Estudo dirigido de Pavimentação

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UNIVERSIDADE VILA VELHA – UVV
ENGENHARIA CIVIL
HYESSA REIS PASSOS
LEONARDO PAGUNG PETERSEN
MARQUEZI MEDEIROS DE OLIVEIRA
ESTUDO DIRIGIDO – PAVIMENTAÇÃO
VILA VELHA
2017
HYESSA REIS PASSOS
LEONARDO PAGUNG PETERSEN
MARQUEZI MEDEIROS DE OLIVEIRA
ESTUDO DIRIGIDO – PAVIMENTAÇÃO
Trabalho do curso de pavimentação apresentado à Universidade Vila Velha, do professor Rodrigo Nobrega, como requisito parcial para obtenção da nota.
VILA VELHA
2017
ESTUDO DIRIGIDO – PAVIMENTAÇÃO
Dada à contagem bidirecional anual total de veículos, calcular o número N segundo os critérios da metodologia USACE. 
Considerar que todos os veículos trafegam com a carga máxima legal, fator climático regional igual a 1 e pista simples, para um período de projeto de 10 anos e taxa de crescimento de veículos de 3,25% ao ano. Dimensione o pavimento considerando um CBR do subleito igual a 6%.
DADOS:
	Veículo
	Quantidade
	Passeio
	685.000
	Utilitário
	285.100
	Ônibus Urbano
	27.010
	Ônibus Interestadual
	10.220
	2C
	86.570
	3C
	111.395
	2S2
	35.450
	2S3
	113.258
	3S3
	26.354
	2C2
	8.735
	2C3
	35.800
	3J3
	3.200
	Total
	1.428.092
CÁLCULO DO VOLUME DE TRÁFEGO (VMDAT):
Considerando a Taxa de crescimento de veículos igual a 3,5% ao ano e aplicando a fórmula abaixo,
Onde: 
P = Volume de veículos no ano n.
P0 = Volume inicial de veículos.
t = Taxa de crescimento anual de veículos.
n = período em anos
No quadro foi realizado o cálculo do VMDAT, realizando-se a projeção para 10 anos.
Com VMDAT (10º ANO) = 5.387, verificamos a classe da rodovia e suas principais características geométricas.
	QUADRO Nº 111 - RECOMENDAÇÕES PARA DETERMINAÇÃO DA CLASSE DE RODOVIA DO SISTEMA RODOVIÁRIO ESTADUAL - DER/ES
	CLASSE
	REGIÃO
	VMDAT (10º ANO)
	Pista Dupla - Controle Total de Acessos
	0
	Plana
	> 12.000
	
	Ondulada
	> 5.300
	
	Mont.
	> 1.900
	Pista Dupla - Controle Parcial de Acessos
	I-A
	Plana
	> 12.000
	
	Ondulada
	> 5.300
	
	Mont.
	> 1.900
	Pista Simples
	I-B
	Plana (vis.: 80%)
	< 12.000
	
	Ondulada (vis.: 60%)
	< 5.300
	
	Mont. (vis.:40%)
	< 1.900
	II
	-
	> 700
	
	-
	< 1900
	III
	-
	> 300
	
	-
	< 700
	IV - A
	-
	> 50
	
	-
	< 200
	II - B
	-
	< 50
	QUADRO Nº 112 - PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS
	CLASSE
	CARACTERISTICAS
	REGIÃO
	
	
	PLANA
	OND.
	MONT.
	I-B
	Velocidade Diretriz
	100 km/h
	80 km/h
	60 km/h
	
	Raio Mínimo
	345 m
	210 m
	115 m
	
	Rampa Máxima
	3,00%
	4,50%
	6,00%
	
	Largura da Faixa de Tráfego
	3,60 m
	3,60 m
	3,60 m
	
	Largura do Acostamento
	3,00 m
	2,50 m
	2,50 m
	
	Largura da Faixa de Domínio
	40,00 m
	50,00 m
	60,00 m
CÁLCULO DOS FATORES DE VEÍCULOS
A tabela abaixo fornece as fórmulas, preconizadas pelas metodologias da “USACE”, a ser utilizada para o cálculo de FV, em função dos tipos de eixo e de seus pesos.
	CÁLCULO DOS "FATORES DE VEÍCULOS - FV"
	Tipos de Eixo
	Peso Máximo (Lei da Balança) FV USACE
	Tipos de Eixo
	Peso Máximo (Lei da Balança) FV 
	Ônibus Urbano (2BC)
	E1 = Eixo Simples = 6t
	3S3
	E1 = Eixo Simples = 6t
	
