Pavimentação 15 22 29

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ENGENHARIA CIVIL
ESTRADAS: PAVIMENTAÇÃO
Professor: Amaury Figueira
Estudos geotécnicos
Reconhecimento do subleito
 Para o dimensionamento de um pavimento
rodoviário é indispensável o conhecimento do solo
que servirá para a futura estrutura a ser
construída.
Reconhecimento do subleito -
Objetivos
 De acordo com DNER (1996):
O estudo do subleito de estradas de rodagem com
terraplenagem concluída tem como objetivo o
reconhecimento dos solos visando à caracterização
das diversas camadas e o posterior traçado dos
perfis dos solos para efeito do projeto de
pavimento
Sequência dos serviços - 1
 Inspeção expedita no campo
Sequências dos Serviços - 2
 Coleta da Amostra / Ensaios
Sequências dos Serviços - 3
 Traçado do perfil longitudinal
 De posse dos resultados dos ensaios feitos em cada
camada ou horizonte de cada furo, traça-se o perfil
longitudinal de solos constituintes do subleito estudado.
Inspeção expedita de campo
 Para a identificação das diversas camadas de solo,
pela inspeção expedita no campo, são feitas
sondagens no eixo e nos bordos da estrada,
devendo estas, de preferência, serem executadas a
3,50 m do eixo. Os furos de sondagem são
realizados com trado ou pá e picareta.
 A profundidade dos furos de sondagem será, de 
modo geral, de 0,60 m a 1,00 m abaixo do greide
projetado para a regularização do subleito.
Inspeção expedita de campo
Todos os elementos referidos,
obtidos durante a inspeção
expedita, são anotados no
"Boletim de Sondagem"
Coleta de amostras e execução dos 
ensaios
Índice Suporte Califórnia (I.S.C.)
A norma NBR-9895:1987 recomenda a consulta às NBRs 5734-
Peneiras para ensaio, 6457-Preparação para ensaio normal de
compactação e ensaios de caracterização e 7182-Ensaio de
Compactação
Esta Norma prescreve o método para a preparação de
amostras de solos para os ensaios de compactação e de
caracterização (análise granulométrica, determinação dos
limites de liquidez e plasticidade, massa especifica dos grãos
que passam na peneira de 4,8 m e massa específica, massa
específica aparente e absorção de água dos grãos retidos na
peneira 4,8 m). Esta é uma das normas citadas pela NBR
9895:1987.
Índice Suporte Califórnia (I.S.C.)
Índice Suporte Califórnia (I.S.C.)
Traçado do perfil longitudinal / 
apresentação dos resultados
 Os resultados dos ensaios de laboratórios devem 
constar de um "Quadro - Resumo de Resultados de 
Ensaios“.
Boletim de Sondagem
Quadro Resumo
Estudo das ocorrências de materiais 
para pavimentação
 Nesta fase são feitos estudos específicos nas
Jazidas da região próxima à construção da
rodovia que serão analisadas para possível
emprego na construção das camadas do pavimento
(regularização do sub-leito, reforço, subbase, base
e revestimento ).
Estudo das ocorrências de materiais 
para pavimentação
 Estes estudos são baseados nos dados da Geologia
e Pedologia da região e podem ser utilizados
fotografias aéreas, mapas geológicos, além de
pesquisa com os moradores da região,
reconhecimento de jazidas antigas, depósitos
aluvionares às margens dos rios, etc.
 ver link: http://www.drm.rj.gov.br/index.php/areas-de-
atuacao/43-cartasgeologicas/95-cartageologicasinopse
Reconhecer Jazida
Depósitos aluvionares às margens dos rios
Estudo das ocorrências de materiais 
para pavimentação
 Prospecção preliminar
 Inspeção expedita no campo;
 Sondagens
 Ensaios de laboratórios
Principais Exigências na 
Prospecção Preliminar
 Para reforço do subleito: características geotécnicas
superiores a do subleito, demonstrados pelos ensaios
de I.S.C. e de caracterização (Granulometria, LL, LP).
 Para sub-base granulometricamente estabilizada: 
ISC > 20 e Índice do Grupo IG = 0 para qualquer 
tipo de tráfego.
