ANÁLISE EMPÍRICO-MECANICISTA DE UM TRECHO DA BR-158 ENTRE OS MUNICÍPIOS DE FREDERICO WESTPHALEN E SEBERI RS

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URI – UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA DO ALTO URUGUAI E DAS 
MISSÕES 
CAMPUS DE FREDERICO WESTPHALEN 
PRÓ-REITORIA DE ENSINO 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS DA COMPUTAÇÃO 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
VALBERSON DANIEL DE VARGAS CHEMIN 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE EMPÍRICO-MECANICISTA DE UM TRECHO DA BR-158 ENTRE OS 
MUNICÍPIOS DE FREDERICO WESTPHALEN E SEBERI – RS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FREDERICO WESTPHALEN - RS 
2018
 
1 
 
VALBERSON DANIEL DE VARGAS CHEMIN 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE EMPÍRICO-MECANICISTA DE UM TRECHO DA BR-158 ENTRE 
OS MUNICÍPIOS DE FREDERICO WESTPHALEN E SEBERI – RS 
 
 
 
 
Trabalho de conclusão de curso 
apresentado como requisito parcial à 
obtenção do grau de bacharel em 
Engenharia Civil do Departamento de 
Engenharias e Ciência da Computação 
URI – Campus de Frederico 
Westphalen. 
 
Orientadora: Prof. Ma. Roberta 
Centofante 
Coorientador: Prof. Me. Rodrigo A. 
Klamt 
 
 
 
FREDERICO WESTPHALEN - RS 
2018 
 
 
2 
 
VALBERSON DANIEL DE VARGAS CHEMIN 
 
 
 
 
 
ANÁLISE EMPÍRICO-MECANICISTA DE UM TRECHO DA BR-158 ENTRE 
OS MUNICÍPIOS DE FREDERICO WESTPHALEN E SEBERI – RS 
 
 
 
Trabalho de conclusão de curso 
apresentado como requisito parcial à 
obtenção do grau de bacharel em 
Engenharia Civil do Departamento de 
Engenharias e Ciência da Computação 
URI – Campus de Frederico 
Westphalen. 
 
Frederico Westphalen, RS 22 de 
Outubro de 2018 
 
BANCA EXAMINADORA 
 
___________________________ 
Prof. Me. Roberta Centofante 
URI – Campus de Frederico Westphalen 
 
___________________________ 
Prof. Me. Rodrigo André Klamt 
URI – Campus de Frederico Westphalen 
 
___________________________ 
Prof. Me. Thaís Aquino dos Santos 
UFSM – Santa Maria 
 
 
 
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Dedico este trabalho primeiramente a 
Deus, aos meus pais Claudinei e Enilda, 
a minha namorada, companheira de 
todas as horas e aos meus irmãos. 
 
 
4 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Gostaria de agradecer primeiramente a Deus pela vida e pôr em todos os 
momentos guiar meus passos para que meus objetivos sejam alcançados. 
Aos meus pais, pelo exemplo de vida, amor, carinho e apoio incondicional dado a 
mim. 
A minha namorada, pelo amor, apoio, conforto e compreensão durante a 
realização deste. 
A minha família, irmãos e avós pelo carinho, apoio e incentivo dado a mim. 
Em especial a minha orientadora, Roberta Centofante, pelo conhecimento, 
paciência, e disponibilidade dedicados durante todo o decorrer do trabalho. 
Ao meu coorientador Rodrigo André Klamt, pelo conhecimento, paciência e 
auxílio dedicados a evolução deste trabalho. 
A professora Thaís Aquino, pela dedicação e participação na banca examinadora. 
A todos os meus amigos pelo apoio e compreensão. 
Aos meus colegas de trabalho que me apoiaram durante a realização deste, em 
especial minha colega Silvia e a Dona Lurdes Gemelli que é um exemplo de humildade 
e humanidade. 
 
 
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“(...) se os senhores da guerra mateassem 
ao pé do fogo, deixando o ódio pra trás, 
antes de lavar a erva, o mundo estaria em 
paz. ” 
(João Chagas Leite) 
 
6 
 
RESUMO 
 
O presente estudo visa realizar uma análise através da metodologia mecanicista 
de um trecho da BR-158 entre os municípios de Frederico Westphalen e Seberi, ambos 
no estado do Rio Grande do Sul, com a finalidade de comparar a partir dos dados 
estruturais e os volumes de tráfego da via no ano de início de operação (N_2014) e o 
volume futuro (N_2023) os quais serão extraídos do projeto original da via realizado pela 
concessionária Ecoplan – Skill, e para o volume atual (N_2017), para o qual serão 
consideradas as contagens disponibilizadas no Programa Nacional de Contagem de 
Tráfego (PNCT) do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). 
Afim então de obter através do módulo AEMC do software SISPAV a deformação de 
tração na fibra inferior do revestimento asfáltico (ε_t) e a deformação permanente no topo 
do subleito (ε_v). 
A partir dos valores obtidos para a deformação então verificar a resposta do 
pavimento N_ATR e N_FADIGA os quais serão calculados a partir dos modelos do 
Instituto do Asfalto dos Estados Unidos e de Franco, respectivamente, e posteriormente 
comparados com o número de solicitações adotados. 
Para a estrutura existente, pode-se concluir que a mesma resiste aos esforços 
solicitantes de tráfego na camada do subleito em todos os períodos de operação da via 
avaliados, apontando que possivelmente a mesma não sofrerá deformações permanentes 
na camada do subleito. 
Ainda pode-se observar que desde o primeiro ano de operação da via o N de fadiga 
é menor que o N de tráfego apontando uma provável ruptura por fadiga na camada de 
revestimento do pavimento. Portanto a principal conclusão a que se pode chegar em vista 
os resultados obtidos através das análises realizadas através do AEMC é de que a estrutura 
existente possivelmente irá primeiro romper devido a fadiga. 
 
7 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
Figura 1 - Tipos de eixos de veículos de carga brasileiros. ............................................. 17 
Figura 2 - Distribuição de tensões em pavimento rígido e em pavimento flexível. ........ 24 
Figura 3 - Camadas do Pavimento ................................................................................... 25 
Figura 4 - Fluxograma método mecanístico de dimensionamento de pavimentos 
asfálticos. ......................................................................................................................... 28 
Figura 5 - Tela de mensagem SisPav ............................................................................... 32 
Figura 6 - Detalhe Menu principal ................................................................................... 33 
Figura 7 - Tela inicial SisPav ........................................................................................... 33 
Figura 8 - Tela Modelagem ............................................................................................. 34 
Figura 9 - Janela Carregamento ....................................................................................... 35 
Figura 10 - Janela Clima ............................................................................................ 36 
Figura 11 - Janela Resultados ..................................................................................... 36 
Figura 12 - Tela AEMC.............................................................................................. 37 
Figura 13 - Localização dos municípios de Seberi e Frederico Westphalen.............. 39 
Figura 14 - Trecho de análise BR-158 ....................................................................... 40 
Figura 15 - Perfil do Trecho km 39.800 (unidades em cm). ...................................... 40 
Figura 16 - Pontos de análise da estrutura .................................................................. 43 
Quadro 1 - Peso Máximo por Eixo ................................................................................ 18 
Quadro 2 - Configuração dos veículos por categoria................................................. 19 
Quadro 3 - Número de eixos considerados em cada categoria .................................. 21 
Quadro 4 - Fatores de equivalência de carga ASSHTO e USACE............................ 22 
Quadro 5 - Fatores de distribuição médios (Fd). ....................................................... 23 
 
 
 
 
8 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 - Contagem PNCT ............................................................................................. 45 
Tabela 2 - Conversão dos Eixos .......................................................................................46 
Tabela 3 - Expansão dos Eixos. ....................................................................................... 46 
Tabela 4 - FEC – FV AASHTO ....................................................................................... 47 
Tabela 5 - Número N ........................................................................................................ 47 
Tabela 6 - Pontos e Deformações extraídos do AEMC para N 2014 ............................... 48 
Tabela 7 - Pontos e Deformações extraídos do AEMC para N 2017 ............................... 48 
Tabela 8 - Pontos e Deformações extraídos do AEMC para N 2023 ............................... 48 
Tabela 9 - Valores de deformação 𝜀𝑡 e 𝜀𝑣. ...................................................................... 49 
Tabela 10 - N de deformação permanente .................................................................. 49 
Tabela 11 - N de fadiga............................................................................................... 50 
 
 
 
9 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................... 11 
1.1. Contexto da pesquisa ................................................................................................. 12 
1.2. Justificativa ............................................................................................................. 13 
1.3. Objetivos ............................................................................................................. 14 
 Objetivo Geral .......................................................................................................................... 14 
 Objetivos Específicos ..................................................................................................................... 14 
2. REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO ........................................................................... 15 
2.1. Tráfego ............................................................................................................. 15 
 Volume de tráfego ........................................................................................................................ 15 
 Tipos de veículos .......................................................................................................................... 16 
 Tipos de eixos .......................................................................................................................... 17 
 Peso Bruto Total Combinado ......................................................................................................... 17 
 Número de repetição de carga do eixo-padrão (N) ........................................................................ 18 
2.2. Pavimentos ............................................................................................................. 23 
2.3. Análise empírico-mecanicista de pavimentos flexíveis ................................................. 26 
 Instituto do Asfalto dos Estados Unidos - MS-1 ............................................................................. 30 
 Modelo de fadiga de Franco .......................................................................................................... 30 
 Análise empírico-mecanicista através de software ........................................................................ 31 
2.4. Aderência entre as camadas do pavimento ................................................................. 38 
3. METODOLOGIA ................................................................................................. 39 
3.1. Dados analisados ........................................................................................................ 39 
3.2. Determinação do trecho ............................................................................................. 39 
3.3. Determinação dos dados de tráfego ............................................................................ 40 
3.4. Período de projeto ..................................................................................................... 41 
3.5. Método de dimensionamento..................................................................................... 41 
3.6. Análise empírico-mecanicista ...................................................................................... 41 
3.7. Método de análise dos resultados ............................................................................... 41 
3.8. Análise de Tensões e Deformações através do módulo AEMC. ..................................... 41 
3.9. Verificação da estrutura em relação aos modelos de deformação permanente e de 
fadiga. ............................................................................................................. 43 
4. RESULTADOS ..................................................................................................... 45 
4.1. Determinação Número N ............................................................................................ 45 
 Estudo de Tráfego ......................................................................................................................... 45 
 
