PROJETO E DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO RÍGIDO (1)

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ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA 
 
 
Ana Paula da Silva Reis1 
 
 
André Jordão de Lima2 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
Este artigo foi desenvolvido através de pesquisas realizadas no DNIT 
(Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte) cujo conteúdo 
abordado retrata os projetos de dimensionamento do pavimento rígido 
e a drenagem de rodovias. 
. 
 
ABSTRACT 
 
This article was developed through research conducted at DNIT 
(National Department of Infrastructure and Transport) whose content 
covered portrays the design of rigid pavement and the drainage of 
highways. 
 
 
 
 
 
 
1 Graduanda em Engenharia Civil pela Universidade Salvador. E-mail: a-paulareis@outlook.com 
2 Professor da Escola de Engenharia e Tecnologia de Informação da UNIFACS. Mestre graduado em 
Bacharel pela Universidade Salvador (UNIFACS). E-mail: andre.jordao@unifacs.br 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
1.0 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 1 
2.0 OBJETIVO ............................................................................................................ 2 
3.0 METODOLOGIA ................................................................................................... 3 
4.0 CARACTERÍSTICAS DO SUBLEITO ................................................................... 4 
5.0 ESTUDO DO TRAÇADO ...................................................................................... 5 
6.0 PROJETO DE SUB-BASE .................................................................................... 6 
7.0 SITEMA DE DRENAGEM ..................................................................................... 6 
7.1 DIMENSIONAMENTO DA DRENAGEM SUPERCIAL ................................... 6 
7.2 DIMENSIONAMENTO DAS SAÍDAS D’ÁGUA .............................................. 6 
7.3 DIMENSIONAMENTO DOS BUEIROS .......................................................... 6 
7.4 DIMENSIONAMENTO DOS DRENOS PROFUNDOS ................................... 6 
8.0 DIMENSIONAMENTO DA ESSPESSURA DO PAVIMENTO RÍGIDO ................. 6 
8.1 PAVIMENTO ESTRUTURAL ARMADO ........................................................ 6 
8.2 JUNTAS .......................................................................................................... 6 
8.3 PAVIMENTOS COM PEÇAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO ................ 6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
Com o decorrer do tempo, houve aprimoramento e ajustes nas técnicas de 
projetos geométricos de juntas e dimensionamento de espessura de placas de 
concretos. Isso permitiu que novos modelos de comportamento de pavimento rígido, 
além dos comportamentos mais conhecidos como a fadiga do concreto causada pela 
ação de cargas repetidas erosão da fundação do pavimento e escalonamento das 
juntas, fossem avaliados outros fenômenos que podem levar o pavimento a colapso. 
Afim de assegurar o nível de segurança adequado aos projetos, desenvolveu-
se o dimensionamento de tal e a análise da possibilidade do pavimento atender às 
condições descritas em projeto. 
 
2. OBJETIVO 
Analisar os procedimentos para execução do pavimento rígido desde as 
características geotécnicas do subleito ao dimensionamento da placas de concreto e 
das juntas do pavimento. Além disso, destacar os principais dispositivos de drenagem 
de rodovias e sua importância. 
 
3. METODOLOGIA 
O presente trabalho foi desenvolvido inicialmente a partir de uma revisão 
bibliográfica sobre o projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos bem como a 
drenagem de rodovias e sua execução. Utilizou-se o Manual De Pavimento Rígido e 
o Manual de Drenagem de Rodovias do DNIT como principal referência do trabalho. 
 
4. CARACTERÍSTICAS DO SUBLEITO 
 A presença de solos expansivos e de camadas de argila mole requer uma 
atenção especial quando se trata do estudo do subleito em projetos de pavimentos 
rígidos por serem instáveis e apresentarem grandes variações. Tais informações 
devem conter no estudo geotécnico do projeto. 
Para dimensionamento da espessura do pavimento rígido, é necessário o 
estudo do coeficiente de recalque definido pelo subleito. Esse parâmetro é 
determinado em uma prova de carga estática, conforme a norma do DNIT 055/204-
ME, que são correlacionadas as pressões verticais transmitidas o subleito por meio 
de uma placa rígida e os deslocamentos verticais correspondentes. Para cada tipo de 
solo há um determinado coeficiente de recalque. 
 