 Para base estabilizada granulometricamente:
 Limite de Liquidez máximo: 25%
 Índice de Plasticidade máximo: 6%
 Equivalente de Areia mínimo: 30%
Quanto à granulometria, deverá estar enquadrada em 
uma das faixas das especificações:
Estudo das ocorrências de materiais 
para pavimentação
 Prospecção definitiva
 Sondagens e coleta de amostras
 Ensaios de laboratório
 Avaliação de volume das ocorrências
Avaliação de volume das ocorrências 
– cubagem
Com a rede de furos lançada (de 30 em 30m) e com a profundidade de
cada furo e cada horizonte, pode-se calcular o volume de cada tipo de
material encontrado na jazida.
As quantidades mínimas de materiais de ocorrência a serem
reconhecidas, para cada quilômetro de pavimento de estrada, são
aproximadamente as seguintes:
Apresentação dos resultados
 Boletim de Sondagem
 Quadro-resumo dos Resultados dos Ensaios
 Análise Estatística dos Resultados
 Planta de Situação das Ocorrência
 Perfis de Sondagem Típicos
Planta de Situação de Ocorrências
Perfil de Sondagem Típico
Dimensionamento do Pavimento de 
Pavimento Flexível
 As cargas rodoviárias: são transmitidas ao
pavimento através das rodas dos pneumáticos. Para
efeito de dimensionamento de pavimentos o
tráfego de veículos comerciais (caminhões, ônibus) é
de fundamental importância.
 No projeto geométrico são considerados tanto o
tráfego de veículos comerciais quanto o tráfego de
veículos de passageiros (carro de passeio),
constituindo assim o tráfego total.
As cargas rodoviárias:Os eixos
 As rodas dos pneumáticos (simples ou duplas) são 
acopladas aos eixos, que podem ser classificadas 
da seguinte forma:
 Eixos Simples: 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 100 cm, que se estendam por
toda a largura do veículo.
As cargas rodoviárias:Os eixos
 Eixos Tandem:
Quando dois ou mais eixos consecutivos, cujos centros 
estão distantes de 100 cm a 240 cm e ligados a um 
dispositivo de suspensão que distribui a carga 
igualmente entre os eixos (balancin). 
O conjunto de eixos constitui um eixo tandem.
As cargas rodoviárias:Os veículos
 No Brasil os veículos comerciais devem obedecer a certos 
limites e as cargas por eixo não podem ser superiores a 
determinados valores, segundo a legislação em vigor.
 Quem regulamenta estes limites para as cargas máximas 
legais é a chamada lei da balança.
 Código de Trânsito Brasileiro através da Lei No 9.043 de
23/09/97 e da Resolução No 12 de 6/12/98 do
CONTRAN regulamentou as seguintes cargas máximas
legais no Brasil:
As cargas rodoviárias:Os veículos
Área de contato entre pneumático e
pavimento
 Quando os pneus são novos a área de contado é 
elíptica, tornando-se velhos a área toma o formato 
retangular. Pode ser expressa da seguinte forma:
O tráfego rodoviário
 Volume de tráfego: Número de veículos que passa
em um ponto da rodovia, em determinado intervalo
de tempo: hora, dia, mês, ano.
 Volume médio diário (Vm ou VMD): Número de
veículos que circulam em uma estrada durante um
ano, dividido pelo número de dias do ano.
 Volume diário de tráfego
 Capacidade de tráfego de uma faixa: Número 
máximo de veículos de passageiros que podem 
passar por hora na faixa de tráfego.
Crescimento do tráfego
 O projeto de um pavimento é feito para um período
de tempo, denominado período “P”, expresso em anos.
 No início do período “P” admite-se um volume inicial de
veículos denominado “Vo”.
 Durante o decorrer do período de utilização da
rodovia o volume de veículos tenderá a aumentar,
aparecendodaí as denominações de tráfego Atual,
tráfego Desviado e tráfego Gerado.
 No final do período “P” o volume final de veículos é
chamado de tráfego final, designado pelo termo “Vt”.
