) podem obter 
autorização especial para transitar desde que não ultrapassem os limites de peso por 
eixo ou o seu equivalente em termos de pressão transmitida ao pavimento e sejam 
compatíveis com as obras de arte rodoviárias do trecho a ser percorrido. 
 
 
 
 
 
 
 
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PESOS MÁXIMOS PERMITIDOS Por Eixo PBTC 
6 - DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO 
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Dimensões máximas dos veículos 
 
 Os comprimentos máximos são de 13,20 m para um veículo simples, 18,15 m 
para um veículo articulado (cavalo + semi-reboque) e 19,80 m para veículos com 
reboques, Enquanto a largura não pode ultrapassar 2,60 m, a altura está limitada a 
4,40 m. 
 Veículos com dimensões superiores exigem autorização especial para trafegar 
(AET). O comprimento máximo dos rodotrens e treminhões está limitado pelas 
autoridades de trânsito a 30 m. 
 A AET é obrigatória também para o trânsito de combinações com mais de duas 
unidades, incluindo a unidade tratora, e para veículos ou combinações com excesso 
de comprimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: “Lei da Balança no Brasil” 
Estudos Técnicos do TRC - 
Assoc. Nacional do Transp. Rodoviário de Carga. 1996. SP. 
 
 
6 - DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO 
 138 
2.2 - Determinação do Número N 
 
Quanto ao tráfego previsto, o pavimento é dimensionado em função do número 
equivalente de operações de eixo padrão durante o período de projeto escolhido, dado 
pela expressão N = VT . FV . FR , ou 
 
 N = 365 . Vm . P . (FC) . (FE) . (FR) 
 
 
VT – Volume total de tráfego no período de projeto 
Vm - Volume diário médio de tráfego no sentido mais solicitado, no ano médio do 
período do projeto. 
P - Período de projeto ou vida útil, em anos 
FC – fator de carga 
FE - fator de Eixo 
FV = FC x FE - fator de veículo 
FR – fator climático regional 
 
2.2.1 – Cálculo de Vm 
 
 É necessário adotar uma taxa de crescimento de tráfego para o período de 
projeto. Essa taxa deve levar em conta: 
 O tráfego atual: que utilizará o pavimento imediatamente após a 
construção, ou que já vinha utilizando a estrada. 
 O tráfego desviado: que será atraído de outras estradas existentes. 
 O tráfego gerado: que passa a existir devido as melhores condições 
oferecidas pela pavimentação. 
 
a) Crescimento Linear 
 
Admite-se uma taxa (t%) de crescimento linear anual, para o tráfego, 
obedecendo a uma progressão aritmética, tem-se: Vi = Vo [ 1 + ( i . t/100 )] 
Seja V1 , o tráfego mais solicitado, no primeiro ano do período de projeto, ou 
primeiro ano de operação do pavimento. 
Seja VP , o tráfego no mesmo sentido, no último ano de projeto. 
Chamando TDMo , o tráfego diário médio de tráfego atual – obtido no período 
de estudos e da construção . O tráfego inicial no sentido mais solicitado será: 
VO = TDMO . D/100 D – porcentagem de tráfego no sentido dominante. 
 
Quando o tráfego se distribui de maneira uniforme – em vias de duas faixas de 
tráfego e duas mãos de direção – em ambas as direções, ou seja D = 50%., tem-se: 
 
VO = TDMO/2 
 
 O tráfego no primeiro ano (p =1) do período de projeto será: 
 V1 = VO [ 1 + (1 x t/100) ] ou V1 = VO ( 1 + t/100 ) 
 
 O tráfego no ano P – ultimo ano do período do projeto será: 
 VP = V1 [ 1 + (P . t/100) ] 
 O volume diário médio de tráfego será: Vm = 
2
1 PVV
 
 
6 - DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO 
 139 
O volume total de tráfego, no sentido mais solicitado, que realmente deve 
solicitar o pavimento no período de projeto será: VT = 365 . Vm . P 
 
Exemplo: Seja um TDMO = 800 veículos/dia, com 60% dos veículos no sentido 
mais solicitado, numa via de duas faixas de tráfego e duas mãos. 
Taxa de crescimento linear do tráfego t = 5% 
Período de projeto P = 10 anos 
Tempo de execução das obras p = 1 ano 
 
VO = (800x60)/100 = 480 veic./dia 
V1 = 480x (1 + 5/100)] = 504 veíc./dia 
VP = 504 x [1 + (10 x 5/100)] = 756 veíc./dia 
Vm = 
2
)756504(
 = 630 veic./dia, no sentido mais solicitado 
 
VT = 365 x 630 x 10 = 2.299.500 
 
 
b) Crescimento Geométrico 
 
Neste caso, a taxa de crescimento de tráfego é a razão de uma PG, com 
formula geral: Vn = V1 ( 1 + t ) 
Tráfego no ano inicial do projeto: V1 = V0 (1 + t) 
Tráfego no último ano do período de projeto: VP = V1 ( 1+ t )
P 
Tráfego total: VT = 365. V1 [(1+t)
P – 1]/t 
 
 No Brasil, adota-se a taxa de crescimento em progressão aritmética. A 
obtenção da taxa histórica de crescimento de tráfego “t”, deve ser feita consultando os 
boletins de estatística de tráfego da região. Para o caso de não se dispor de fonte 
confiável, adota-se a taxa de 5% ao ano. 
 