5. ESTUDO DE TRAÇO 
 Esses estudos tem por objetivo: 
a) Definir as diretrizes possíveis da rodovia 
b) Determinar a viabilidade física das alternativas adequadas pelos estudos 
de tráfego para a ligação rodoviária proposta 
c) Estimar os custos aproximados de construção, manutenção, 
desapropriação para fins de avaliação econômica e financeira 
 
6. PROJETO DE SUB-BASE 
A sub-base tem como principais funções uniformizar o suporte disponível ao 
longo da faixa do pavimento; evitar os efeitos das mudanças excessivas de volume 
de solos do subleito; evitar a ocorrência do fenômeno de bombeamento de finos 
plásticos. 
Afim de evitar o fenômeno de bombeamento, utiliza-se materiais que tendem 
aos seguintes requisitos: 
a) Dimensão máxima característica do agregado inferior a 1/5 da espessura 
d sub-base 
b) Índice de plasticidade deve ser igual ou menor do que 6% 
c) Limite de liquidez máximo de 25% 
d) A granulometria do material deverá permitir que após executada a sub-
base e sob ação do tráfego, a consolidação do pavimento seja a menor possível. 
Os tipos de sub-bases para pavimento de concreto podem ser classificadas 
como sub-bases granulares ou sub-bases tratadas com cimento ou aditivos. A 
espessura adotada varia entre 15 a 40 cm, em caso de tráfego de pequeno porte, o 
valor mínimo pode ser até cm. É recomendável limitar o valor máximo do coeficiente 
de recalque no topo da sub-base, a ser considerado no cálculo da espessura 
necessária de concreto, em certa de Mpa/m. 
 
7. SISTEMA DE DRENAGEM 
A drenagem dos pavimentos é realizada por meio dos seguintes sistemas: 
drenagem superficial bueiros, e drenagem profunda. 
O sistema de drenagem superficial tem como objetivo a coleta, condução e 
lançamento de águas que se precipitam ao longo do corpo estradal, conduzindo para 
um local de deságue seguro. 
Os principais dispositivos que compõe esse sistema são: 
a) valeta de proteção de corte e aterro 
b) sarjeta de corte em solo e em rocha 
c) banqueta de aterro 
d) saída d’água 
e) descida d’água 
f) caixa coletora 
g) caixa de amortecimento 
h) escalonamento de taludes 
Os bueiros tem como principal objetivo permitir a passagem das águas que 
escoam pelo terreno natural, de um lado a outro do corpo estradal. Os mais comuns 
são: tubulares de concreto, tubulares metálicos e celulares de concreto. 
O sistema de drenagem profunda tem por objetivo interceptar e rebaixar o 
lençol freático, impedindo a deterioração do suporte das camadas dos terraplanos e 
pavimentos. 
Os tipos de drenos profundos utilizados são: 
a) drenos contínuos e descontínuos 
b) drenos cegos 
c) drenos interceptantes 
d) colchões drenantes 
e) drenos rasos 
f) drenos transversais 
g) drenos a céu aberto 
7.1 DIMENSIONAMENTO DE DRENAGEM SUPERFICIAL 
O comprimento crítico das sarjetas e valetas é determinado pela fórmula de 
Manning: 
L=λ³√ℎ𝑡4√𝑙
3
 
em que : 
L= comprimento crítico d sarjeta ou valeta em metros; 
h= intensidade da chuva, em m/s; 
t= duração da chuva em segundos; 
l=largura do impluvium, em metros; 
 λ= coeficiente que depende da declividade, rugosidade e forma do condutor. 
 
7.2 DIMENSIONAMENTO DAS SAÍDAS D’ÁGUA: 
As saídas de água deverão ser dimensionadas em função dos valores d 
descarga que irão suportar, levando em consideração que essa descarga não cause 
erosões no terreno natural. O dimensionamentodas caixas coletoras deverá ser feito 
conforme as recomendações do ‘’Manual de Implantação Básica’’, do DNER. 
 
