(APOSTILA) Concepção e dimensionamento de pavimentos flexíveis e rígidos

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PROJETO DE 
ESTRADAS
Fernanda Dresch
Revisão técnica
Shanna Trichês Lucchesi
Mestre em Engenharia de Produção (UFRGS)
Professora do curso de Engenharia Civil (FSG)
Catalogação na publicação: Karin Lorien Menoncin CRB -10/2147
D773p Dresch, Fernanda.
Projeto de estradas / Fernanda Dresch ; [revisão 
técnica : Shanna Trichês Lucchesi]. – Porto Alegre : 
SAGAH, 2018.
204 p. : il. ; 22,5 cm 
ISBN 978-85-9502-303-1
1. Engenharia civil. 2. Estradas. I. Título.
CDU 625.7
NOTA
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Técnicas. As Normas ABNT citadas nesta obra foram reproduzidas 
mediante autorização especial da ABNT.
Concepção e 
dimensionamento 
de pavimentos 
flexíveis e rígidos 
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Entender a definição de pavimento.
 � Identificar as diferenças entre pavimentos flexíveis e rígidos.
 � Diferenciar os métodos de dimensionamento de pavimentos.
Introdução
O aumento da importância do modal rodoviário na economia nacional 
exige a alocação cada vez maior de recursos para a adequada manuten-
ção e conservação da malha existente e de futuras expansões. A rápida 
deterioração das estruturas de pavimento sem conservação, expostos ao 
clima, às solicitações de um tráfego cada vez mais pesado e numeroso tem 
reflexo imediato e compromete grande parte do orçamento dos gestores 
rodoviários. O dimensionamento apropriado de um pavimento asfáltico 
visa garantir que a repetição da passagem dos eixos dos veículos não irá 
causar defeitos que prejudiquem a segurança, o conforto e a condição 
de trafegabilidade. Dessa forma, torna-se importante entender a correta 
definição de pavimento identificando os diferentes tipos e formas de 
dimensionamentos, para assim obter o seu adequado dimensionamento. 
Neste capítulo, você aprenderá a concepção de pavimentos, também 
vai conhecer as diferenças entre pavimentos flexíveis e rígidos e, além 
disso, você aprenderá a diferenciar os métodos de dimensionamento 
de pavimentos. 
Concepção de pavimento 
Segundo Balbo (2007), pavimento é um sistema de camadas composto por 
diferentes tipos de materiais sobre a superfície final de terraplenagem, proposto 
técnica e economicamente a resistir aos esforços oriundos do tráfego de veículos 
e do clima, e a propiciar aos usuários melhoria nas condições de rolamento 
com conforto, economia e segurança. Dessa forma, para que as condições do 
pavimento permaneçam mantidas, deve-se conceber uma estrutura capaz de 
suportar um volume de tráfego preestabelecido por meio de um parâmetro 
que relacione algumas variáveis, tais como os fatores climáticos e o volume 
diário médio de veículos que passam pela rodovia, para que o pavimento não 
se degrade antes do tempo. 
Ainda, conforme Balbo (2007), proporcionando ao usuário uma condição 
de rolamento adequada, automaticamente, é proporcionado aos usuários uma 
expressiva redução nos custos operacionais, tendo em vista que os custos de 
operação e manutenção dos veículos são diretamente ligados às condições de 
superfície dos pavimentos. 
O manual de projeto e práticas operacionais para segurança nas rodovias 
do DNIT (BRASIL, 2006a) relata que para possuir um grau de segurança 
necessário, o pavimento deve atender alguns requisitos básico como, por 
exemplo, suportar os efeitos do mau tempo; permitir deslocamento suave; não 
causar desgaste excessivo dos pneus e alto nível de ruídos; ter estrutura forte; 
resistir ao desgaste; permitir o escoamento das águas e ter boa resistência a 
derrapagens.