2.2.1 – Fator Equivalente de Operações (FEO) - f 
 
É um número que relaciona o efeito de uma passagem de qualquer tipo de 
veículo sobre o pavimento com o mesmo efeito provocado pela passagem de um 
veículo considerado padrão. É dado pela expressão: Ev = f x Evp 
Ev – efeito da passagem de um veículo 
Evp – efeito da passagem de um veículo padrão 
Por exemplo, quando f = 9, representa um veículo cuja passagem tem o 
mesmo efeito que nove passagens do veículo padrão. 
 
2.2.2 – Fator de Veículo (FV)i 
 
O (FV)i de um determinado veículo i é o n
o de ESP equivalente a esse veículo. 
Por exemplo, dizer que o fator de veículo do caminhão 2C é 4,15 significa que uma 
passagem desse caminhão 2C provoca no pavimento o mesmo efeito degradador que 
a passagem de 4,15 eixos simples padrão. 
 No Brasil tem-se duas metodologias para a determinação dos FEO: a do 
Método de Dimensionamento do DNER/1966 (com base no U.S Corps of Engineering) 
– o qual admite que 2 cargas/eixo são equivalentes quando provocam no subleito a 
mesma tensão de cisalhamento, e a do procedimento para Restauração de 
Pavimentos do DNER (PTO-159-85) (com base nas fórmulas as AASHTO) – onde 2 
cargas/eixo são equivalentes quando provocam na superfície do pavimento o mesmo 
VT 2,3 . 10
6 veículos 
6 - DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO 
 140 
decréscimo no índice serventia (medido através de características determinadas na 
superfície do revestimento: irregularidades do perfil longitudinal, áreas fissuradas e 
remendadas e afundamento de trilhas de roda). Essas duas metodologias são 
denominadas respectivamente : DNER/66 e AASHTO. 
 
2.2.3 – Determinação do FEO e do (FV)i 
 
a) Método da AASHTO 
 
Roda Simples 
 
Eixo simples : FEO = 32,4
77,7
Q Q – peso total (tf) 
 
Roda Dupla 
 
Eixo Simples: FEO = 32,4
17,8
Q 
Eixo Duplo: FEO = 14,4
08,15
Q 
Eixo Triplo: FEO = 22,4
95,22
Q 
 
 
 
 
 
b) Método DNER 
 
- Os valores de FEO para eixos com roda dupla, são obtidosno ábaco 
apresentado a seguir. A carga por eixo com roda simples apresenta 
valores muito pequenos, sendo considerados desprezíveis. 
 
 
 
6 - DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO 
 141 
 
 
Valores de FEO para Eixos Triplos em “Tandem” 
 
Carga/
Eixo, tf 
 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 
FEO 
 
0,04 0,08 0,18 0,29 0,58 0,92 1,5 2,47 5,59 6,11 9,88 14,82 20,88 40,3 
 
 
Basicamente, as cargas máximas permitidas por lei no Brasil, são as seguintes: 
 
Configuração Carga / Eixo FEO 
DNER/66 AASHTO 
Roda Simples Eixo simples 5,0 - 0,15 
 
Roda Dupla 
Eixo simples 10,0 4,00 2,39 
Eixo Duplo 17,0 9,50 1,64 
Eixo triplo 25,5 9,20 1,56 
 
 
 
2.3 – Composição de tráfego 
 
Com os dados da pesagem, organiza-se um quadro, grupando-se os diversos 
eixos por intervalos de carga. 
 
6 - DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO 
 142 
Eixo simples 
(tf) 
No de eixos (%) VDMI fi fi x VDMi 
 
Eixo Tandem 
(tf) 
 
 
FC 100 
)( iVDM
 
)( iVDMf
 
 
2.3.1 – Fator de Carga (FC) 
 
Multiplicando-se ( fi ) pelo numero de veículos por dia, com uma determinada carga 
por eixo, obtem-se a equivalência para esse tipo de veículo: fi x VDMi . A soma 
desses produtos dá a equivalência de operações entre esses dois tráfegos: o tráfego 
em termos de veículo padrão e o tráfego real. O fator de Carga é determinado pela 
expressão: 
 
FC = 
i
ii
VDM
VDMf )( ou percentualmente: FC = 
100
)[%]( if
 
 
 
- Quando houver deficiências ou falta de dados, adotar FC = 1,70 
 
2.3.2 – Fator de Eixo. 
 
