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Planejamento e Execução de Obras Viárias Prof. Ms. Livia Fortes Merighi Prof. Ms. Marcus Vinícius Lemos Ignácio Estudo de tráfego para dimensionamento de pavimentos Classificação de veículos a. Automóveis b. Ônibus c. Caminhões leves, com dois eixos simples de roda simples (eixo direcional) d. Caminhões médios, com dois eixos, sendo o traseiro de rodas duplas e. Caminhões pesados, com dois eixos, sendo o traseiro tipo “tandem” f. Reboques e semirreboques: diferentes condições de veículos, em unidades múltiplas http://www.sulcarj.com.br/leidabalan%C3%A7a.html Tipos de Suspensão ≤2m Tandem Duplo Tandem Triplo Ônibus 10% LEI DA BALANÇA - Limites de Pesos e Dimensões - Lei 13.103/2015 1.600,00 kg AET - Autorização Especial de Trânsito 10% 10% 10% 10% Eixo Simples Roda Simples Eixo Simples Roda Dupla Eixo Simples Roda Simples Eixo Tandem Duplo Eixo Simples Roda Simples Eixo Simples Roda Dupla Eixo Tandem Triplo Eixo Simples Roda Simples Eixo Tandem Duplo Eixo Tandem Duplo ESRS ETD ETT Eixo trucado Eixo triplo Eixo Simples Roda Simples Eixo Tandem Duplo Eixo Tandem Triplo ESRS ESRDETD ESRD Eixo Simples Roda Simples Eixo Tandem Duplo Eixo Simples Roda Dupla Eixo Simples Roda Dupla ESRS ETD ETD ETD Eixo Simples Roda Simples Eixo Tandem Duplo Fatores de Equivalência de Carga(FC) • A conversão do tráfego misto em um número equivalente de operações de um eixo considerado padrão é efetuada aplicando-se os chamados Fatores de Equivalência de Cargas (FC) • Estes fatores permitem converter uma aplicação de um eixo solicitado por uma determinada carga em um número de aplicações do eixo-padrão que deverá produzir um efeito equivalente. • Os fatores de equivalência de carga por eixo são utilizados para fazer conversões das várias possibilidades de carga por eixo em números de eixo-padrão. Fatores de Equivalência de Carga (FC) ▪ Os trechos experimentais da AASHTO e do USACE (Corpo de Engenheiros do Exército Norte- americano) forneceram subsídios para o desenvolvimento de fatores de equivalência de carga por eixo. ▪ As várias seções de pavimento foram submetidas ao carregamento de veículos com diferentes tipos de eixos e cargas. Foram avaliados os efeitos do carregamento na perda de serventia para diversas concepções de pavimento. Tráfego e número N Fatores de Equivalência de Carga AASHTO Os fatores de equivalência da AASHTO baseiam-se na perda de serventia (PSI) e variam com o tipo do pavimento (flexível e rígido), índice de serventia terminal e resistência do pavimento (número estrutural – SN). Fatores de Equivalência de Carga USACE Os fatores de equivalência da USACE avaliaram os efeitos do carregamento na deformação permanente (afundamento nas trilhas de roda) Fatores de Equivalência de Carga • Fator de Veículo (FV) • FV representa a composição dos Fatores de Equivalência de Carga (FC) de cada um dos eixos de um veículo de determinada categoria, de acordo com a expressão: FV = FC x FE FE = Fator de eixo Fator climático - FR Para se considerar as variações de umidade dos materiais do pavimento durante as diversas estações do ano, uma vez que afetam a capacidade de suporte dos materiais, o N deve ser multiplicado por um coeficiente (FR) que na pista experimental da AASHTO variou de 0,2 (baixos teores de umidade) a 5,0 (material praticamente saturado). Deve-se adotar uma média ponderada, mas como no Brasil não se dispõe, por enquanto, de elementos experimentais, recomenda-se adotar FR = 1, ficando a favor da segurança. Determinação do Número N (repetições do eixo padrão) – Pavimento Flexível • O pavimento é dimensionado em função do número equivalente (N) de operações de um eixo tomado como padrão (de 8,2 tf – 18.000 lb ou 80kN) ), durante o período de projeto escolhido e obtido a partir dos estudos de tráfego. • Os trechos