Além disso, para a estrutura de um pavimento funcionar adequadamente, 
todas as peças que a compõe devem trabalhar as deformações compatíveis 
com sua natureza e capacidade de suporte, isto é, de modo que nas camadas 
que constituem o pavimento não ocorram processos de ruptura prematura 
nos materiais. Para isso, conforme Senço (2001), deve-se conhecer bem as 
propriedades dos materiais utilizados na estrutura de um pavimento como: 
sua resistência à ruptura e sua permeabilidade e deformabilidade frente à 
repetição de carga e ao efeito do clima, para obter êxito no dimensionamento.
Concepção e dimensionamento de pavimentos flexíveis e rígidos2
Aprenda mais sobre pavimentação no livro Pavimentação Asfáltica – Formação Básica 
para Engenheiros, Bernucci et al. (2008).
Diferenças entre pavimentos flexíveis e rígidos 
Segundo DNIT (BRASIL, 2006a), os pavimentos são divididos basicamente 
em três tipos: pavimento flexível, rígido e semirrígido.
A designação de pavimentos flexíveis, criada pelo Asphalt Institute em 1960, 
refere-se a um pavimento constituído por uma ou mais camadas de misturas 
betuminosas que assentam diretamente sobre camadas granulares. Em geral 
o pavimento flexível é constituído por quatro camadas: revestimento (camada 
que recebe diretamente a ação); base (camada destinada a resistir e distribuir 
os esforços advindos da base); sub-base (camada corretiva do subleito ou com-
plementar à base); subleito (terreno de fundação do pavimento). Lembre-se de 
que pode haver ou não uma camada denominada reforço do subleito (Figura 1). 
Figura 1. Pavimento asfáltico. 
Fonte: Bernucci et al. (2008).
Acostamento Base
Camada
de ligação
ou binder Camada
de rolamento
Sub-base
Pavimento �exível
Reforço de subleito
De modo geral, pode-se dizer que os pavimento flexíveis são aqueles que 
sofrem deformações, porém essas transformações até certo limite não levam 
3Concepção e dimensionamento de pavimentos flexíveis e rígidos
à ruptura da estrutura. Além disso, esse tipo de pavimento é dimensionado 
para a compressão e tração na flexão, e os carregamentos provocados pelo 
tráfego dão origem a bacias de deformações levando a estrutura a modificações 
permanentes e ao rompimento por fadiga (SENÇO, 1997).
Os pavimentos flexíveis diferem-se dos rígidos não apenas pela caracte-
rística do revestimento, mas principalmente pela forma como distribuem os 
esforços para as camadas inferiores. Nessas camadas, a carga se distribui em 
parcelas proporcionais à rigidez das camadas, sendo assim todas as camadas 
sofrem deformações elásticas significativa. As deformações até um limite não 
levam ao rompimento, visto que a qualidade do solo é importante, pois ele é 
submetido a altas tensões e absorve maiores deflexões. 
Na prática
Para Yoder e Witczak (1975, p. 234), “[...] nos pavimentos flexíveis existem uma concen-
tração dos esforços nos pontos de aplicação das cargas, sendo as tensões distribuídas 
em uma área relativamente pequena”. Desse modo, existe a concentração dos esforços 
nos pontos em que são aplicados, o que gera um acúmulo de esforços pontuais que 
desgastam a estrutura.
Veja em realidade aumentada como funciona o movimento em pavimentos desse tipo. 
1. Acesse a página https://goo.gl/QfbWDC e baixe o aplicativo Sagah Projeto de 
estradas.
2. Abra o aplicativo e aponte a câmera para a imagem a seguir:
Se preferir, baixe o aplicativo 
por meio do código ao lado ou 
https://goo.gl/QfbWDC
Concepção e dimensionamento de pavimentos flexíveis e rígidos4
Além do mais, os pavimentos flexíveis podem apresentar misturas betu-
minosas fabricadas a quente ou a frio. As misturas betuminosas a frio não 
necessitam serem aquecidas, sendo produzidas, espalhadas e compactadas sem 
aquecimento dos materiais. Ainda, essas são compostas por agregados, aos 
quais se junta a emulsão betuminosa conhecida como ligante, podendo, ainda, 
adicionar-se água e aditivos. Os tipos de misturas a frio são diversos: agregado 
britado de granulometria extensa tratado com emulsão betuminosa; mistura 
betuminosa aberta a frio; microaglomerado betuminoso a frio; revestimento 
superficial betuminoso; e lama asfáltica. 