10 
 
 Cálculo FEC .......................................................................................................................... 46 
 Número N .......................................................................................................................... 47 
4.2. Deformações através do AEMC ................................................................................... 47 
4.3. Análise Mecanicista .................................................................................................... 48 
 Instituto do Asfalto dos Estados Unidos - MS-1 ............................................................................. 49 
 Modelo de fadiga de Franco .......................................................................................................... 49 
5. CONCLUSÕES ..................................................................................................... 51 
5.1. Sugestões para trabalhos futuros ................................................................................ 51 
REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 52 
 
 
11 
1. INTRODUÇÃO 
 
Segundo dados da Confederação Nacional de Transportes – CNT (2017), as 
rodovias brasileiras constituem o principal modo de transporte, sendo o segmento 
rodoviário, o de maior participação na matriz de transporte de cargas (61%). O transporte 
rodoviário atende as demandas de deslocamento de cargas desde a produção do setor 
primário aos produtos finais do setor secundário do país. Ainda conforme a CNT (2017), 
o Brasil possui 1.720.756 km de rodovias, sendo que apenas 211.468 km das mesmas são 
pavimentados, um representativo de 12,3% da extensão total. 
Conforme Senço (2008), o transporte rodoviário tornou a ganhar destaque entre 
os meios de transportes terrestres após sua evolução através da pavimentação, pois em 
1825 com a inauguração da primeira estrada de ferro, construída por George Stephenson, 
incentivou inúmeros países também interessar-se por tal feito, transformando as rodovias 
existentes praticamente em terminais rodoviários. No Brasil a presença da indústria 
automobilística influenciou fortemente os investimentos em rodovias, tornando-as o 
principal modal de transporte. 
Para Bernucci et al. (2008), o objetivo principal da pavimentação é prover a 
trafegabilidade ao longo de todo o ano independente da época e condição climática, 
proporcionando ao usuário segurança e conforto ao rolamento. De acordo com Croney 
(1977 apud Bernucci et al. 2008), o pavimento se torna necessário uma vez que o solo 
natural não oferece resistência satisfatória para suportar a repetição de carregamentos semsofrer deformações significativas. A estrutura construída sobre o subleito, o pavimento, 
torna-se responsável por transmitir e dissipar as solicitações através de suas diversas 
camadas e ao subleito. 
Segundo Senço (2008), a pavimentação rodoviária traz diversos benefícios à 
comunidade em geral, dentre eles pode-se destacar: melhoria dos sistemas educacionais, 
sanitários e de segurança, aumento das condições de habitabilidade da região, aumento 
da circulação de bens, tornando assim o mercado mais competitivo, e com maior 
igualdade de preços, maior amplitude de mercado, aumento e redistribuição das 
populações urbanas, alterações das atividades comerciais e industriais, e ainda melhoria 
e redistribuição do mercado de trabalho. O autor também discorre sobre os benefícios 
gerados aos proprietários tais como acesso facilitado e garantido as propriedades, a 
valorização imobiliária, o embelezamento, sob diversos aspectos, das paisagens vizinhas, 
e a reaplicação das terras para fins produtivos. O mesmo ainda cita os benefícios gerados 
 
12 
aos poderes públicos, como melhoramento dos serviços públicos e aumento da 
arrecadação de impostos devido à valorização dos imóveis e aumento da produtividade. 
Bernucci et al. (2008) citam que os bens produzidos no Brasil podem ser 
competitivos durante a fase de produção, porém acabam perdendo competitividade 
quando se refere a infraestrutura de transportes, em decorrência de uma matriz modal 
deficiente, onde estradas que são o principal meio de escoamento da produção nacional, 
encontram-se em estado tal que tornam-se incapazes de suprir as necessidades do 
transporte de carga nacional. Os autores, ainda afirmam que tal realidade torna-nos pouco 
competitivo no mercado exterior e gera uma situação econômica nacional insustentável. 
A BR-158, também conhecida por BR-386, teve sua construção iniciada na década 
de 60, e desde então sofreu diversas intervenções a fim de prolongar sua vida útil, porém, 
nos últimos anos nota-se uma redução do período de vida útil das manutenções, 
percebendo o início do aparecimento de defeitos asfálticos em períodos cada vez mais 
reduzidos após a realização de manutenção na via. 
Tal fato instiga a curiosidade na investigação mais aprofundada com a finalidade 
de buscar as reais causas dos problemas apresentados não somente na BR-158, mas 
também em outras rodovias brasileiras, a fim de determinar a real condição da estrutura 
do pavimento. Cabe ressaltar que a metodologia de dimensionamento hoje adotada no 
Brasil, o método CBR, sofreu algumas alterações ao longo do tempo tendo sua primeira 
adaptação realizada pelo engenheiro Murilo Lopes de Souza, no ano de 1966, e revisada 
pela última vez em 1981. 
 
1.1. Contexto da pesquisa 
 
A estrutura do pavimento é a responsável pela dissipação dos esforços provocados 
pelo tráfego de veículos sobre o mesmo. As características estruturais estão conectadas 
ao desempenho do pavimento, com o tempo de vida útil da via, e qualidade e conforto de 
rodagem. 
O tema proposto busca investigar um trecho da rodovia BR-158, sendo que a 
mesma vem sofrendo diversas intervenções de recuperação através dos anos, porem cada 
vez mais nota-se a redução do período útil do pavimento, os quais acabam acusando 
defeitos com períodos cada vez mais reduzidos. 
Em diversas rodovias brasileiras encontram-se situações parecidas com a existente 
na BR-158, em que a estrutura apresenta diversos defeitos em períodos reduzidos após a 
13 
realização da manutenção do pavimento. Conforme pesquisa da CNT (2017), durante o 
ano de 2016, 58,2% das rodovias brasileiras apresentavam estado regular, ruim ou 
péssimo. Ainda de acordo com os dados apurados de 2015 para 2016 ocorreu um aumento 
no número de Pontos Críticos (trechos com buracos grandes, quedas de barreiras, pontes 
caídas e erosões), passando de 327 para 414 ocorrências. 
O presente estudo visa analisar através da metodologia de análise mecanicista um 
trecho da BR-158 entre os municípios de Frederico Westphalen e Seberi, ambos no estado 
do Rio Grande do Sul, com a finalidade de comparar a partir dos dados estruturais e os 
volumes de tráfego da via no ano de início de operação (𝑁2014) e o volume futuro (𝑁2023) 
os quais serão extraídos do projeto original da via realizado pela concessionária Ecoplan 
– Skill, e para o volume atual (𝑁2017), para o qual serão consideradas as contagens 
disponibilizadas no Programa Nacional de Contagem de Tráfego (PNCT) do 
Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). Afim então de obter 
através do módulo AEMC do software SISPAV a deformação de tração na fibra inferior 
do revestimento asfáltico (𝜀𝑡) e a deformação permanente no topo do subleito (𝜀𝑣). 
A partir dos valores obtidos para a deformação então verificar a resposta do 
pavimento 𝑁𝐴𝑇𝑅 e 𝑁𝐹𝐴𝐷𝐼𝐺𝐴 os quais serão calculados a partir dos modelos do Instituto do 
Asfalto e de Franco, respectivamente, e posteriormente comparados com o número de 
solicitações adotados. 
 
1.2. Justificativa 
 
Conforme Bernucci et al. (2008), o pavimento asfáltico estrutura-se em sistemas 
de camadas assentes sobre uma fundação, o subleito. Os mesmos autores ainda frisam 
que o comportamento de cada uma dessas camadas depende de suas respectivas 
espessuras, rigidez e ainda a interação entre cada uma delas. 
De acordo com Balbo (2007), o recapeamento como restauração do pavimento 
asfáltico é admissível até uma determinada condição do mesmo, e que com a ausência de 
manutenção naquele período, o pavimento acabará sofrendo com degradação tão intensa, 
que a sua reconstrução seja ela parcial ou total, se tornará inevitável em curto período de 
tempo. 
A BR-158 é uma das principais responsáveis pelo escoamento da produção da 
região do Alto Uruguai, realizando a ligação da região com outras cidades e pólos do 
estado. Para Zanchet (2013), a densidade de fluxo e os nós de conexões existentes na BR-
14 
386 a tornam uma importante rodovia regional e nacional tornando a mesma de suma 
importância para o desenvolvimento regional. 
 
1.3. Objetivos 
 
 Objetivo Geral 
 
Analisar através da metodologia empírico-mecanicista um trecho da BR-158 entre 
os municípios de Frederico Westphalen e Seberi, ambos no estado do Rio Grande do Sul, 
com a finalidade de comparar a estrutura existente na mesma em relação a deformação 
permanente e à fadiga. 
 
 Objetivos Específicos 
 
 Extrair os dados existentes em relação a estrutura do pavimento do projeto 
original do trecho da BR-158. 
 Definir através dos dados existentes do projeto original o volume de tráfego 
da via para os anos de 2014 (ano de abertura) e 2023 (ano final do projeto). 
 Definir atráves do Plano Nacional de Contagem de Tráfego o volume da via 
para o ano de 2017. 
 Analisar a estrutura existente através do programa SisPav, em relação a fadiga, 
para os volumes de tráfegos definidos. 
 Analisar a estrutura existente através do programa SisPav, em relação a 
deformação permanente, para os volumes de tráfegos definidos. 
 
 
15 
2. REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO 
 
2.1. Tráfego 
 
De acordo com Klamt (2014) o tráfego rodoviário é composto por veículos de 
variadas configurações e amplitudes de cargas. De modo que o conhecimento adequado 
de suas propriedades se torna de suma importância para o estudo do desempenho de 
pavimentos, rígidos e flexíveis, assim como dos danos causados a essa estrutura. 
 
