APOSTILA 6 ESTRADAS II DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS MÉTODO DA RESILIÊNCIA

Prévia do material em texto

Dimensionamento de Pavimento 
Flexíveis - Método da Resiliência
Prof. José Paes Leme da Motta
 
 
APOSTILA 6 
 
 
 
 
Método da Resiliência (Dimensionamento Pav. Flexíveis) 
• Resiliência: energia armazenada num corpo deformado elasticamente, a qual é 
devolvida quando cessam as tensões causadoras das deformações; corresponde à 
energia potencial de deformação. 
• O intitulado Método da Resiliência foi elaborado pelos engenheiros Salomão Pinto e 
Ernesto Preussler em 1982. 
• Este método é preconizado pela norma do tipo procedimento do extinto DNER PRO 
269/94. 
• O método também é conhecido pela designação TECNAPAV. 
• Utilizado principalmente no dimensionamento de reforço de pavimentos existentes. 
 
Critério EMPÍRICO - Método DNER 
• Ruptura por cisalhamento do Subleito; 
• Deformações Permanentes ou Plásticas; 
• Afundamentos Plásticos (Formação de Trilhas de Roda); 
• Modelos baseados no CBR (USACE)Visão Geral da Disciplina 
 
Critério MECANÍSTICO - Método da Resiliência 
• Ruptura por fadiga do revestimento asfáltico sob carga repetida; 
• Deformações Resilientes ou Elásticas; 
• Deflexões na superfície; 
• Modelos de Resiliência – Dmédia=f(N); 
• Aplicação do MEF (FEPAVE). 
 
Método da Resiliência 
• O procedimento é fundamentado em modelos de fadiga de misturas betuminosas, no 
comportamento resiliente típico de solos finos e materiais granulares e no cálculo de 
tensões e deformações considerando a teoria da elasticidade não linear. 
• O Método da Resiliência é o primeiro método oficial do DNER a levar em 
consideração, mesmo que simplificadamente, a resiliência dos materiais no 
dimensionamento dos pavimentos. 
 
1ª ETAPA - Classificação dos Solos finos quanto à Resiliência 
Os solos finos coesivos que com frequência encontram-se em subleitos ou em camadas de 
reforço do subleito, são classificados, de acordo com os parâmetros de resiliência 
determinados em ensaios triaxiais dinâmicos, nos seguintes tipos: 
Solos Tipo I: Solos com baixo grau de resiliência - apresentam bom comportamento, como 
subleito e reforço de subleito, com possibilidade de utilização em camada de sub-base. 
Solos Tipo II: Solos com grau de resiliência intermediário - apresentam comportamento regular 
como subleito. Seu uso como reforço de subleito requer estudos e ensaios especiais. 
Solos Tipo III: Solos com grau de resiliência elevado - não é aconselhável seu emprego em 
camadas de pavimentos. Como subleito requerem cuidados e estudos especiais. 
 
Para fins de análise, devem ser consideradas como camadas granulares constituintes do 
pavimento, as que contenham materiais com mais que 45 % retidos na peneira de abertura 
0,075 mm (# 200). 
A percentagem de silte (S%) é determinada a partir da seguinte fórmula: 
 S% = 100 – (P1/P2) x 100 
 Onde: 
 - P1 - percentagem em peso de material com diâmetro inferior a 0,005 mm, 
 determinada na curva de granulometria por sedimentação (Método DNER-ME 51/94). 
 - P2 - percentagem em peso de material com diâmetro inferior a 0,075 mm, 
 determinada na curva de granulometria por sedimentação ( Método DNER-ME 51/94). 
 