7.3 DIMENSIONAMENTO DOS BUEIROS 
Deverá ser considerado que esse dispositivo irá operar como canais por um 
período de 10 anos. Deve ser considerado como um orifício com um afogamento 
máximo de 1,00 metro e para um período de recorrência de 50 anos. Para seu 
dimensionamento utiliza-se a expressão de Manning. 
 
7.4 DIMENSIONAMENTO DE DRENOS PROFUNDOS 
Deve-se considerar a velocidade de percolação e gradiente hidráulico. 
Para cálculo da vazão, devem ser considerados: altura média da chuva; área 
da bacia; variação máxima de enchente e coeficientes topográficos e hidráulicos. 
Q=sV 
Q= vazão dada em m²/s; 
s= seção de vazão em m²; 
V= velocidade, em m/seg 
 
8.0 DIMENSIONAMENTO DA ESPESSURA DO PAVIMENTO RÍGIDO 
Para dimensionamento de concreto simples, são apresentados os métodos 
elaborados pela Portland Ciment Association (PCA). 
Alguns pontos são analisados dentro desse método, como as propriedades do 
concreto; o tipo e suporte de fundação; carregamento e posição da carga. 
Com esse método, PCA, determina-se a espessura dos seguintes tipos de 
pavimentos: 
a) Pavimento de concreto simples- exigem placas curtas de ordem 5 a 6m 
de comprimento. 
b) Pavimento de concreto simples com barras transversais- formado por 
barras curtas de aço liso, tendo comprimento de 9 a 12m. 
c) Pavimento de concreto com armadura distribuída descontínua- placas 
de grande comprimento, chegando até 30m, embora sejam mais utilizadas as 10 a 
15m. 
Os seguintes passos no processo de dimensionamento são necessários: 
 Tipo de acostamento 
 Resistência a tração na flexão aos 28 dias 
 Coeficiente de recalque 
 Fator de segurança 
 Tráfego esperado para cada nível de carga de acordo com a vida de projeto do 
pavimento. 
 Determinar espessura da placa, H 
 Fatores de erosão 
 Fator de fadiga 
Caso a porcentagem de resistência a fadiga consumida ou a porcentagem de 
dano por erosão ficarem próximas a zero, as condições estão satisfeitas, porém, a 
placa estará superdimensionada, devendo-se portanto, diminuir a espessura do 
pavimento, buscando uma porcentagem o mais perto possível de 100%. 
 
8.1 PAVIMENTO ESTRUTURALMENTE ARMADO 
Trata-se de um pavimento de concreto armado com armaduras para suportar 
tensões oriundas do tráfego, disposta na parte inferior da placa e uma armadura para 
combater os esforços de retração, disposta na parte superior da placa. 
A vantagem desse tipo de pavimento é a redução da espessura da placa e 
menores gastos para manutenção. 
O dimensionamento desse tipo de pavimento é baseado na determinação das 
tensões e momentos fletores atuantes na placa de concreto. É necessário que sua 
resistência seja superior a 25Mpa para que o pavimento tenha resistência ao 
desgaste. 
 
8.2 JUNTAS 
 As juntas do pavimento de concreto estão sujeitas à defeitos, sendo necessário 
a introdução de um reforço em tais. Essa análise pode ser feita com base na teoria da 
elasticidade em função do diâmetro da barra de transferência, espessura da placa , 
resistência do concreto e o coeficiente de recalque. 
Os esforços atuantes em cada tipo de junta pode ser medido como: 
 Juntas longitudinais : 
MjL=Mb (1-β/200) 
 Juntas transversais: 
MjT= 0.7 Mb (1- β/350) 
Onde: 
MjL= momento na junta longitudinal 
MjT= momento na junta transversal 
Mb= momento na borda da placa 
Β= eficiência da junta em % 
 
8.3 PAVIMENTO COM PEÇAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO 
Esse tipo de pavimento é aplicado em acostamentos, recuos, pátios e outro 
tráfegos com baixa velocidade. 
No dimensionamento da espessura desse tipo de pavimento, costuma-se 
empregar o método CBR, tomando apenas 50% da carga por roda. 
A espessura do pavimento é dada pela expressão: 
E=
150+150√𝑝/2
𝐼𝑠+5
 
E= espessura total do pavimento, em cm 
P=carga por roda, em tf 
Is= CBR do subleito, em %