 Volume de tráfego 
 
Uma das principais propriedades a ser determinada é volume de tráfego, o qual é 
definido como sendo o número de veículos que atravessam uma determinada seção 
transversal de uma via na unidade tempo, e assim, para que o volume possa ser 
determinado, se faz necessário conhecer a composição do tráfego, ou seja, a proporção 
de cada tipo de veículo no fluxo de tráfego tendo em vista as diferenças existentes entre 
as configurações doscaminhões e ônibus. Dessa forma para determinar o volume de 
tráfego faz-se necessárias as contagens volumétricas classificatórias. 
De acordo Fontenele (2011), o Volume Diário Médio (VDM), em geral é obtido 
embasado no cálculo de 365 dias, a fim de considerar todas as variações do tráfego que 
faz uso da via, considerando todos os veículos em ambos os sentidos desta. Tal volume 
então define-se como Volume Diário Médio Anual (VDMA). O melhor modo de 
determinar os volumes é através de contagens volumétricas classificatórias in situ, porem 
apenas em vias já existentes. A autora ainda afirma que as contagens in situ são em geral 
realizadas em períodos de sete dias, durante 24 horas, através de equipamentos 
automatizados instalados na pista, ou através de método visual com registro em 
formulário especifico. 
De acordo com DNIT (2006a) as contagens volumétricas para estudos em áreas 
rurais classificam-se em contagens globais, contagens direcionais e contagens 
classificatórias. As contagens globais registram o número de veículos que percorrem um 
trecho de via, sem considerar o seu sentido, agrupando-os uma classe geral. São utilizadas 
para o cálculo de volumes diários, elaboração de mapas de fluxo e determinação de 
tendências de tráfego. 
 
16 
Ainda segundo DNIT (2006a), as contagens direcionais registram a quantidade de 
veículos por sentido do fluxo e são utilizadas a fim de determinar a capacidade, os 
intervalos de sinais, justificar controles de trânsito, prever faixas adicionais, etc. As 
contagens classificatórias por sua vez são registradas o volume de veículos para seus 
vários tipos ou classes, esse tipo de contagem é utilizada para o dimensionamento 
estrutural e projeto geométrico de rodovias e interseções, determinação da capacidade, 
determinação de benefícios aos usuários, assim como determinar os fatores de correção 
para as contagens mecânicas. 
 
 Tipos de veículos 
 
Devido à reduzida divergência entre os veículos – tipo nacionais e os americanos, 
DNIT (2005) definiu como sendo cinco os tipos básicos de veículos de projeto, conforme 
seguem: 
 Veículo de passageiros (VP): representa os veículos leves, com geometria e 
operacionalidade similares ao automóvel, incluindo minivans, utilitários, 
pick-ups e similares. 
 Veículo comercial rígido (CO): grupo que representa os veículos comerciais 
rígidos, ou seja, não articulados. Abrangem os caminhões e ônibus 
convencionais, normalmente de dois eixos e quatro a seis rodas. 
 Ônibus de longo percurso (O): representa os veículos comerciais rígidos de 
maiores dimensões. Entre estes, ônibus urbanos longos, ônibus de longo 
percurso e de turismo, assim como caminhões longos, em geral com três 
eixos, e de maiores dimensões que o veículo CO básico. Seu comprimento 
aproxima-se do limite máximo legal admissível para veículos rígidos. 
 Semirreboques (SR): composto pelos veículos comerciais articulados, 
compostos de uma unidade tratora simples (cavalo mecânico) e um semi-
reboque. Seu comprimento aproxima-se do limite máximo legal para veículos 
dessa categoria. 
 Reboques (RE): veículos comerciais com reboque. Compostos de um 
caminhão trator trucado, um semirreboque e um reboque, e que mais se 
aproxima do veículo conhecido como bitrem. Seu comprimento é o máximo 
permitido pela legislação. 
17 
 Tipos de eixos 
 
DNIT (2006a) divide os eixos rodoviários em dois tipos: o isolado, também 
chamado de eixo simples, e os em conjunto, designados de eixos em tandem. Os mesmos 
ainda podem possuir uma roda em cada uma de suas extremidades (roda simples) ou duas 
rodas (rodas duplas). Os eixos acima citados são representados na Figura 1. 
 
Figura 1 - Tipos de eixos de veículos de carga brasileiros. 
 
Fonte: Adaptada de DNIT (2012). 
 
 Peso Bruto Total Combinado 
 
Conforme Franco (2007) no Brasil existe variadas configurações de carga, cada 
vez com maior capacidade para transportar mais peso. Segundo o mesmo a legislação 
nacional de transito limita o peso máximo o qual cada eixo pode carregar e, também, o 
Peso Bruto Total (PBT) dos veículos. Conforme DNIT (2012), o PBT de um veículo é o 
peso máximo que o mesmo transmite ao pavimento, sendo composto pela soma da tara e 
da carga deste, já o Peso Bruto Total Combinado (PBTC) é o peso máximo transmitido 
ao pavimento obtido pela soma dos pesos brutos das unidades que compõem o mesmo. 
Fernandes Jr. (1994 apud Klamt 2014) afirma que a causa da deterioração dos 
pavimentos é a carga por eixo, não existindo uma relação direta entre PBTC e o 
desempenho dos pavimentos. Ainda os veículos pesados podem causar poucos danos aos 
pavimentos, contanto que ocorra a distribuição adequada da carga total por um número 
suficiente de eixos. 
Klamt (2014) também ressalta que além dos pavimentos, o trafego de veículos 
comerciais é ocasiona o maior impacto nas pontes e viadutos. O excesso de carga causa 
18 
graves avarias às estruturas e superfícies pavimentadas, de modo a causar significativa 
redução em seu ciclo de vida útil, até mesmo, em viadutos e pontes, podendo causar o 
colapso. 
As cargas máximas legais por eixo de acordo com as resoluções 210/2006 e 
502/2014 do CONTRAN e pela Lei 13.103 de 2015 as cargas e os limites legais por eixo 
são apresentadas no Quadro 1. Ainda de acordo com a Lei 13.103 de 2015 além do limite 
do peso bruto por eixo deve ser respeitado o limite de peso bruto total da combinação 
(PBTC) o qual não deve ser superior a 5%. 
 
Quadro 1 - Peso Máximo por Eixo 
Eixo CARGA (kg) TOLERÂNCIA (10%) 
ESRS 6.000 7.700 
ESRD 10.000 12.100 
ETD 17.000 18.700 
ETT 25.500 28.050 
Fonte: Adaptado de DNIT (2012) 
 
 Número de repetição de carga do eixo-padrão (N) 
 
O número “N”, é o número de repetições dos eixos dos veículos equivalentes às 
solicitações do eixo padrão rodoviário de 8,2 tf durante o período de vida útil do 
pavimento. 
Balbo (2007), traz a expressão geral de cálculo para determinação do número de 
repetições equivalentes do eixo-padrão (N) como sendo a apresentada na Equação 1. 
 
𝑁 = 365 𝑥 𝑉𝐷𝑀 𝑥 (
(1+𝑃.𝑡)2−1
2.𝑡
) 𝑥 𝐹𝑣 𝑥 𝐹𝑓 𝑥 𝐹𝑠 𝑥 𝐹𝑑 𝑥 𝐹𝑐 (1) 
 
Onde, conforme Balbo (2007): 
 N (número de repetições do eixo-padrão) = número total de repetições 
equivalentes do eixo padrão com 8,2 tf. 
 VDM (volume diário médio) = volume total de veículos que passa por uma 
seção completa da via. 
19 
 FV (fator de veículo) = como sendo o somatório de todas as equivalências de 
operações dos eixos previstos em projeto dividido por 100; 
 Ff (fator de frota) = a fração de veículos comerciais do volume diário médio; 
 Fs (fator de sentido) = a fração numérica que reduz o volume total para a pista 
de projeto; 
 Fd (fator de distribuição) = a fração numérica que reduz o volume para a faixa 
de projeto. 
 Fc (Fator de Clima) = Fator regional 
O volume diário médio conforme apresentado anteriormente, é o volume de 
veículos solicitantes de uma seção transversal da rodovia, de acordo com Klamt (2014) 
na determinação do VDM são considerados veículos comerciais das categorias 2, 4, 6, 8, 
10, 11, 12 e 15, de acordo com o Quadro 2, sendo os demais veículos considerados de 
passeio. 
 
Quadro 2 - Configuração dos veículos por categoria. 
CATEGORIA TIPO EIXOS RODAGEM MODELO 
1 
Automóvel; Camionete; 
Furgão. 
2 
 
2 
Caminhão leve; Furgão; 
Caminhão-trator. 
2 
 
3 
Automóvel com 
semirreboque; 
Caminhonete c/ 
semirreboque. 
3 
 
4 
Caminhão; Caminhão-
trator; Caminhão-trator 
c/ semirreboque; 
Ônibus; 
3 
 
5 
Automóvel com 
reboque; 
Caminhonete com 
reboque; 
4 
 
20 
CATEGORIA TIPO EIXOS RODAGEM MODELO 
6 
Caminhão c/ reboque; 
Caminhão-trator com 
semirreboque 
4 
 
7 
Caminhão c/ reboque; 
Caminhão-trator com 
semirreboque 
5 
 
8 
Caminhão c/ reboque; 
Caminhão-trator com 
semirreboque 
6 
 
10 
Caminhão c/ reboque; 
Caminhão-trator comsemirreboque 
7 
 
11 
Caminhão c/ reboque; 
Caminhão-trator com 
semirreboque 
8 
 
12 
Caminhão c/ reboque; 
Caminhão-trator com 
semirreboque 
9 
 
15 
Caminhão c/ reboque; 
Caminhão-trator com 
semirreboque 
10 
 
Fonte: adaptado de KLAMT, 2014. 
 
Outro fator importante é o Fator de Veículo (FV), o qual decompõe uma 
configuração de eixo qualquer, em uma quantidade de solicitações de eixo padrão de 8,2tf 
que causaria o mesmo efeito destrutivo no pavimento, para que tal fato ocorra faz-se 
21 
necessário o cálculo do fator de equivalência de carga (FEC). A Equação (2) é empregada 
para a determinação do fator de veículos. 
 
 𝐹𝑉 =
∑ (𝑝𝑖(%)×𝐹𝐸𝐶𝑖,𝑝)
𝑛
𝑖=0
100
 (2) 
 
Onde pi(%) representa a porcentagem de veículos comercias com a configuração 
de eixo da amostra. 
Klamt (2014) ainda afirma que para a determinação do FEC, deve ser realizada a 
divisão de cada conjunto de eixo, onde é possível separar cada eixo em: ESRS, ESRD, 
ETD e ETT. O Quadro 3, com base nas categorias comercias do Quadro 2, apresenta a 
quantidade de eixos considerada em cada uma. 
 
Quadro 3 - Número de eixos considerados em cada categoria 
Categoria Número de Eixos Eixos de Veículos 
ESRS ESRD ETD ETT 
2 2 1 1 0 0 
4 3 1 0 1 0 
6 4 1 1 1 0 
7 5 1 1 0 1 
8 6 1 0 1 1 
10 7 1 2 2 0 
11 8 1 2 1 1 
12 9 1/ 1 2 1 
15 10 1 3 3 0 
Fonte: Adaptado de DNIT, 2006a. 
 