	E2 = Eixo Simples = 6t
	
	E2 = Eixo Tandem Duplo = 17t
	
	FV E1 =
	0,278
	
	E3 = Eixo Tandem Triplo = 25,5t
	
	FV E2 = 
	0,278
	
	FV E1 =
	0,278
	
	FV TOTAL = 
	0,556
	
	FV E2 = 
	8,549
	Ônibus Interurbano (2CB)
	E1 = Eixo Simples = 6t
	
	FV E3 = 
	9,300
	
	E2 = Eixo Duplo = 10t
	
	FV TOTAL = 
	18,127
	
	FV E1 =
	0,278
	2C2
	E1 = Eixo Simples = 6t
	
	FV E2 = 
	3,289
	
	E2 = Eixo Duplo = 10t
	
	FV TOTAL = 
	3,567
	
	E3 = Eixo Duplo = 10t
	2C
	E1 = Eixo Simples = 6t
	
	E4 = Eixo Duplo = 10t
	
	E2 = Eixo Duplo = 10t
	
	FV E1 =
	0,278
	
	FV E1 =
	0,278
	
	FV E2 = 
	3,289
	
	FV E2 = 
	3,289
	
	FV E3 = 
	3,289
	
	FV TOTAL = 
	3,567
	
	FV E4 = 
	3,289
	3C
	E1 = Eixo Simples = 6t
	
	FV TOTAL = 
	10,146
	
	E2 = Eixo Tandem Duplo = 17t
	3C3
	E1 = Eixo Simples = 6t
	
	FV E1 =
	0,278
	
	E2 = Eixo Tandem Duplo = 17t
	
	FV E2 = 
	8,549
	
	E3 = Eixo Duplo = 10t
	
	FV TOTAL = 
	8,827
	
	E4 = Eixo Tandem Duplo = 17t
	2S2
	E1 = Eixo Simples = 6t
	
	FV E1 =
	0,278
	
	E2 = Eixo Duplo = 10t
	
	FV E2 = 
	8,549
	
	E3 = Eixo Tandem Duplo = 17t
	
	FV E3 = 
	3,289
	
	FV E1 =
	0,278
	
	FV E4 = 
	8,549
	
	FV E2 = 
	3,289
	
	FV TOTAL = 
	20,665
	
	FV E3 = 
	8,549
	3J3
	E1 = Eixo Simples = 6t
	
	FV TOTAL = 
	12,116
	
	E2 = Eixo Tandem Duplo = 17t
	2S3
	E1 = Eixo Simples = 6t
	
	E3 = Eixo Duplo = 10t
	
	E2 = Eixo Duplo = 10t
	
	E4 = Eixo Tandem Duplo = 17t
	
	E3 = Eixo Tandem Triplo = 25,5t
	
	E5 = Eixo Tandem Duplo = t
	2S3
	FV E1 =
	0,278
	
	FV E1 =
	20,498
	
	FV E2 = 
	3,289
	
	FV E2 = 
	24,576
	
	FV E3 = 
	9,300
	
	FV E3 = 
	28,653
	
	FV TOTAL = 
	12,867
	
	FV E4 = 
	32,730
	
	
	
	
	FV TOTAL = 
	36,808
Tabela com valores de FV para cada tipo de eixo, necessário ao calcular do número N deste estudo dirigido.
	 
	VMDAT COMERCIAL
	FATOR DE VEÍCULO
	 
	VOL.
	(%)
	Fvi
	VMDAT x Fvi / ∑ VMDATci
	URBANO
	102
	5,90 %
	0,556
	0,033
	INTER.
	39
	2,26 %
	3,567
	0,081
	2C
	327
	18,92 %
	3,567
	0,675
	3C
	420
	24,31 %
	8,827
	2,145
	2S2
	134
	7,75 %
	12,116
	0,940
	2S3
	427
	24,71 %
	12,867
	3,180
	3S3
	99
	5,73 %
	18,127
	1,039
	2C2
	33
	1,91 %
	10,145
	0,194
	2C3
	135
	7,81 %
	20,665
	1,614
	3J3
	12
	0,69 %
	20,665
	0,144
	TOTAIS
	1.728
	100,00 %
	-
	9,900
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	FVUSACE = 
	9,900
	 