O pavimento rígido pode ser definido como aquele que apresenta umacamada de revestimento com uma rigidez superior às camadas inferiores, a 
qual absorve praticamente quase todas as tensões provenientes das tensões e 
deformações da placa. A pavimentação rígida tem como base a implementação 
de cimento como aglomerante hidráulico para a interligação dos agregados 
envolvidos no concreto, sendo a placa de cimento seu principal componente 
estrutural. Nesses pavimentos a espessura é fixada em função da resistência à 
flexão das placas de concreto e das resistências das camadas subjacentes. As 
placas de concreto podem ser armadas ou não com barras de aço (BERNUCCI 
et al., 2008; ALMEIDA et al., 2016).
Normalmente os pavimentos rígidos são constituídos das seguintes cama-
das: revestimento rígido, sub-base, reforço de subleito, adotado no caso de 
subleitos com baixa capacidade de suporte, e regularização o subleito (Figura 2).
Figura 2. Pavimento asfáltico. 
Fonte: Bernucci et al. (2008).
Placa de concreto
Barra de transferência (metade isolada)
Juntas de retração
Reservatório do selante
Imprimação asfáltica
ou lona plástica
Comprimento das placas
usual entre 4 e 6m
Sub-base
Subleito
5Concepção e dimensionamento de pavimentos flexíveis e rígidos
A estruturação do pavimento rígido é mais simples em relação ao flexível. 
As camadas de base e de revestimento no pavimento rígido são unidas em 
uma única, desempenhando as mesmas funções que as camadas de base na 
pavimentação asfáltica, necessitando apenas de mais uma camada de sub-base 
e eventual regularização do subleito da via (ALMEIDA et al., 2016).
Já o pavimento semirrígido é caracterizado por apresentar uma base cimen-
tada e revestimento flexível. Esse tipo de pavimento apresenta nível de defor-
mação intermediário, sendo superior ao do flexível e inferior ao do rígido. Além 
do mais, os pavimentos semirrígidos estão sujeitos a deformações, geralmente 
estão presente em vias onde trafegam veículos pesados, porém não são indicados 
para locais com cargas estáticas, como, por exemplo, nos pontos de ônibus. 
Na prática
As cargas nos pavimentos rígidos em geral são distribuídas de forma mais uniforme do 
que nos flexíveis. Dessa forma, os pavimentos rígidos tendem a distribuir a carga sobre 
uma área relativamente maior, diminuindo as tensões, e isso ocorre por apresentar um 
alto módulo de elasticidade e a sua rigidez (SENÇO, 1997).
Veja em realidade aumentada como são distribuídas as cargas em pavimentos 
desse tipo. 
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Concepção e dimensionamento de pavimentos flexíveis e rígidos6
Além disso, o pavimento semirrígido apresenta maior facilidade de ma-
nutenção e implantação se comparado com o rígido, por isso é uma opção 
interessante para as obras que visam menores custos de execução. Assim como 
o flexível, que também pode passar pelo processo de reciclagem.
Com relação aos materiais que compõe um pavimento, podem ser desta-
cados os solos que sempre terão um papel importante atuando como subleito 
para a pavimentação. Outro material indispensável é o agregado. Este é usado 
em larga escala na composição da estrutura do pavimento, tendo em vista 
que a grande maioria ou até mesmo todas as camadas do pavimento possuem 
agregados e uma larga variedade de características que influenciam na sua 
utilização para a composição do pavimento (SENÇO, 1997).
Quando é feita a utilização da pavimentação flexível, os betumes, que são 
uma mistura líquida que apresenta alta viscosidade de ocorrência natural ou 
artificial, são empregados na grande maioria dos revestimentos e divididos entre 
alcatrões derivados da destilação do carvão e asfaltos derivados de petróleo, 
também existem asfaltos que podem ser provenientes de depósitos lacustres 
ou rochas, sendo igualmente utilizados na pavimentação (BALBO, 2007).