Para a determinação do FEC, deve ser adotada uma projeção de crescimento de 
tráfego a mais utilizada no Brasil é a Equação 3 de projeção geométrica, obtida no manual 
de estudos de tráfego do DNIT. 
 
 𝑉𝑛 = 𝑉𝑜(1 + 𝑎)
𝑛 (3) 
 
Onde: 
22 
Vn= volume de tráfego no ano “n” 
Vo= Volume de tráfego no ano base 
a= taxa de crescimento anual 
n= número de anos decorridos após o ano base 
Ainda para a determinação do FEC, conforme DNIT 2006a, são empregadas as 
equações da USACE, e as equações da ASSHTO variando conforme a finalidade do 
dimensionamento, o Quadro 4 apresenta essas equações. 
 
Quadro 4 - Fatores de equivalência de carga ASSHTO e USACE. 
Tipos de 
Eixo 
Faixas de 
Carga (t) 
Equações USACE (P em tf) 
Equações ASSHTO 
(P em KN) 
ESRS 
0-8 𝐹𝐶 = 2,0782𝑥10−4𝑥𝑃^4,0175 
𝐹𝐶 = (
𝑃
76,20
)
4,32
 
≥8 𝐹𝐶 = 1,8320𝑥10−6𝑥𝑃^6,2542 
ESRD - 𝐹𝐶 = (
𝑃
80,12
)
4,32
 
ETD 
0-11 𝐹𝐶 = 1,5920x10−4xP3,472 
𝐹𝐶 = (
𝑃
147,88
)
4,14
 
≥11 𝐹𝐶 = 1,5280x10−5xP5,484 
ETT 
0-18 𝐹𝐶 = 8,0359𝑥10^ − 5𝑥𝑃43,3549 
𝐹𝐶 = (
𝑃
225,06
)
4,22
 
≥18 𝐹𝐶 = 1,3229𝑥10−7𝑥𝑃5,5789 
Fonte: Adaptado de DNER PRO 159/85 (1985) e DNIT (2006a) 
 
Onde P é o peso bruto total sobre o eixo. 
O fator de frota (Ff) de acordo com Fernandes (2016), é a relação entre o VDM e 
o VDM de veículos comercias. 
Outro fator que tem como finalidade definir a porcentagem de veículos que 
trafegam em um sentido, é Fs. O qual para rodovias unidirecionais adota-se o valor de 
1,0. Já para vias bidirecionais considera-se a metade do volume dos veículos que trafegam 
em um sentido, adotando-se o valor de 0,5. 
Afim de definir a percentagem de veículos comercias que trafegam pela faixa mais 
carregada adota-se o fator de distribuição (Fd), de acordo com Klamt (2014), geralmente 
esta faixa é a da direita. Ainda segundo o mesmo, para definição deste fator são obtidos 
os números de faixas por sentido de cada rodovia. No Quadro 5 são apresentados os 
fatores médios definidos pelo DNIT (2006). 
 
23 
Quadro 5 - Fatores de distribuição médios (Fd). 
N. Faixas/Sentido Fd (DNIT) 
1 1,0 
2 0,7 – 0,96 
3 ou mais 0,5 – 0,96 
Fonte: Adaptado de Klamt (2014) 
 
Por fim, se tem o fator climático ou regional (Fc), Conforme Souza (1966 apud 
Coutinho 2011) o fator climático regional é empregado a fim de considerar as variações 
de umidade dos materiais empregados na estrutura do pavimento. O seu valor pondera o 
número N e varia entre 0,2 (para baixos teores de umidade) a 5,0 (momento em que os 
materiais se encontram praticamente saturados). No Brasil, de acordo com DNIT (2006a), 
em face a pesquisas desenvolvidas pelo IPR/DNER, se tem sido adotado FR= 1,0. 
 
2.2. Pavimentos 
 
Segundo Oliveira (2003), o pavimento é uma estrutura, composta por um sistema 
de camadas de espessuras finitas (layered system) com a função de distribuir 
satisfatoriamente os esforços verticais provenientes do tráfego ao terreno sobre o qual se 
assenta (subleito), e resistir aos esforços horizontais atuantes na sua camada superficial 
oferecendo aos usuários condições de segurança e trafegabilidade. O autor ainda afirma, 
que tal estrutura deverá ser idealizada com a melhor qualidade e o menor custo e ainda 
suas qualidades deverão manter-se inalteradas sob qualquer condição climática. 
De acordo com Bernucci et al. (2008), o comportamento estrutural depende da 
espessura de cada uma das camadas, da rigidez destas e do subleito, bem como a interação 
entre as diferentes camadas do pavimento. A engenharia rodoviária subdivide as 
estruturas de pavimentos segundo a rigidez do conjunto: em um extremo, têm-se as 
estruturas rígidas e, no outro, as flexíveis. 
A diferença entre os pavimentos está na resposta estrutural apresentada pelos 
mesmos. Conforme Francisco (2012) os pavimentos flexíveis conduzem uma maior 
concentração de tensões no solo de fundação, em decorrência da flexibilidade das 
camadas superiores, em geral constituídas por material betuminoso. Já os pavimentos 
rígidos, de acordo com a mesma, possuem uma maior distribuição de tensões no solo de 
24 
fundação, sendo a tensão máxima menor quando comparada com a tensão máxima dos 
pavimentos flexíveis, como pode ser verificado na Figura 2. 
 
Figura 2 - Distribuição de tensões em pavimento rígido e em pavimento flexível. 
 
Fonte: Adaptada de Balbo (2007). 
 
Conforme Balbo (2007), dimensionar o pavimento consiste em determinar 
espessuras de camadas e os tipos de materiais a serem empregados em sua construção, 
concebendo assim uma estrutura capaz de oferecer suporte a um volume de tráfego pré-
estabelecido, considerando as condições climáticas locais, e ofertando desempenho 
desejável para as suas funções. Mattos (2014), também destaca que o dimensionamento 
de um pavimento consiste em determinar as espessuras de camadas e quais materiais 
deverão ser empregados em sua construção, de modo com que a estrutura seja capaz de 
atender aspectos estruturais e funcionais. 
O dimensionamento adequado, segundo Franco (2007), visa garantir que a 
repetição da passagem dos eixos dos veículos não causem o trincamento demasiado da 
camada de revestimento por fadiga durante o período de vida do projeto e, ainda, 
assegurar que as espessuras das camadas de sua estrutura, bem como suas propriedades, 
sejam adequados a fim de tornar mínimo as implicações do afundamento da trilha de 
roda (acúmulo excessivo de deformação permanente), considerando a compatibilidade 
entre as deformabilidades dos materiais. Conforme Balbo (2007) existem diversos 
métodos de dimensionamento que foram desenvolvidos ao longo do tempo, os mesmos 
são divididos em empíricos, semi-empíricos e empíricos-mecanistas. A existência de 
distintos métodos de dimensionamento pode ser atribuída às diversas condições 
ambientais, geológicas, pedológicas e de tráfego, além de diferentes opiniões entre 
técnicos. 
O principal método em utilização no Brasil é o Método antigo DNER, atual DNIT, 
também conhecido por método CBR, devido a utilização do índice CBR como um dos 
25 
parâmetros para o dimensionamento da estrutura do pavimento. O método CBR é 
atribuído segundo Balbo (2007), ao engenheiro americano O. J. Porter, do California 
Division of Highways (CDH), o qual se tornou o primeiro método de dimensionamento 
de pavimentos flexíveis criado sobre bases estritamente empíricas, com grande escala de 
avaliações experimentais e laboratoriais. 
A segunda guerra mundial tornou-se o estopim para a consolidaçãodo critério 
CBR, o contato de engenheiros brasileiros, com o corpo de engenheiros do exército 
americano, de acordo com Bernucci et al. (2008), fez-se difundir para o Brasil o método 
CBR, método esse utilizado em larga escala durante a segunda guerra para a construção 
de pistas de aeroportos, devido ser considerado um método simples, rápido e eficiente de 
avaliação da capacidade portante dos solos. 
O método CBR atualmente utilizado no Brasil foi adaptado pelo engenheiro e 
professor Murilo Lopes de Souza do Instituto Militar de Engenharia (IME) no Rio de 
Janeiro, em meados de 1960, sendo sua última edição lançada em 1981 e vigente até os 
dias atuais. O mesmo utiliza a resolução de uma sequência de inequações a fim de definir 
as espessuras das camadas do pavimento conforme Figura 3. 
 
Figura 3 - Camadas do Pavimento 
 
Fonte: Adaptada Balbo (2007). 
 
Onde: 
 R: espessura da camada de revestimento; 
 B: espessura da camada de base; 
 H20: espessura de pavimento necessária para proteger a camada de sub-
base; 
 h20 espessura da camada de sub-base; 
26 
 Hn: espessura de pavimento necessária para proteger a camada de reforço 
do subleito; 
 hn: espessura da camada de reforço do subleito; 
 Hm: espessura total de pavimento necessária para proteger o subleito. 
De modo a agilizar e facilitar o processo de dimensionamento de um pavimento, 
Bezerra Neto (2004) define em três etapas a serem seguidas para o projeto de pavimentos 
flexíveis através do método de dimensionamento do DNER, sendo as mesmas: a definição 
dos materiais a serem empregados na execução do pavimento, a determinação do volume 
de tráfego da via ao decorrer de sua vida útil, e o dimensionamento em si. 
 