CÁLCULO DO NÚMERO N
Tendo o FVusace pode-se calcular os valores do número N conforme fórmula a seguir:
Onde,
N = Número equivalente de operações do eixo-padrão de 8,2 t;
VMDc = Somatório do volume de tráfego comercial ocorrente no ano;
FP = Fator de pista, neste caso, será considerado = 0,5;
FR = Fator climático reginonal, neste caso, será considerado = 1;
FV= Fator de veículo, calculado pelo método USACE.
	ANO
	TOTAL COMERCIAL
	FV
	FP
	VALORES N (USACE)
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	NO ANO 
	ACUM.
	2017
	0
	1.255
	9,900
	0,50
	2,27E+06
	 
	2018
	1
	1.296
	9,900
	0,50
	2,34E+06
	2,34E+06
	2019
	2
	1.338
	9,900
	0,50
	2,42E+06
	4,76E+06
	2020
	3
	1.381
	9,900
	0,50
	2,50E+06
	7,25E+06
	2021
	4
	1.426
	9,900
	0,50
	2,58E+06
	9,83E+06
	2022
	5
	1.472
	9,900
	0,50
	2,66E+06
	1,25E+07
	2023
	6
	1.520
	9,900
	0,50
	2,75E+06
	1,52E+07
	2024
	7
	1.570
	9,900
	0,50
	2,84E+06
	1,81E+07
	2025
	8
	1.621
	9,900
	0,50
	2,93E+06
	2,10E+07
	2026
	9
	1.673
	9,900
	0,50
	3,02E+06
	2,40E+07
	2027
	10
	1.728
	9,900
	0,50
	3,12E+06
	2,71E+07
	 
	TOTAL
	16.279
	 
	 
	 
	 
	 
	MÉDIA
	1.628
	 
	Sendo assim, N = 
	2,714E+07
Com o valor de número N encontrado, deve-se adotar a espessura mínima da camada do revestimento Betuminoso de acordo com a tabela a seguir.
Logo, com o valor de N=2,714E+07, é adotado o Concreto Betuminoso com 10,0 cm de espessura.
DIMENSIONAMENTO DA BASE E SUB-BASE
	Para dimensionar a espessura da camada de base e sub-base foram utilizadas os parâmetros abaixo:
BASE
SUB-BASE
Onde,
R = altura da camada de revestimento = 10 cm
Kr = coeficiente de revestimento = 2 (CUBQ) 
B = altura da camada de base
Ks = coeficiente de sub-base =1 (Materiais granulares)
Kb = coeficiente de base = 1 (Materiais granulares)
H20 = altura de base + revestimento
Cálculo da base:
	H20 = 77,67 x N^0,0482 x CBR^(-0,598)
	
	H20 = 77,67 x (2,71x10^7)^0,0482 x 20^(-0,598)
	
	
	
	
	
	H20 =
	29,55
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	R x Kr + B x Kb >= H20
	
	10 x2 + B x 1 >=29,55
	
	
	
	
	
	B>=
	9,55
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Badot = 15 cm, com CBR = 80; LL <= 25 e IP <=6.
Cálculo da sub-base:
	Hn = 77,67 x N^0,0482 x CBR^(-0,598)
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Hn = 77,67 x (2,71x10^7)^0,0482 x 8^(-0,598)
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Hn =
	51,11
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	R x Kr + B x Kb + h20 x Ks >= Hn
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	10 x 2 + 15 x 1 + h20 x 1 >= 51,11
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	h20 >=
	16,11
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
Portanto, adota-se: h20adot =20 cm, com CBR = 8%. 
Convém que seja feito reforço no subleito, uma vez que reduz o impacto financeiro.
Recalculando a sub-base
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Href = 77,67 x (2,71x10^7)^0,0482 x 10^(-0,598)
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Href =
	44,73
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Com o CBR = 10%, a camada de sub-base será composta por:
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	R x Kr + B x Kb + h20 x Ks >= Href
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	10 x 2 + 15 x 1 + h20 x 1 >= 44,73
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	h20 >= 
	9,73
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	
Portanto, será adotada uma camada de 10 cm, com CBR = 10% para sub-base.
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Cálculo do reforço do subleito
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	A camada de reforço do subleito será composta por:
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	R x Kr x B x Kb + h20 x Ks + href x 1 >= Hn
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	10 x 2 + 15 x 1 + 20 x 1 + 1 href >= 51,11
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	href >= 5,99 cm. 
Portando a camada de reforço do subleito deve ter 10 cm com CBR = 8%.
	 