Para pavimentos rígidos e semirrígidos pode ser utilizados aglomerantes ou 
cimentos hidráulicos que podem ser: cal, cimentos naturais, cimento Portland, 
cimentos de endurecimento rápido, pozolanas, entre outros, sendo utilizados 
de acordo com o projeto ou disponibilidade local (BALBO, 2007).
Leia mais sobre dimensionamento de pavimentos e sua importância na obra Pavimen-
tação Asfáltica: materiais, projeto e restauração (BALBO, 2007). 
Dimensionamento de pavimentos flexíveis 
e rígidos 
O dimensionamento de estruturas de pavimentos asfálticos é um processo que 
compreende o conhecimento de variáveis de complexa previsão e modelagem 
como, por exemplo, as características dos materiais de pavimentação, o com-
portamento em relação à aplicação das cargas dos mesmos, o próprio carre-
7Concepção e dimensionamento de pavimentos flexíveis e rígidos
gamento e o tipo de resposta que a estrutura terá para suportar as cargas sob 
todas as variações climáticas durante o período de análise (FRANCO, 2007). 
Ao longo do século XX, os métodos de projeto de pavimentos asfálticos 
eram classificados em cinco categorias: métodos empíricos, com ou sem en-
saio de resistência do solo; métodos que limitam a ruptura por cisalhamento; 
métodos que limitam a ruptura por deformação vertical; métodos baseados no 
desempenho de pavimentos em pistas experimentais; e métodos mecanístico-
-empíricos (HUANG, 2003). 
No cenário atual, a qualidade da malha rodoviária implantada assume um 
importante papel perante a econômica do país, uma vez que os custos da pro-
dução estão ligados ao meio de transporte dos mesmos, e, com isso, podem se 
tornar bastante elevados com uma malha rodoviária excessivamente degradada. 
A estrutura de pavimento é projetada e dimensionada para se ter condição 
operacional adequada ao longo de um período de projeto determinado, logo 
essa condição operacional vai sendo degradada ao longo do tempo devido a 
problemas construtivos, à passagem das cargas e às ações climáticas. O di-
mensionamento das estruturas dos pavimentos deve garantir que o pavimento 
não venha sofrer ruptura estrutural dentro de um período determinado de 
projeto (MOTTA, 1991). Desse modo, existe atualmente um grande número 
de métodos para o dimensionamento da estrutura de pavimentos, sendo que 
a grande maioria é baseada em ideias empíricas. 
Métodos para pavimentos asfálticos
Método do CBR
O método do CBR, desenvolvido pelo engenheiro O. J. Porter da Califórnia 
Division of Highways (CDH), foi o primeiro método de dimensionamento de 
pavimentos flexíveis criado sobre bases estritamente empíricas. A primeira 
adaptação desse método foi realizada pelo USACE para aeródromos na 2ª 
Guerra Mundial. Muitas adaptações desse método são ainda hoje amplamente 
utilizadas para o dimensionamento de pavimentos asfálticos em diversos países. 
No Brasil, os grandes órgãos rodoviários do país utilizam como normas 
de dimensionamento os procedimentos adaptados do método do CBR, como, 
por exemplo, o DNIT. O critério básico de ruptura adotado é aquele por cisa-
lhamento do subleito e camadas granulares, que causariam o aparecimento 
de sulcos nas trilhas de rodas (deformações permanentes) ou mesmo rupturas 
plásticas no subleito.
Concepção e dimensionamento de pavimentos flexíveis e rígidos8
Os parâmetros de entrada principais desse método são:
 � tráfego: que é caracterizado pelo número de solicitações impostas ao pa-
vimento pelo eixo-padrão que deu origem à curva de dimensionamento;
 � capacidade de suporte do subleito (CBR): medido pelo ensaio do Índice 
de Suporte Califórnia (ISC ou CBR).