2.3. Análise empírico-mecanicista de pavimentos flexíveis 
 
De acordo com Franco (2007) a precisão da modelagem mecanística-empírica 
provém da constante busca de desenvolver projetos de pavimentação melhores, em 
termos de eficácia estrutural, empregando materiais, sobre os quais o desempenho em 
campo não se tem conhecimento satisfatório, e ainda analisar, os resultados das condições 
ambientais e de tráfego, díspares daquelas as quais os Métodos Empíricos, empregados 
no Brasil, foram desenvolvidos. 
Segundo Coutinho (2011) a metodologia mecanística-empírica (ME) dispõe da 
habilidade de definir e avaliar os pavimentos conforme as suas diferentes 
particularidades, assim, potencializando a performance funcional e estrutural do 
pavimento. Essa caraterística da metodologia ME tornasse extrema relevância 
atualmente, pois, hoje, a composição do tráfego rodoviário é mais diversificada do que 
décadas atrás, entre outros aspectos. Bezerra Neto (2004), discorre que um método é 
determinado mecanístico, quando utiliza uma teoria a fim de antever as tensões e 
deformações advindas do tráfego e do clima, e busca compatibiliza-las com as tensões 
resistentes dos materiais. 
Para Franco (2007), o correto dimensionamento de um pavimento asfáltico busca 
garantir que a repetição da passagem dos eixos dos veículos, não causarão o trincamento 
excessivo da camada de revestimento em decorrência de fadiga, durante o período de vida 
do projeto. Ainda afirma que o correto dimensionamento visa garantir que as espessuras 
e propriedades das camadas que o compõem sejam capazes de reduzir os efeitos 
provocados pelo afundamento de trilha de roda, o qual também pode ser definido como 
acumulo excessivo de deformação permanente. 
27 
Klamt (2014), discorre que atualmente dois métodos de dimensionamento de 
pavimentos são utilizados, sendo eles, o método semi-empírico, e o método empírico-
mecanicista, demonstrando que o dimensionamento dos pavimentos vem assumindo 
novos rumos com o decorrer do tempo. De acordo com DNIT (2006), o método de 
dimensionamento do DNER, baseado no método original do USACE (United States Army 
Corps of Engineers), e o da AASHTO (American Association of State Highway and 
Transportation Officials), dimensionam a estrutura do pavimento de modo a proteger o 
subleito contra a geração de deformações plásticas excessivas durante o período de 
projeto. Porém, o mesmo deve ser complementado através de análises que admitam 
considerar, no dimensionamento, o problema de trincamento por fadiga das camadas 
asfálticas. 
DNIT (2006b) ainda discorre que para tal finalidade, o processo mais eficaz é a 
utilização de modelos de previsão de desempenho do tipo mecanístico-empírico, em 
decorrência do seu amplo campo de aplicação, e devido estar embasados em propriedades 
mecânicas fundamentais dos solos e materiais de pavimentação. Klamt (2014), também 
cita que a análise empírico-mecanística visa encontrar uma solução mais apropriada aos 
projetos rodoviários, buscando disponibilizar uma análise o mais fidedigno possível da 
solicitação do trafego in loco, ou seja, para cada rodovia a qual se pretende executar um 
novo pavimento ou inclusive uma restauração. 
 Medina e Motta (2005 apud Klamt 2014) descrevem um roteiro afim de realizar 
o dimensionamento empírico-mecanístico, o qual é apresenta a seguir: 
a) Definir o número N de projeto baseado em estudos de tráfego previsto para a 
via; 
b) Ensaiar os materiais que serão usados no subleito, a fim de obter os módulos 
de resiliência e as leis de deformação permanente, considerando nos ensaios as 
variações de umidade; 
c) Definir o módulo de resiliência a ser usado na mistura asfáltica em função da 
temperatura média esperada na região do projeto; 
d) Depois de estabelecidos os materiais, adotar uma estrutura inicial e estipular 
espessuras para cada camada de pavimento; 
e) Calcular, através de programas de cálculo empírico-mecanístico, o estado de 
tensões e deformações atuantes na estrutura, considerando como carga o eixo 
padrão; 
28 
f) Comparar os valores de tensões e deformações obtidos no cálculo com os 
critérios de ruptura estabelecidos em função do número N de projeto, usando, 
entre outros, curvas de fadiga; 
g) Verificar o afundamento de trilha de roda, previsto para o número N, 
considerando as contribuições de todas as camadas constituintes, comparando 
com valores admissíveis; 
h) Por fim, se os dois itens anteriores, (f) e (g), forem atendidos, considera-se o 
pavimento dimensionado. Caso um dos critérios não for atingido, alteram-se as 
espessuras e refazem-se todos os cálculos. 
Klamt (2014), afirma que a previsão da evolução do tráfego é uma das 
dificuldades encontradas durante o dimensionamento assim como a sua respectiva 
capacidade de destruição, aliada com a carência de metodologias apropriadas de 
dimensionamento fazem com que o Brasil, apresente problemas em suas rodovias, cada 
vez mais, causando desconforto e insegurança aos usuários A Figura 4 apresenta um 
fluxograma simplificado elaborado por Motta (1991), o qual é aplicável a diversos 
métodos ditos empíricos-mecanicistas. 
 
Figura 4 - Fluxograma método mecanístico de dimensionamento de pavimentos 
asfálticos. 
 
Fonte: adaptado de Motta (1991). 
Segundo Moura (2010) os principais defeitos estruturais comumente encontrados 
nos pavimentos com revestimentos asfálticos nas rodovias brasileiras são: o trincamento 
29 
por fadiga e a deformação permanente em trilha de roda. De acordo com Bordim (2010) 
os defeitos estruturais decorrem principalmente em função da aplicação de cargas 
elevadas e às ações do tráfego. Tais defeitos devem ser evitados, segundo Moura (2010), 
realizando-se um projeto estrutural adequado e um projeto de mistura asfáltica condizente 
com o projeto estrutural. 
De acordo com Bordim (2010) o afundamento do trilho de roda (ATR) é 
caracterizado pela depressão existente no revestimento, formadas ao longo da trajetória 
das rodas dos veículos, tal deformação acaba afetando não apenas o conforto e segurança 
dos usuários, assim como a dirigibilidade qualquer condição, podendo ocasionar a perda 
de aderência entre pneus – pavimentoem períodos chuvosos. Moura (2010) ainda afirma 
que o ATR trata-se de um problema de desempenho em pavimentos asfálticos, podendo 
ser definido como o acumulo de pequenas quantidades de deformação não recuperável 
resultante da aplicação de cargas dos veículos. 
De acordo com Klamt (2014) o ATR, é uma consequência da deformação 
permanente, sendo caracterizado afundamentos existentes no decorrer da trilha de roda e 
existência de irregularidades na face do pavimento as quais, dificultam a drenagem e 
concomitantemente aumentam a probabilidade de ocorrer uma aquaplanagem, trazendo 
consequências diretas na diminuição dos níveis de segurança e conforto de rolamento as 
rodovias. O autor ainda citada que diversos autores definem o ATR, como sendo um dos 
principias meio de ruptura do pavimento, devendo o mesmo ser considerado para o 
dimensionamento. 
De acordo com Bezerra Neto (2004) a recorrência das deformações elásticas 
ocasionadas pelos veículos em movimento é motivadora da ocorrência da fadiga das 
camadas betuminosas e cimentadas. Segundo o mesmo, a fadiga é o fenômeno de 
degradação estrutural, progressivo e localizado, o qual um material submetido a tensões 
ou deformações recorrentes, inferiores a sua resistência última, podendo resultar na 
fissuração ou ruptura completa do material após um número dito suficiente de repetições. 
Franco (2007) define que a ocorrência de fadiga nos materiais asfálticos e 
cimentados, decorre da repetição da aplicação das cargas procedentes do tráfego de 
veículos sobre os pavimentos. O autor ainda afirma que a fadiga é um importante fator a 
ser considerado para o bom dimensionamento de estruturas de pavimentos, o seu 
comportamento, portanto, além de ser bem conhecido deve ser devidamente 
caracterizado. 
30 
 Instituto do Asfalto dos Estados Unidos - MS-1 
 
De acordo com Klamt (2014), o afundamento do trilho de roda (ATR), é uma 
consequência da deformação permanente, sendo caracterizado afundamentos existentes 
no decorrer da trilha de roda e existência de irregularidades na face do pavimento as quais, 
dificultam a drenagem e concomitantemente aumentam a probabilidade de ocorrer uma 
aquaplanagem, trazendo consequências diretas na diminuição dos níveis de segurança e 
conforto de rolamento as rodovias. O autor ainda citada que diversos autores definem o 
ATR, como sendo um dos principias meio de ruptura do pavimento, devendo o mesmo 
ser considerado para o dimensionamento. 
O modelo de análise de deformações permanentes desenvolvido pelo Asphalt 
Institute dos Estados Unidos - MS-1 e reeditado em 1991, é utilizado para definir o 
número de solicitações que o pavimento irá resistir até possivelmente apresentar 
deformações permanentes em sua superfície. A equação do modelo obtida no manual de 
dimensionamento de pavimento de rodovias e ruas do Asphalt Institute dos Estados 
Unidos - MS-1 é apresentado na Equação 4: 
 
𝑁𝑓 = 1,365. 10
−9. (
1
𝜀𝑉
)
4,47
 (4) 
 
Onde: 
𝑁𝑓 = é definido como o número de ciclos necessários até a ruptura devido a 
deformações permanentes nas trilhas de roda, calculado pela metodologia 
FEC/AASHTO; 
𝜀𝑉 = deformação vertical no topo do subleito 
 
 Modelo de fadiga de Franco 
 
Franco (2007) define que a ocorrência de fadiga nos materiais asfálticos e 
cimentados, decorre da repetição da aplicação das cargas procedentes do tráfego de 
veículos sobre os pavimentos, causando assim microfissuras na estrutura, as quais 
resultam na perda de rigidez do material. O acumulo das microfissuras ao longo do tempo 
ocorre até o rompimento do material. O autor ainda afirma que a fadiga é um importante 
fator a ser considerado para o bom dimensionamento de estruturas de pavimentos, o seu 
31 
comportamento, portanto, além de ser bem conhecido deve ser devidamente 
caracterizado. 
O modelo proposto por Franco (2007) para definir o número N de repetições as 
quais o pavimento irá resistir ao trincamento em decorrência da fadiga, foi desenvolvido 
com base no levantamento de dados dos ensaios de carga repetida da COPPE e outros 
publicados em diversos trabalhos técnicos e científicos a fim de obter os modelos de 
previsão de fadiga das misturas asfálticas. O modelo obtido para misturas asfálticas com 
ligantes convencionais é apresentado na Equação 5: 
 
𝑁 = 𝑓𝑐𝑙. 1,904.10−6. (
1
𝜀𝑡
)
2,821
. (
1
𝑀𝑅
)
0,74
 (5) 
 
Onde: 
𝑁 = A vida de fadiga. 
𝑓𝑐𝑙 = Fator Campo Laboratório. 
𝜀𝑡 = É a deformação especifica de tração. 
𝑀𝑅 = Módulo de resiliência da mistura asfáltica. 
Já o modelo proposto por Franco (2007) para misturas asfálticas com ligantes 
modificados por polímeros SBS ou EVA o modelo é representado conforme a Equação 
6. 
 