 Transforma o tráfego de numero de veículos padrão, em número de passagens 
de eixos equivalentes. Assim, calcula-se o número de eixos dos tipos de veículos que 
passarão pela via através da expressão: 
 
FE = P2 x 2 + P3 x 3 + ....+ Pn x n 
 
 
 P2 , P3 , ...., Pn - % de veículos com 2 eixo, 3 eixos, ....., n eixos 
 
 Por exemplo: Para um projeto em que se prevê 60% dos veículos com 2 eixos 
e 40% com 3 eixos, o fator eixo será: 
 
FE = 0,60 x 2 + 0,40 x 3 FE = 2,4. 
 
 FE pode, também, ser definido como o número que multiplicado pelo volume 
total de tráfego durante o periodo de projeto, dá o número de eixos solicitantes, n. 
 
n = VT x (FE) 
 
 
Exemplo: Em uma estrada, a amostragem contou 300 veículos comerciais assim 
constituídos: 200 veículos com 2 eixos, 80 veículos com 3 eixos e 20 veículos com 4 
eixos. Qual o valor de (FE). 
 
Cálculo do no de eixo: n = 200 x 2 + 80 x 3 + 20 x 4 = 720 eixos 
 
720 = 300 x (FE) (FE) = 2,4 
6 - DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO 
 143 
Duração 
(meses) 
Coeficiente 
climático 
3 2,0 
2 1,5 
7 0,7 
 
 Quando houver deficiência ou falta de dados, adotar: FE = 2,07 
 
A composição de tráfego sendo conhecida, significa dizer que se conhecem o 
Fator de eixos (FE) e as (%) com que incidem os eixos simples e eixos tandem, ou o 
numero de veículos por dia (VDMi), por diferentes categorias de peso. Com os dados 
da pesagem, organiza-se um quadro, grupando-se os diversos eixos por intervalos de 
carga. 
 
2.3.3 – Fator Veículo (FV) 
 
 Este fator, conforme definido no ítem 2.2.2, transforma o tráfego real, no 
período de projeto, em um tráfego equivalente de eixos padrão, pode ser determinado 
pela expressão: 
 
 FV = (FC) x (FE) 
 
 
No caso de anteprojetos de pavimento pode-se utilizar os dados da tabela abaixo: 
 
Caminhões 
médios (%) 
Caminhões pesados; Reboques 
e semi-reboques(%) 
(FV) 
50 50 6,8 
60 40 5,8 
70 30 4,7 
80 20 3,7 
 
2.4 – Fator Climático Regional (FR) 
 
 Este fator leva em consideração as variações de umidade dos materiais do 
pavimento durante as estações do ano, o que provoca variações na capacidade de 
suporte. É determinado pela média ponderada dos diferentes coeficientes, 
considerando-se o intervalo de tempo em que ocorrem. 
 
 FR = (ms/12)xFRs + (mc/12)xFRc + (mt/12)xFRt 
 
 
 ms – n
o de meses de seca , no ano 
 mc – n
o de meses de chuvas, no ano 
 mt – n
o de meses de clima temperado, no ano. 
FRs – Fator climático para os meses de seca 
FRc – Fator climático para os meses de chuvas 
FRt – Fator climático para os meses de clima temperado. 
Exemplo: Seja uma estrada em que prevalecem as seguintes condições durante o 
 ano: 
 
 
 
 
 
 
FR = (3/12)x2 + (2/12)x1,5 + (7/12)x0,7 FR = 1,16 
 
 
6 - DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO 
 144 
No Brasil, são sugeridos os FR em função da altura média anual de chuva (mm). 
 
Altura média anual chuva 
(mm) 
FR 
Até 800 0,7 
800 –1.500 1,4 
> 1.500 1,8 
 
Havendo falta de dados adotam-se valores médios a serem estabelecidos por 
região. Assim, conhecidos Vm , FC , FE e FR calcula-se a equivalência de operações 
de eixo padrão, pela expressão já vista : N = 365 .Vm . P . (FC) . (FE) . (FR) 
 
2.5 – Classificação do Tráfego 
 
O DNIT classifica o tráfego segundo o valor do no de equivalência de 
operações de eixo padrão (N). 
 
 
 
Solicitações Tráfego 
N < 106 Leve 
5x106 N 106 Médio 
5x107 N 5x106 Pesado 
N > 5x107 Muito Pesado