	 
	 
	 
	 
Diante do volume de tráfego apresentado, verificou-se que se faz necessário a execução de estrutura com as seguintes camadas: revestimento, em CBUQ, com 10 cm de altura; base composta por materiais granulares, 15 cm de altura, CBR = 80 LL <= 25 e IP <=6; sub-base com CBR = 10 e altura de 20 cm. Além disso, neste caso também foi previsto a execução de reforço do subleito, com CBR = 8% e altura igual a 10 cm. Segue perfil abaixo:
	Cálculo dos DMT
	17,84
	Distãncia (Km)
	Estaca (Km)
	DMT
	J1
	2,50
	3,80
	8,43
	J2
	3,75
	6,20
	8,62
	J3
	1,25
	7,90
	5,77
	J4
	0,85
	9,30
	5,32
	J5
	1,50
	11,86
	6,44
	Usina
	0,00
	4,75
	5,43
	P1
	27,50
	0,00
	36,42
Mediante resultados apresentados na tabela acima, conclui-se que:
Para a camada de revestimento deve-se usar o material pétreo localizado em pedreira-P1 e o material betuminoso localizado em REDUC. O DMTtotal se dá pela distancia de (P1 – USINA), (REDUC – USINA) e DMT da USINA, obtendo-se um valor de:
DMTtotal de revestimento = 600,53 km
Para camada de Base será utilizado brita graduada simples oriunda da pedreira-P1.
DMTtotal de base = P1 = 36,42 km
Para a camada de sub-base será utilizado material da jazida J5, pois atende os parâmetros exigidos pelo DNIT para I.S.C.
DMTtotal da sub-base = J5 = 6,44 km
Para camada de reforço da subleito deverá ser utilizado material da jazida J3, já que o índice de suporte do solo é maior do que 6% e a expansão é de 0,5%.
DMTtotal da subleito = J3 = 5,77 km
	ITEM
	Descrição
	Quantidade
	Preço Unit.
	Preço Total
	I
	Escavação e carga de material de 1ª categoria (m³)
	63100,08
	2,57
	162.167,21
	II
	Execução de sub-base estabilizada, exclusive transporte (m³)
	23102,80
	14,77
	341.228,36
	III
	Transporte local de material (T)
	136324,36
	4,7
	640.724,49
	IV
	Imprimação, exclusive fornecimento e transporte de material betuminoso (m²)
	217648,00
	0,68
	148.000,64
	V
	Pintura de ligação , exclusive fornecimento e transporte de material betuminoso (m²)
	435296,00
	0,56
	243.765,76
	VI
	CBUQ (Binder), exclusive fornecimento e transporte de CAP e massa, inclusive transporte e fornecimento de agregados (T)
	20894,21
	98,43
	2.056.616,89
	VII
	CBUQ (Capa), exclusive fornecimento e transporte de CAP e massa, inclusive transporte e fornecimento de agregados (T)
	15801,24
	105,6
	1.668.611,45
	VIII
	Transporte de massa asfáltica (0,078 XP + 1,015 XR + 7,532) (T)
	36695,45
	12,28
	450.514,66
	TOTAL
	5.711.629,46
Especificações dos itens
I) Escavação e carga de material de 1ª categoria
Camada Sub-base: 31.188,78m³
Camada reforço do Subleito: 31.911,3m³
Volumo total de escavação: 63.100,08m³
II) Execução de sub-base
Volume total de execução: 23.102,8
III) Transporte local de material
Peso do material pétreo (P1) para camada de base: 56.865ton
Peso do material para camada de sub-base: 39.275ton
Peso do material para camada de reforço do subleito: 40.185ton
Peso total do transporte local de material: 136.324,36ton
IV) Área de Imprimação
Área total da rodovia: 217.648m²
V) Área da pintura de ligação
Área total da rodovia duplicada: 435.296m²
VI) CBUQ(Binder), inclusive transporte e fornecimento de agregados
Considerando peso específico de 2,4, Peso total: 20.894,21ton
VII) CBUQ(Capa), inclusive transporte e fornecimento de agregados
Considerando peso específico de 2,42, Peso total: 15.801,24ton
VIII) Transporte de massa asfáltica
De acordo com a fórmula 0,078 XP + 1,015 XR + 7,532, e valores obtidos no item anterior.
Peso total: 36.695,45ton
CONCLUSÃO
	Conforme análise precedente, o custo total da rodovia proposta pelo estudo dirigido foi de R$ 5.711.629,46.