𝑁 = 𝑓𝑐𝑙. 4,455.10−7. (
1
𝜀𝑡
)
3,798
. (
1
𝑀𝑅
)
1,493
 (6) 
 
 Análise empírico-mecanicista através de software 
 
Conforme Senço (2008), desde que a informática apresentou seu emprego na 
resolução de problemas, em todas as áreas do conhecimento humano em que, de algum 
modo, fosse necessário o desenvolvimento de cálculo, desenho, organização, 
apresentação e outros aplicativos, a utilização de softwares para o dimensionamento de 
pavimentos tornou-se, a princípio, um objeto de pesquisa e, posteriormente, um caso de 
rotina. Segundo Balbo (2007), os critérios de dimensionamento fundamentados no 
método CBR e na perda de serventia, sendo o primeiro de natureza semiempírica e o 
segundo de natureza empírica, desconsideram, explicitamente, o fato das camadas de 
32 
revestimentos asfálticos e de bases e sub-bases, asfálticas ou cimentadas, trabalharem em 
flexão e ficarem assim sujeitas a esforços de tração na flexão e, assim, à fadiga. 
Um dos softwares mais difundidos e de fácil manuseio no Brasil de acordo com 
Klamt (2014) é o SisPav, criado por Franco (2007), na COPPE, no Rio de Janeiro. De 
acordo com Franco (2007), o desenvolvimento do software SisPav pretende aprimorar os 
projetos de pavimentação em relação a eficácia estrutural, adotando variados materiais 
cujo comportamento in situ não se tenha experiência suficiente, e avaliar, do mesmo 
modo, as condições ambientais e de tráfego distintas das implícitas no Método Empírico 
do DNER, o qual ainda adotado no país. 
De acordo com Klamt (2014), o objetivo do software SisPav é o de arranjar 
análises e dimensionamentos de estruturas de pavimentos de acordo com os conceitos 
relativos ao estado da arte da mecânica dos pavimentos. O autor ainda cita que uma das 
condições adotadas foi a de idealizar uma interface de simples emprego, com inserção de 
dados facilitada e com dados sugeridos para fins de anteprojeto. 
De acordo com Franco (2007), o SisPav foi concebi de modo que o mesmo 
“permita dimensionar mecanisticamente as espessuras das camadas com base nas 
informações detalhadas do tráfego, condições ambientais e das características dos 
materiais”. Ainda segundo o autor, para melhor visualização e controle das informações 
o Sispav foi dividido em cinco abas ou janelas principais, de modo com que os dados 
podem ser inseridos, editados ou removidos de modo simples e prático. O software ao ser 
iniciado apresenta uma tela de mensagem conforme apresentado na Figura 5, informando 
que deve ser utilizado apenas acadêmicos. 
 
Figura 5 - Tela de mensagem SisPav 
 
Fonte: Autor (2018). 
33 
De acordo com Franco (2007), para melhor visualização e controle das 
informações o Sispav foi dividido em cinco abas ou janelas principais, de modo com que 
os dados podem ser inseridos, editados ou removidos de modo simples e prático. 
A Figura 6 apresenta em detalhe as opções do menu principal, sendo elas, Projeto; 
Editar; Resultados e Ajuda. 
 
Figura6 - Detalhe Menu principal 
 
Fonte: Autor (2018). 
 
A tela Estrutura apresentada na Figura 7, tela inicial do software, apresenta como 
padrão uma estrutura inicial de quatro camadas, incluindo o subleito. Tal estrutura pode 
ser completamente alterada, sendo necessárias no mínimo três e, no máximo, oito 
camadas. 
 
Figura 7 - Tela inicial SisPav 
 
Fonte: Autor (2018) 
 
A tabela exibida na tela Estrutura, apresenta as informações resumidas das 
propriedades das camadas da estrutura do pavimento, sendo: Material, tipo, espessura, 
módulo e coeficiente de Poisson. Ainda o subleito é representado na última camada pela 
sigla SL, sendo sua espessura representada com um valor nulo. 
34 
O software SisPav, admite a entrada de até 8 camadas, limitando suas espessuras 
ao decorrer do dimensionamento entre 10 cm e 60 cm, com exceção da camada pavimento 
que varia entre 5 cm a 20 cm. Duas hipóteses podem ocorrer durante o dimensionamento, 
a estrutura selecionada atingir a espessura do limite inferior, ou atingir o limite superior. 
No primeiro caso significa que a estrutura suporta as condições de carregamento 
impostas, porém, ao atingir o limite de espessura superior é devido a estrutura não atender 
as condições de projeto. De acordo com Franco (2007), ao ocorrer qualquer uma das 
hipóteses acima citadas, sugere-se rever manualmente a estrutura, modificando as 
propriedades dos materiais, adicionando ou removendo camadas de modo a ajustar a nova 
estrutura aos requisitos de projeto. 
Na Figura 8 é apresentada a tela Modelagem, onde é possível alterar parâmetros a 
fim de otimizar os cálculos de dimensionamento dos pavimentos. De acordo com Franco 
(2007), o dimensionamento é dado como concluído quando o consumo do dano crítico, 
atingir o valor de 1 mais ou menos um valor de tolerância. Como padrão de tolerância o 
SisPav adota o valor de 2%. 
 
Figura 8 - Tela Modelagem 
 
Fonte: Autor (2018). 
 
Outro parâmetro editável, é o nível de confiabilidade do dimensionamento, o qual 
o software adota como valor padrão 50%. O projetista pode optar entre os valores de 50% 
35 
(parâmetros médios), 75%, 85%, 90% e 95%. Outro fator importante é o período de 
projeto o qual é definido pelo projetista, entre outras opções disponíveis. 
Na tela carregamento, Figura 9, o projetista tem a opção de inserir o valor de 
solicitações convertidas no eixo padrão rodoviário, ou inserir o número de solicitações de 
cada eixo, o qual o software irá avaliar cada configuração de eixo isoladamente. 
De acordo com Franco (2007), o software tem campos suficientes para inserção 
de até 50 configurações de eixos. O autor ainda ressalta que os tipos de eixos pré-
definidos podem ser repetidos, permitindo assim variar o volume, a taxa de crescimento, 
o peso ou a pressão dos pneus. Ainda segundo o autor, ao decorrer da inserção dos eixos 
no sistema, o software calcula automaticamente o Número N equivalente de solicitações 
do eixo padrão, de acordo com o método do DNIT (2006a). Tal valor é atualizado sempre 
que houver alteração de informações como, peso, volume de tráfego, taxa de crescimento, 
período de projeto etc. pelo projetista. 
 
Figura 9 - Janela Carregamento 
 
Fonte: Autor (2018) 
 
Na versão a ser utilizada, 2.1.5.0 do Sispav, o software desconsidera os efeitos do 
clima no pavimento, devido ao nível de projeto estar configurado de modo padrão para 
“A”, e não permitir a alteração, conforme Figura 10. 
 
 
 
36 
Figura 10 - Janela Clima 
 
Fonte: Autor (2018) 
A Figura 11 apresenta então a última janela, resultados, a qual informa os valores 
obtidos para a estrutura calculada, sendo estes, de acordo com Franco (2007), os danos 
acumulados referentes aos modelos de deterioração internos mais os selecionados pelo 
projetista, distribuídos ao decorrer dos meses de análise e por tipo de configuração de 
eixo. 
 
Figura 11 - Janela Resultados 
 
Fonte: Autor (2018) 
 
37 
O software SisPav é constituído de uma ferramenta a qual permite realizar 
diferentes análises do pavimento, a ferramenta de Análise Elástica de Múltiplas Camadas 
(AEMC), é responsável pelo cálculo de tensões, deformações e deslocamentos existentes 
no pavimento. 
De acordo com Franco (2007), o AEMC processa os dados com base no programa 
JULEA, alterado para atender o formato de entrada de dados gerado pelo AEMC. Ainda 
conforme o autor, o software divide as camadas de desempenho elástico não linear em 
três subcamadas definindo os pontos de tensão na origem das coordenadas do 
carregamento (x=y=0,00m) e, verticalmente, no meio das subcamadas. 
De acordo com Franco (2007) o AEMC é um programa especifico para o cálculo 
de tensões, deformações e deslocamentos. O módulo AEMC foi desenvolvido por Franco 
(2007), durante sua tese de doutorado, como um componente do SisPav responsável pela 
análise elástica de múltiplas camadas (AEMC). 
O software AEMC possui uma única tela, Figura 12, onde são apresentados os 
dados da estrutura, a qual é previamente carregada do SisPav, sendo ainda necessário para 
cada camada informar o módulo de resiliência e o coeficiente de Poisson do material que 
a constitui. Ainda, deve-se selecionar o tipo de carregamento que se almeja analisar, 
sendo admitido a definição de valores como pressão de inflação de pneus, carga do eixo, 
ou ainda a carga de roda, coordenadas das rodas, ou a distância entre elas e entre eixos. 
Ainda podem ser definidos os locais os quais devem ser realizadas as análises de tensões, 
deformações e deslocamento do pavimento. A Figura 12 apresenta o AEMC. 
 
Figura 12 - Tela AEMC 
 
Fonte: Autor (2018) 
38 
2.4. Aderência entre as camadas do pavimento 
 
De acordo com Guimarães (2013), no dimensionamento de pavimentos asfálticos, 
as camadas são consideradas com propriedades elásticas constantes (módulo de 
elasticidade e coeficiente de Poisson), carregamento uniformemente distribuído e, ainda, 
uma interface entre camadas aderidas completamente. A autora ainda afirma que a total 
aderência entre as camadas é um elemento que nem sempre ocorre no campo. 
Franco (2007) adotou para o SisPav com base na teoria da elasticidade algumas 
condições de aderência. De acordo com Scherer (2015) o SisPav considera a aderência 
entre as camadas da estrutura, variando entre totalmente aderida, correspondente ao valor 
“0”, para lisa ou sem aderência com valor (deslizamento) ao valor “100000”. 
Guimarães (2013) afirmar que a aderência entre as camadas do pavimento, e seu 
emprego em projeto e obra, está fortemente condicionada à durabilidade das soluções 
adotadas para recapeamentos, ou para estruturas de pavimentos novos. Segundo Shahin 
et. al. 1986; Uzan et al. (1978 apud Guimarães 2013) pesquisas apontam que a ausência 
de aderência entre camadas, seja devido ao excesso ou em decorrência da falta de pintura 
de ligação, que causa aumento de tensões na fibra inferior do nível superficial do 
revestimento. 
 