Embora esse método tenha sido elaborado sobre bases empíricas, é im-
portante ressaltar que para a elaboração dos ábacos de dimensionamento 
foram realizados estudos teóricos envolvendo a teoria da elasticidade para 
extrapolação do método para cargas e combinações de cargas diferentes 
daquelas observadas em campo. Deste ponto de vista, pode-se considerar 
que a grande maioria das adaptações dométodo do CBR são, na realidade, 
métodos semiempíricos de dimensionamento. A maioria dos procedimentos de 
dimensionamento estrutural de pavimentos flexíveis empregados no país são 
baseados no método de dimensionamento do CBR. Sendo assim, consideram 
como principais parâmetros de projeto o índice de suporte do subleito (CBR) e 
o número N de repetições do ESRD de 80 kN, correspondente à carga-padrão 
rodoviária. As espessuras totais do pavimento são obtidas por meio de gráficos 
de dimensionamento e expressas em termos de material granular, podendo as 
diversas camadas efetivas serem substituídas por outros materiais mais nobres, 
sendo empregado o conceito de equivalência estrutural (SANTOS, 2011).
Método do DNIT
O método de dimensionamento de pavimento flexível do DNER (Departa-
mento Nacional de Estradas de Rodagem), preparado pelo Engenheiro Murillo 
Lopes de Souza em 1966, baseia-se no trabalho Design of Flexible Pavements 
Considering Mixed Loads and Traffic Volume da autoria de Turnbull, Foster 
e Ahlvin (1962), do corpo de engenheiros do exército dos Estados Unidos, e 
nas conclusões obtidas na Pista experimental da AASHTO (BRASIL, 2006b).
Esse método tem como principal objetivo a proteção da estrutura dimen-
sionada contra a ruptura por tensões de cisalhamento da camada do subleito. 
Dessa forma, determina-se a espessura total necessária para o pavimento, 
dada em termos de material granular, em função dos dados geotécnicos e das 
características de tráfego solicitante, sendo que o último parâmetro também é 
utilizado para a determinação da espessura mínima do revestimento asfáltico. 
Diante disso, determinadas essas espessuras, procede-se à determinação das 
9Concepção e dimensionamento de pavimentos flexíveis e rígidos
espessuras das demais camadas constituintes da estrutura do pavimento. 
Dadas em termos de material granular, as camadas são convertidas para es-
pessuras reais dos materiais utilizados através dos coeficientes de equivalência 
estrutural, que expressam a relação entre a espessura de material granular 
e do material utilizado, de forma que ambos, nas respectivas espessuras, 
apresentem desempenho estrutural semelhante (SANTOS, 2011). O referido 
método é parte integrante da última edição do manual de pavimentação do 
DNIT de 2006 (BRASIL, 2006b).
Método da AASHTO
A concepção do método de dimensionamento da AASHTO teve seu início na 
década de 1950 nos Estados Unidos quando foi criada The AASHO Road Test. 
A American Association of State Highway Officials (AASHO) realizou um 
estudo do desempenho de vários tipos de estruturas de pavimento por meio da 
avaliação dos efeitos das cargas do tráfego de magnitude e frequência conheci-
das. A pista experimental contemplou tanto seções rígidas quanto asfálticas. As 
informações adquiridas na pista experimental foram cruciais para o progresso 
dos estudos de desempenho de pavimentos, dimensionamento estrutural, equi-
valência de carga e efeitos climáticos. Com as informações vieram os gráficos 
e as equações de dimensionamento utilizados no guia de dimensionamento da 
AASHTO. As pesquisas realizadas na pista experimental da AASHO Road 
Test, que mais tarde resultariam no método da AASHTO/93, representaram 
um grande salto de qualidade para os novos métodos de dimensionamento de 
estruturas de pavimento. O método da AASHTO/93, embora seja um método 
desenvolvido com bases empírico-estatísticas, leva em consideração a maior 
quantidade de variáveis que podem influenciar no desempenho da estrutura, 
em comparação ao método do CBR (SANTOS, 2011). 