experimentais da AASHTO e USACE forneceram subsídios para o desenvolvimento de fatores de equivalência de carga. • Enfoque diferenciado para pavimento rígido. Determinação do Número N (repetições do eixo padrão) – Pavimento Flexível Determinação a partir do conhecimento de: • Volumes de tráfego e classificação da frota; • Cargas atuantes por eixo para classe de veículo; • Período de projeto e taxa de crescimento definidos. Deve-se levar em conta que cada método de dimensionamento de pavimento tem uma concepção específica, e que o parâmetro de tráfego calculado deve ser compatível com a formulação do método: ➢ USACE (Corpo de Engenheiros do USA) ➢ AASHTO (AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS). Determinação volume médio de projeto • Progressão aritmética Onde: Vt – Volume médio diário do tráfego que ocorrerá no enésimo ano de abertura ao tráfego; V0 = VDM = Volume médio diário do tráfego ano de abertura ao tráfego; t = Taxa de crescimento anual; P = período de projeto. 𝑉𝑡 = 365 × 𝑃 {𝑉0[2 + 𝑃 − 1 𝑡/100} 2 Volume médio de projeto • Progressão geométrica Onde: • FV = fator de veículo = FC x FE • FC = fator de carga • FE = fator de eixo • N = número de repetições do eixo padrão ESRD de 80 kN • P = número de anos previsto para a vida média do pavimento FE é um fator de eixos, ou seja, um número que, multiplicado pelo número de veículos, dá o número de eixos correspondentes. FC é um fator de carga, que ao ser multiplicado pelo número de eixos que opera, resulta em número de eixos equivalentes ao eixo padrão. FV é um fator de veículo, ou seja, um número que multiplicado pelo número de veículos resulta no número de eixos equivalentes ao eixo padrão. Determinação do N N = Vt x FE x FC x FR x FD N= V x FV x FR x FD Onde: N = número de repetições do eixo padrão ESRD de 80 kN FV = fator de veículo = FC x FE Vt = Volume médio diário do tráfego que ocorrerá no enésimo ano de abertura ao tráfego; FR = Fator climático (no Brasil, adota-se 1,0) FD = Fator direcional Exercício 1) Calcule o número de repetições do eixo padrão a 8,2 tf, USACE, considerando um tráfego de um caminhão 2Y2, um volume diário médio de 100 veículos, período de projeto de 10 anos e taxa de crescimento de 1,5%. Considerar o fator direcional de 0,5 e fator climático regional de 1,0. Na seção 20% dos caminhões estão vazios e o restante carregados. Utilizar progressão geométrica. ES ETT Peso Peso Vazio 3 12,8 Carregado 6 25,5 2Y2 Resposta: N= 1,51E+06 Exercício Resposta: N= 2) Calcule o número de repetições do eixo padrão a 8,2 tf, USACE, considerando um tráfego de um caminhão 4Z3, um volume diário médio de 3200 veículos, período de projeto de 10 anos e taxa de crescimento de 3,0%. Considerar o fator direcional de 0,5 e fator climático regional de 1,0. Na seção 100% dos caminhões estão carregados. Utilizar progressão geométrica. ES ETD Peso Peso Carregado 6 17 4Z3 5,91E+07 Exercício Resposta: N= 3) Calcule o número de repetições do eixo padrão a 8,2 tf, USACE, considerando um tráfego de um caminhão 3Z2, um volume diário médio de 500 veículos, período de projeto de 10 anos e taxa de crescimento de 2,0%. Considerar o fator direcional de 0,5 e fator climático regional de 1,0. Na seção 70% dos caminhões estão carregados. Utilizar progressão geométrica. ES ETD Peso Peso Vazio 3 13 Carregado 6 26 3Z2 6,22E+07 Exercício Resposta: N= 4) Calcule o número de repetições do eixo padrão a 8,2 tf, USACE, considerando um tráfegode um caminhão 3Z2, um volume diário médio de 100 veículos, período de projeto de 5 anos e taxa de crescimento de 1,0%. Considerar o fator direcional de 0,5 e fator climático regional de 1,0. Na seção 50% dos caminhões estão carregados. Utilizar progressão geométrica. ES ETD Peso Peso Vazio 3 13 Carregado 6 26 3Z2 4,20E+06
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