39 
3. METODOLOGIA 
 
3.1. Dados analisados 
 
Para a realização deste trabalho foram utilizados os dados do tráfego disponíveis 
referente a BR-158. Os dados, e seus respectivos métodos de obtenção serão elencados a 
seguir. 
3.2. Determinação do trecho 
 
O trecho de análise da estrutura do pavimento está localizado entre os municípios 
de Frederico Westphalen e Seberi ambos situados na região noroeste do estado do Rio 
Grande do Sul. As Figuras 13 e 14 apresentam a localização do trecho, e a Figura 15 
apresenta o perfil estrutural existente no mesmo extraído do projeto da empresa Ecoplan-
skill. 
 
Figura 13 - Localização dos municípios de Seberi e Frederico Westphalen. 
 
Fonte: Adaptada Google Earth (2018). 
 
 
 
 
 
40 
Figura 14 - Trecho de análise BR-158 
 
Fonte: Adaptada Google Earth (2018). 
 
Figura 15 - Perfil do Trecho km 39.800 (unidades em cm). 
 
Fonte: Adaptado de Consórcio EcoPlan – Skill (2012). 
 
3.3. Determinaçãodos dados de tráfego 
 
Para realizar a determinação do volume de tráfego da via foram consultados os 
dados de tráfego do ano de 2017 disponibilizados pelo Plano Nacional de Contagem de 
41 
Tráfego do DNIT. Posteriormente foi determinado o número de solicitações N através do 
método geométrico. 
 
3.4. Período de projeto 
 
O período de projeto adotado considerou a abertura da via no ano 2018 e duração 
de 10 anos. 
 
3.5. Método de dimensionamento 
 
O dimensionamento realizado pela concessionária Ecoplan-Skill, foi realizado a 
partir do método de projeto de pavimentos flexíveis DNER 667/22, também conhecido 
por método CBR, atualmente utilizado no Brasil. 
 
3.6. Análise empírico-mecanicista 
 
Para esta etapa foi utilizado o auxílio da ferramenta AEMC do software SisPav, 
para realizar a análise da 𝜀𝑡 (deformação de tração na fibra inferior do revestimento) e da 
𝜀𝑉 (deformação vertical no topo do subleito). Para realizar a estimativa do número N, 
foram utilizados os modelos de acordo com os principais dois fatores de degradação dos 
pavimentos flexíveis. 
 
3.7. Método de análise dos resultados 
 
Após a determinação do perfil do trecho foram comparados o N Atual e o N 
extraído do projeto de execução da BR-158 desenvolvido pelo Consórcio Ecoplan-Skill 
no ano de 2010 e com última revisão no ano de 2012, e o N futuro para o ano de 2023 
também extraído do projeto, através do software SisPav e do módulo AEMC. 
 
3.8. Análise de Tensões e Deformações através do módulo AEMC. 
 
De acordo com Franco (2007) o AEMC é um programa especifico para o cálculo 
de tensões, deformações e deslocamentos. O módulo AEMC foi desenvolvido por Franco 
42 
(2007), durante sua tese de doutorado, como um componente do SisPav responsável pela 
análise elástica de múltiplas camadas (AEMC). 
Para determinar a resistência do pavimento em relação à fadiga e à deformação 
permanente foi realizada a análise da estrutura existente utilizando a ferramenta AEMC. 
Para a análise da estrutura foi considerada as camadas do pavimento aderidas entre si, 
carga de eixo igual a 8,2 ton, eixo padrão rodoviário, e pressão de inflação dos pneus 
igual 0,56 MPa. Para os coeficientes de Poisson utilizou-se os valores sugeridos por Balbo 
(2007), sendo: 0,35 para CA; 0,40 para camada de base e sub-base (BGS); 0,42 para a 
camada de reforço do subleito (laterita), e 0,45 para o subleito. 
Para o módulo de resiliência (MR) da camada de revestimento foram adotados os 
valores obtidos por Lehnen (2015), onde a mesma obteve um MR de 4540 MPa, para uma 
mistura de CAP 55/75. Para a camada de Base e sub-base, foram adotados os valores 
médios sugeridos por Balbo (2007), segundo o autor, para a camada de base de 
pavimentos flexíveis em brita graduada simples (BGS), é usual a utilização de valores 
entre 100 MPa a 250 MPa, e para camadas de BGS em sub-bases são considerados valores 
reduzidos, entre 60 MPa e 150 MPa. Para a camada de reforço do subleito constituída por 
laterita, foram adotados os valores obtidos através de pesquisas in situ realizadas Alvarez 
Neto (1998 apud Balbo 2007), onde o valor médio dos módulos de resiliência obtidos é 
de 130 MPa. Para a camada de subleito foi utilizada a Equação 7 definida por Preusler 
(1983 apud Balbo 2007) como sendo uma correlação entre CBR e MR. 
 
 𝑀𝑟 = 32,6 + 6,7 × 𝐶𝐵𝑅 [𝑀𝑃𝑎] (7) 
 
Portanto para a entrada de dados do Módulo de resiliência foram considerados 
MR revestimento igual a 4540 MPa, MR base igual a 200 MPa, MR sub-base igual a 150 
MPa, MR reforço do subleito igual a 130 MPa e MR subleito igual a 146 MPa 
Para realizar a análise no software AEMC foram definidos os seguintes pontos 
verticais, na fibra inferior da camada de revestimento, a uma profundidade de 0,0799 m, 
ou seja, a 0,0001 m antes do termino desta camada, e na fibra superior da camada do 
subleito, a uma profundidade de 0,4999 m, ou seja, a 0,0001 m do início da camada. Os 
pontos horizontais, foram definidos a partir da configuração do eixo-padrão, sendo 
analisados os pontos no centro entre as rodas do eixo, na face interna de uma das rodas e 
no centro de uma das rodas do eixo conforme apresentado na Figura 16. 
 
43 
Figura 16 - Pontos de análise da estrutura 
 
Fonte: Autor (2018). 
 
Para a determinação do dano por fadiga como apresentado anteriormente, foram 
analisados os resultados obtidos nas colunas “Ex (m/m)” e “Ey (m/m)” do AEMC, sendo 
selecionado o maior valor em meio aos obtidos para os múltiplos pontos estudados da 
base asfáltica. O valor obtido então foi inserido no modelo para avaliação da deformação 
por fadiga proposto por Franco (2007) em sua tese de doutorado, o mesmo é apresentado 
na Equação 6. 
Já para a verificação da deformação permanente foram analisados os resultados 
obtidos na coluna “Ez (m/m)” do AEMC, sendo empregado o maior valor dentre os 
determinados para os pontos analisados do topo do subleito. O valor obtido foi então 
inserido no modelo para avaliação da deformação permanente do manual de 
dimensionamento de pavimento de rodovias e ruas do Asphalt Institute dos Estados 
Unidos - MS-1, reeditado em 1991, apresentado na Equação 4. 
 
3.9. Verificação da estrutura em relação aos modelos de deformação 
permanente e de fadiga. 
 
Após realizado a análise da estrutura em relação ao modelo de deformação 
permanente do Asphalte Institute e do modelo de fadiga de Franco através dos resultados 
44 
obtidos no AEMC. Foi realizado então uma análise dos resultados obtidos do modelo de 
fadiga de Franco e do modelo de análise de deformação permanente do manual de 
dimensionamento de pavimento de rodovias e ruas do Asphalt Institute dos Estados 
Unidos - MS-1, reeditado em 1991, e comparado então os N’s obtidos com os N’s 
relativos aos períodos de análise, onde foi possível definir então se a estrutura sofrerá 
uma possível ruptura por fadiga ou então uma possível deformação permanente no 
decorrer de sua vida útil. 
 
45 
4. RESULTADOS 
 
4.1. Determinação Número N 
 
Estudo de Tráfego 
 
Conforme apresentado anteriormente para a determinação do volume de tráfego 
da via foram utilizados os dados extraídos do PNCT do DNIT. A Tabela 1 apresenta os 
dados levantados através de um equipamento fixo automático de contagem continua, 
instalado no km 42 da BR 158, entre os dias 16 a 22 de agosto de 2017. 
Para fins de cálculo são considerados os veículos de cargas e ônibus sendo, 
portanto, o valor de VMD adotado de 1847. 
 
Tabela 1 - Contagem PNCT 
VEÍCULO 
Dia da Semana 
Q
u
ar
ta
 
1
6
/0
8
/2
0
1
7
 
Q
u
in
ta
 
1
7
/0
8
/2
0
1
7
 
S
ex
ta
 
1
8
/0
8
/2
0
1
7
 
S
áb
ad
o
 
1
9
/0
8
/2
0
1
7
 
D
o
m
in
g
o
 
2
0
/0
8
/2
0
1
7
 
S
eg
u
n
d
a 
2
1
/0
8
/2
0
1
7
 
T
er
ça
 
2
2
/0
8
/2
0
1
7
 
Automóvel 4939 5228 5831 4586 4283 5210 5059 
Motocicleta 441 476 453 388 191 381 356 
OUTROS 254 255 251 152 107 234 231 
Cam. 9 eixos 48 49 49 65 73 52 34 
Cam. 8 eixos 0 1 0 0 1 2 0 
Cam. 7 eixos 235 198 232 172 196 147 200 
Cam. 6 eixos 425 383 367 346 317 310 365 
Cam. 5 eixos 99 90 98 88 62 91 88 
Cam. 4 eixos 212 204 200 124 92 204 198 
Onib. / Cam. 3 eixos 510 483 513 269 210 456 478 
Onib. / Cam. 2 eixos 707 682 708 314 160 621 703 
Total 7870 8049 8702 6504 5692 7708 7712 
Fonte: Autor (2018). 
 
 
 
 
46 
Cálculo FEC 
 
Para a determinação do FEC, foi utilizado a relação do número de eixos dos 
veículos e o tipo de eixo, conforme extraído de Klamt (2014). A Tabela 2, apresenta a 
conversão da Tabela 1 aos tipos de eixos necessários para a determinação do FEC. 
 