Métodos para pavimentos rígidos
Método da Pca
O método da PCA/1984 (Portland Cement Association) é um método empírico 
mecanístico de dimensionamento de pavimentos de CCP (concreto de cimento 
Portland). Esse método utiliza a avaliação mecanicista e modelos de desem-
penho por fadiga do concreto e de erosão das placas de CCP. São utilizados 
Concepção e dimensionamento de pavimentos flexíveis e rígidos10
ábacos para a determinação das tensões atuantes que foram elaborados com 
base no cálculo de tensões através de métodos de elementos finitos (MEF), 
que permite a análise das placas como elementos de dimensões finitas.
O método de 1984 é fundamentado exclusivamente no modelo de fadiga 
do concreto. Além disso, o método da PCA/84 aplica-se tanto a pavimentos de 
concreto simples e com barras de transferência, quanto aos dotados de armadura 
distribuída, descontínua, e é utilizado um modelo de análise estrutural por 
elementos finitos. Outros tópicos que o novo processo leva em conta são: o 
tipo e o grau de transferência de carga nas juntas transversais; os efeitos da 
existência ou não de acostamentos de concreto; a contribuição estrutural das 
sub-bases de concreto rolado ou sub-bases tratadas com cimento; a ação dos 
eixos tandem triplos; e introduz o modelo de ruína por erosão de fundação 
do pavimento, o qual inclui o modelo de ruína por formação de degraus ou 
escalonamento nas juntas transversais, usando-o concomitantemente com o 
tradicional modelo de fadiga. O sistema permite combinar facilmente dife-
rentes fatores de projeto, propiciando a análise acelerada de muitas soluções 
alternativas (SANTOS, 2011).
Método da AASHTO
O método de dimensionamento de pavimentos de CCP da AASHTO/1993 é 
um método basicamente empírico que tem como base os resultados obtidos 
na pista de testes da AASHO. Assim como o método de dimensionamento 
de pavimentos asfálticos contido no guia, o método de pavimentos rígidos 
oferece um modelo de dimensionamento baseado no desempenho do índice de 
serventia – PSI. Note-se que os modelos da AASHTO, tanto para pavimento 
asfáltico quanto rígido tem uma forma bastante similar. Para a determinação 
da estrutura, o período de projeto é normalmente considerado como 20 anos 
(SANTOS, 2011). 
Aprenda mais sobre dimensionamento de pavimentos na obra Mecânica do pavimentos 
(MEDINA; MOTTA, 2015). 
11Concepção e dimensionamento de pavimentos flexíveis e rígidos
ALMEIDA, M. A.; et. al. Análise Comparativa de Métodos de Pavimentação – Pavi-
mento Rígido (concreto) x Flexível (asfalto). Revista Científica Multidisciplinar Núcleo 
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BRASIL. Ministério dos Transportes. Departamento Nacional de Infraestrutura de 
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MEDINA, J.; MOTTA, L. M. G. Mecânica dos pavimentos. 3. ed. Rio de Janeiro: Interci-
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MOTTA, L. M. G. Método de dimensionamento de pavimentos flexíveis: critério de con-
fiabilidade e ensaios de cargas repetidas. 1991. Tese (Doutorado em Engenharia)- 
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SANTOS, C. R. G. Dimensionamento e análise do ciclo de vida de pavimentos rodoviários: 
uma abordagem probabilística. 2011. Tese (Doutorado em Engenharia de Transpor-
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SENÇO, W. de. Manual de técnicas de pavimentação. São Paulo: Pini, 1997. v. 1.
SENÇO, W. de. Manual de técnicas de pavimentação. 2. ed. São Paulo: Pini, 2001. v. 1.
YODER, E. J.; WITCZAK, M. W. Principles of pavement design. 2. ed. New York: John 
Wiley & Sons, 1975.Leituras recomendadas
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de Janeiro: Petrobrás; ABEDA, 2008.
SOUZA, M. L. de. Pavimentação rodoviária. Rio de Janeiro: Artes Gráficas Schulze, 
1976. v. 1.
Concepção e dimensionamento de pavimentos flexíveis e rígidos12
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