Crescimento em progressão 
aritmética ou crescimento linear
Crescimento em progressão geométrica ou
crescimento exponencial
O conceito de eixo padrão rodoviário
Estudo do tráfego
 Número de eixos que solicitam o pavimento 
durante o período de projeto  “n”
 n = Vt x FE
 FE - Fator de Eixo: É o número que multiplicado pela
quantidade de veículos dá o número de eixos.
 É calculado por amostragem representativa do 
trafego em questão, ou seja:
Estudo do tráfego
 Número “N”: Representa o número de repetições 
de carga equivalente a um eixo de 8,2 ton tomado 
como padrão (Eixo Padrão Rodoviário).
 Este é o parâmetro de maior importância na maioria
dos métodos e processos de dimensionamento de
pavimentos.
 N = n x FC
 FC (Fator de carga): o número que multiplicado pelo número
de eixos dá o número equivalente de eixos padrão.
Determinação do Fator de Carga (FC)
 É conseguido através de gráficos específicos e é
função da valor da carga de eixo (simples, tandem
duplo, tandem triplo).
Expressão para o Cálculo do FC
Dedução do Valor de N
I. n = Vt x FE
II. N = n x FC
III. Aplicando (I) em (II): N = Vt x FE x FC
IV. N = 365 x P x Vm x FE x FC
Entendo melhor sobre o assunto!
 Dimensionamento do pavimento de uma rodovia 
que terá um volume médio diário de 2500 veículos 
para um período de projeto de 10 anos.
 Amostragem de 300 veículos comerciais:
 200 veículos com 2 eixos; 80 veículos com 3 eixos e 20 
veículos com 4 eixos.
Porcentagens incidentes sobre o 
tráfego
Como calcular o N????
 a) Cálculo do número total de eixos da amostragem 
(n):
 n = 200 x 2 + 80 x 3 + 20 x 4 = 720
b) Cálculo de FE
 n amost = Vt amost x FE
 n = 720
 Vt amostra = 300
 FE = 720/300 = 2,4
c) Cálculo de FC
 Dado pela Tabela Estatística
Cálculo do “N”
 N = 365 x P x Vm x FE x FC
 N = 365 x 10 x 2500 x 2,4 x 0,5464
 N = 1,19 x 107
 AULA – 29/3 – DIMENSIONAMENTO PAVIMENTO 
FFLEXÍVEL
Dimensionamento de pavimentos flexíveis 
(método do DNIT)
 O subleito
 Análise pelo CBR – corpos de prova indeformados ou moldados em
laboratório para as condições de massa específica aparente e
umidade especificada para o serviço.
 Recomenda-se que o grau de compactação seja de 100%.
 Os materiais do subleito devem apresentar uma expansão, medida
no ensaio C.B.R., menor ou igual a 2% e um C.B.R. ≥ 2%.
Classificação dos materiais
empregados no pavimento.
A. Materiais para reforço do subleito, os que apresentam:
 C.B.R. maior que o do subleito;
 Expansão ≤1% (medida com sobrecarga de 10 lb).
B. Materiais para sub -base, os que apresentam:
 C.B.R. ≥ 20%
 I.G. = 0
 Expansão ≤1% (medida com sobrecarga de 10 lb).
C. Materiais para base, os que apresentam:
 C.B.R. ≥ 80%
 Expansão ≤0,5% (medida com sobrecarga de 10 1bs)
 Limite de liquidez ≤ 25%
 Índice de plasticidade ≤ 6%
Classificação dos materiais 
empregados no pavimento.
 Caso o limite de liquidez seja superior a 25% e/ou
índice de plasticidade seja superior a 6; o material
pode ser empregado em base (satisfeitas as demais
condições), desde que o equivalente de areia seja
superior a 30.
 Para um número de repetições do eixo -padrão, 
durante o período do projeto N ≤ 5x106,podem ser 
empregados materiais com C.B.R. ≥ 60%
Enquadramento das faixas
granulométricas
O tráfego
 O pavimento é dimensionado em função do número 
equivalente (N) de operações de um eixo tomado 
como padrão, durante o período de projeto 
escolhido.