Tabela 2 - Conversão dos Eixos 
Categoria 
Eixos de Veículos 
ESRS ESRD ETD ETT 
1 0 0 0 0 
2 3895 3895 0 0 
3 0 0 0 0 
4 2919 0 2919 0 
5 0 0 0 0 
6 1234 1234 1234 0 
7 616 616 0 616 
8 2513 0 2513 2513 
10 1380 2760 2760 0 
11 4 8 4 4 
12 370 370 740 370 
Total 12931 8883 10170 3503 
Fonte: Autor (2018).Ainda para a determinação do FEC, foi realizada uma projeção de crescimento de 
tráfego geométrico, apresentada na Equação 3, obtida no manual de estudos de tráfego do 
DNIT e ajustada para o período em dias. A Tabela 3, apresenta os resultados obtidos. 
 
Tabela 3 - Expansão dos Eixos. 
Categoria 
Eixos de Veículos 
ESRS ESRD ETD ETT 
Projeção Geométrica 13325 9154 10480 3610 
Fonte: Autor (2018). 
 
Por fim, os dados apresentados na Tabela 3 foram inseridos nas Equações da 
ASSHTO, Quadro 4, para a determinação do FEC e na Equação 2 para a determinação 
do FV, os resultados obtidos são apresentados na Tabela 4. 
 
47 
Tabela 4 - FEC – FV AASHTO 
N° de veiculos amostrados 13325 
EIXOS 
Carga 
(KN) Quant pi(%) FC pi(%).fec 
ESRS 60,00 13325 100 0,36 35,61 
ESRD 100,00 9154 68,70 2,61 178,97 
ETD 170,00 10480 78,65 1,78 140,06 
ETT 255,00 3610 27,90 1,69 45,89 
FV 4,01 
Fonte: Autor (2018). 
 
Número N 
 
Para determinação do número N, foi adotada a fórmula de crescimento linear do 
tráfego, apresentada na Equação 1. A Tabela 5 apresenta os valores para o N atual e o N 
de dimensionamento da estrutura existente considerando os valores do primeiro ano de 
projeto, e o N de projeto ao décimo ano de funcionamento da via, extraído do projeto da 
Ecoplan-Skill. 
 
Tabela 5 - Número N 
Ano Número N 
2014 2,40E+06 
2017 2,83E+06 
2023 3,13E+06 
Fonte: Autor (2018). 
 
4.2. Deformações através do AEMC 
 
Para determinar a resistência do pavimento em relação à fadiga e à deformação 
permanente foi realizada a análise da estrutura existente utilizando a ferramenta AEMC. 
Para tal foi realizada a verificação das deformações da estrutura em Ex, Ey e Ez, 
considerando as camadas aderidas entre si. Os valores obtidos de deformações para o 
volume de tráfego no início da operação da via após restauração no ano de 2014, para o 
48 
volume de tráfego atual e para o décimo ano de funcionamento da via são apresentados 
nas Tabelas 6, 7 e 8, respectivamente. 
 
Tabela 6 - Pontos e Deformações extraídos do AEMC para N 2014 
 Eixo 
Ponto 
X(cm) Y(cm) Z(cm) Ex (m/m) Ey (m/m) Ez (m/m) 
1 32,4 0 7,99 0,000047 -0,000138 0,000059 
2 16,2 0 7,99 -0,000179 -0,000267 0,000265 
3 0 0 7,99 0,000038 -0,000249 0,000132 
4 32,4 0 49,99 -0,000049 -0,000105 0,000204 
5 16,2 0 49,99 -0,000095 -0,000128 0,000284 
6 0 0 49,99 -0,000112 -0,000136 0,000314 
Fonte: Autor (2018). 
 
Tabela 7 - Pontos e Deformações extraídos do AEMC para N 2017 
 Eixo 
Ponto 
X(cm) Y(cm) Z(cm) Ex (m/m) Ey (m/m) Ez (m/m) 
1 32,4 0 7,99 0,000047 -0,000138 0,000059 
2 16,2 0 7,99 -0,000179 -0,000267 0,000265 
3 0 0 7,99 0,000038 -0,000249 0,000132 
4 32,4 0 49,99 -0,000049 -0,000105 0,000204 
5 16,2 0 49,99 -0,000095 -0,000128 0,000284 
6 0 0 49,99 -0,000112 -0,000136 0,000314 
Fonte: Autor (2018). 
 
Tabela 8 - Pontos e Deformações extraídos do AEMC para N 2023 
 Eixo 
Ponto 
X(cm) Y(cm) Z(cm) Ex (m/m) Ey (m/m) Ez (m/m) 
1 32,4 0 7,99 0,000047 -0,000138 0,000059 
2 16,2 0 7,99 -0,000179 -0,000267 0,000265 
3 0 0 7,99 0,000038 -0,000249 0,000132 
4 32,4 0 49,99 -0,000049 -0,000105 0,000204 
5 16,2 0 49,99 -0,000095 -0,000128 0,000284 
6 0 0 49,99 -0,000112 -0,000136 0,000314 
Fonte: Autor (2018). 
 
4.3. Análise Mecanicista 
 
Os valores de 𝜀𝑡 e 𝜀𝑣, são obtidos nas Tabelas 6, 7 e 8. Para 𝜀𝑡, análise da 
deformação de tração na fibra inferior do revestimento asfáltico, é selecionado o maior 
49 
dos valores das colunas Ex e Ey, para os pontos da camada . Já para 𝜀𝑣, deformação 
permanente no topo do subleito, seleciona-se o maior valor da coluna Ez entre os pontos 
na camada. A Tabela 9 apresenta os valores de 𝜀𝑡 e 𝜀𝑣. 
 
Tabela 9 - Valores de deformação 𝜀𝑡 e 𝜀𝑣. 
N de tráfego 𝜀𝑡 𝜀𝑣 
2,40𝐸 + 06 [-0,000267] 0,000314 
2,83𝐸 + 06 [-0,000267] 0,000314 
3,13𝐸 + 06 [-0,000267] 0,000314 
Fonte: Autor (2018). 
 
Instituto do Asfalto dos Estados Unidos - MS-1 
 
Para realizar a análise de deformação permanente da estrutura do pavimento, foi 
adotado o modelo do Asphalt Institute dos Estados Unidos - MS-1, Equação 4, os 
resultados obtidos são apresentados na Tabela 10. 
 
Tabela 10 - N de deformação permanente 
N de tráfego 𝜀𝑣 (m/m) 𝑁𝑓 
2,40𝐸 + 06 0,000314 6,22𝐸 + 06 
2,83𝐸 + 06 0,000314 6,22𝐸 + 06 
3,13𝐸 + 06 0,000314 6,22𝐸 + 06 
Fonte: Autor (2018). 
 
Através dos resultados obtidos apresentados na Tabela 13, pode ser observado que 
desde o primeiro ano de operação da via o 𝑁𝑓 é maior que o N de tráfego, apontando que 
a estrutura resiste às solicitações do período, não apontando uma provável ruptura por 
deformação permanente na camada do subleito. 
 
Modelo de fadiga de Franco 
 
Para realizar a análise de ocorrência de fadiga na estrutura do pavimento, foi 
adotado o modelo proposto por Franco (2007) em sua tese, Equação 6, os resultados 
obtidos são apresentados na Tabela 11. Para determinar os valores foi considerado o fator 
50 
campo laboratório igual a 104 de acordo com Rossato (2015), e adotado módulo de 
resiliência igual a 4540 MPa, valor padrão utilizado no SisPav. De acordo com os dados 
de projeto da empresa responsável pela execução da restauração pista foi utilizado CAP 
55/75 SBS. 
 
Tabela 11 - N de fadiga 
N de tráfego 𝜀𝑡 (m/m) 𝑁 
2,40𝐸 + 06 [-0,000267] 4,51𝐸 + 05 
2,83𝐸 + 06 [-0,000267] 4,51𝐸 + 05 
3,13𝐸 + 06 [-0,000267] 4,51𝐸 + 05 
 Fonte: Autor (2018). 
 
Através dos resultados obtidos apresentados na Tabela 14, pode-se observar que 
desde o primeiro ano de operação da via o N de fadiga é menor que o N de tráfego 
apontando que a estrutura existente está suscetível a uma provável ruptura por fadiga na 
camada de revestimento do pavimento. 
Jacques (2015) afirma que a deformação no topo do revestimento decresce à 
medida que sua espessura aumenta, ocorrendo ganho na rigidez do mesmo. 
 
51 
5. CONCLUSÕES 
 
O presente estudo realizou uma análise através da metodologia mecanicista de um 
trecho da BR-158 entre os municípios de Frederico Westphalen e Seberi, ambos no estado 
do Rio Grande do Sul. 
A rodovia BR 158 é de suma importância para o desenvolvimento regional, como 
frisado por Zanchet (2013), a pavimentação asfáltica traz diversos benefícios para a 
sociedade, facilitando o acesso e escoamento de mercadorias, a valorização de imóveis 
lindeiros, entre outros. 
Para a estrutura existente, avaliada no trecho da BR 158, pode-se concluir que a 
mesma resiste aos esforços solicitantes de tráfego na camada do subleito em todos os 
períodos de operação da via avaliados, apontando que possivelmente a mesma não sofrerá 
deformações permanentes na camada do subleito. 
Ainda pode-se observar que desde o primeiro ano de operação da via o N de fadiga 
é menor que o N de tráfego apontando que a estrutura existente será suscetível a uma 
provável ruptura por fadiga na camada de revestimento do pavimento. 
Portanto a principal conclusão a que se pode chegar em vista os resultados obtidos 
através das análises realizadas através do AEMC é de que a estrutura existente 
possivelmente irá primeiro romper devido a fadiga. 
 
5.1. Sugestões para trabalhos futuros 
 
As perspectivas para a continuidade da pesquisa são: 
 
 Considerar o efeito da temperatura; 
 Estudar uma estrutura dimensionada através do método atual do DNIT 
para o volume de tráfego da via. 
 Estudar uma estrutura dimensionada através do software SisPav para o 
volume de tráfego da via. 
 Alterar os tipos de carregamentos para verificar a influência. 
 Verificar a estrutura ante as condições de aderência e não aderência entre 
as camadas. 
 
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REFERÊNCIAS 
 
BALBO, Jose Tadeu. Pavimentação asfáltica: materiais, projetos e restauração. São 
Paulo: Oficina de Textos, 2007. 
 
BERNUCCI, Liedi Bariani, MOTTA, Laura Maria Goretti da, CERATTI, Jorge Augusto 
Pereira, SOARES, Jorge