2ª ETAPA - Determinação da Espessura Total do Pavimento – Ht: 
A equação abaixo permite o cálculo da espessura total do pavimento (Ht) em termos de 
material granular com coeficiente de equivalência estrutural K = 1,00, em função do parâmetro 
de tráfego N e do CBR do subleito. 
Ht = 77,67 x N 0,0482 x CBR-0,598 
Onde: 
– Ht – espessura total do pavimento. 
– CBR – índice de suporte Califórnia (ISC) do subleito. 
– N – número de repetições do eixo padrão no período de projeto 
3ª ETAPA - Determinação da deflexão admissível por meio do Número N do projeto: 
Os estudos sobre o comportamento á fadiga dos concretos asfálticos fabricados nas faixas A, B 
e C do DNER, para diferentes tipos de cimentos asfálticos, vêm sendo realizados no país desde 
1980. 
Os modelos de fadiga obtidos resultam de ensaios de compressão diametral de cargas 
repetidas sob tensão controlada e permitiram, para fins de projeto, relacionar a deflexão do 
pavimento com o número de aplicações de carga. O critério de cálculo da deflexão admissível 
(D) a partir de Preussler, Pinto e Medina e dos estudos de Preussler e Pinto, permitiu 
estabelecer uma equação para quantificar o número cumulativo de repetições (N) da deflexão 
(D) , que provoca ruptura por fadiga da camada betuminosa de concreto asfáltico, ou seja: 
 log Dadm = 3,147 - 0,188.Log N → Dp ≤ Dadm 
 onde: 
 - Dadm - deflexão admissível (mm). 
 - Dp - deflexão de projeto (mm). 
 - N - número de repetições do eixo padrão no período de projeto. 
4ª ETAPA- Determinação da espessura mínima do revestimento 
 HCB = - 5,737 + 
 
 
 + 0,972 . I1 + 4,101 . I2 
 onde: 
 - Dp - deflexão de projeto (mm). 
 - I1 e I2 - Parâmetros em função do tipo de subleito conforme quadro a seguir. 
 
CLASSIFICAÇÃO DO SOLO QUANTO A RESILIÊNCIA 
 
5ª ETAPA - Determinação do Valor Estrutural do Revestimento Betuminoso (VE) pela tabela a 
seguir: 
O valor estrutural (VE) da camada betuminosa (HCB) é estabelecido conforme o Quadro a 
seguir. 
Esse conceito caracteriza-se por depender da qualidade da mistura betuminosa e da 
constituição da estrutura do pavimento como um todo. 
Estudos mostram a precariedade em considerar o coeficiente de equivalência estrutural 
adotado no método de dimensionamento de pavimentos flexíveis do DNER. Este é 
considerado constante para cada tipo de material, não dependendo, assim, das características 
elásticas do sistema estrutural, mostra também, a cautela excessiva de se adotar o valor 2 para 
misturas asfálticas do tipo concreto asfáltico. Os valores apresentados no Quadro, para 
caracterizar o valor estrutural do revestimento, foram obtidos através de análises de 
segmentos construído na rodovia BR-101 (Niterói - Manilha) 
 
 
 
6ª ETAPA - Determinação da espessura da camada granular: 
 
 
 
7ª ETAPA- Sub-base ou reforço do subleito 
Segundo o método, a opção de se adotar nas camadas de sub-base ou de reforço de subleito 
solos finos classificados como Tipo I ou II, mostra-se vantajosa no caso de subleito do Tipo III. 
Neste caso, a espessura HR (da sub-base ou do reforço) deve ser determinada pela expressão: 
 
HT1 = espessura equivalente correspondente ao CBR do subleito 
HT2 = espessura equivalente correspondente ao CBR da sub-base ou reforço do subleito. 
- Revestimento Betuminoso em Camadas Integradas 
De acordo com o método, a adoção de revestimento betuminoso em camadas constituídas de 
concreto asfáltico e de pré-misturados é uma alternativa a ser considerada a partir das 
características de deformabilidade das misturas utilizadas. 
Dispõe-se de um procedimento que utiliza os coeficientes de equivalência estrutural dos 
materiais, e de outro de base analítica que utiliza o critério da igualdade de deflexões. Este 
último procedimento é caracterizado pela equações a seguir. 
Revestimento Betuminoso em Camadas Integradas: 
 
Onde: 
– HCB – espessura total do revestimento betuminoso (cm) 
– HCA – espessura de concreto asfáltico (cm) 
– HPM – espessura do pré-misturado (cm) 
– MPM – módulo de resiliência do pré-misturado (kgf/cm²) 
– MCA – módulo de resiliência do concreto asfáltico (kgf/cm²) 
– É conveniente analisar a combinação de HCA e HPM de forma a satisfazer às seguintes 
condicionantes: 
 HPM > HCA 
 HPM = 1,4 a 1,6 HCA 
 HPM + HCA = HCB 
 HPM = 0,6 HCB