Fator climático regional
 Para levar em conta as variações de umidade dos materiais do 
pavimento durante as diversas estações do ano (o que se traduz em 
variações de capacidade de suporte dos materiais) o número 
equivalente de operações do eixo-padrão ou parâmetro de 
tráfego N;
 É um coeficiente multiplicador que varia do menor indicador de 
úmidade (0,2) até valores de saturação mais elevados (5) é umas 
das vertentes clássicas;
 Uma outra forma de se avaliar é referente às espessuras das 
camadas do pavimento.
 Para melhor conformação: realiza-se a média ponderada dos 
diferentes coeficientes sazonais x tempo de incidência.
 O fator regional considerado para um projeto em umidade de 
equilíbrio adota-se FR= 1,0.
Coeficiente de equivalência estrutural
Espessura mínima de revestimento
Dimensionamento do pavimento
Dimensionamento do pavimento
 Considerações importantes:
 Calculo da altura da camada do Pavimento;
 Parametrizada pelo N e pelo CBR 
 Drenagem superficial adequada e que o lençol d'água 
subterrâneo foi rebaixado a, pelo menos, 1,50 m em 
relação ao greide de regularização.
 C.B.R. ou I.S. inferior a 2, é sempre preferível a fazer a
substituição, na espessura de, pelo menos, 1 m, por
material com C.B.R. ou I.S. superior a 2.
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.
Caracterização das Camadas
 Hm designa, de modo geral, a espessura total de 
pavimento necessário para proteger um material 
com C.B.R. ou I.S. = CBR ou IS = m.
 hn designa, de modo geral, a espessura de 
camada do pavimento com C.B.R. ou I.S. = n.
Caracterização das Camadas
 Mesmo que o C.B.R. ou I.S. da sub-base seja superior a
20, a espessura do pavimento necessário para
protegê-la é determinada como se esse valor fosse
20.
 H20 e h20 para designar as espessuras de pavimento
sobre sub-base e a espessura de sub-base,
respectivamente
 Os símbolos B e R designam, respectivamente, as 
espessuras de base e de revestimento.
Parâmetros a serem determinados
 Hm, Hn, H20 Ábaco Espessura x N x CBR
 R  Tabela das Espessuras mínimas de 
revestimento.
 B (base); h20 (sub base); hn (reforço do subleito) 
resultante de inequação
Inequação a ser aplicada
 R KR + B KB = H20
 R KR + B KB + h20 KS = Hn
 R KR + B KB + h20 KS + hn Kref = Hm
Exercício
 Dimensionar o pavimento de uma rodovia em que
N=6x107, sabendo-se que o sub-leito possui um
isc=6%, dispondo-se de material de sub-base com
isc=40% e para base de isc=80%.
Dados importantes:
 N=6x107
Determinação de H40 e H6
H40 =H20 = 30 cm
H6 = 65 cm
Observação:
 Quando N é maior que 10^7, aplica-seum fator de 
segurança de 1,20 ou seja 20% de acréscimo na 
proteção da sub base.
 R x KR + B x KB ≥ H20 x 1,2
 12,5 x 2,0 + B x 1,0 ≥ 30 x 1,2
 B ≥ 11 cm  DNIT obriga ser maior que 15 cm
 R x KR + B x KB + h20 x KSB ≥ H6
 12,5 x 2,0 + 15 x 1,0 + h20 x 1,0 ≥ 65
 h20 ≥ 25 cm
PERFIL DO PAVIMENTO
CASO ADOTE A B = 20 cm
 R = 12,5 cm  TABELA
 12,5 x 2,0 + 20 x 1,0 + h20 x 1,0 ≥ 65
 h20 ≥ 20 cm
CASO MAJORE R, R=15 cm
 15 x 2,0 + B x 1,0 ≥ 30 x 2,0
 B ≥ 6 cm  adotar B=15 cm.
 15 x 2,0 + 15 x 1,0 + h20 x 1,0 ≥ 65 
 h20 ≥ 20 cm
Possibilidade de material para Reforço do Sub-
Leito com isc=12%
 Como fazer?